Классификация помещений и зон по условиям окружающей среды
Условия окружающей среды в производственных помещениях и зонах, где размещается технологическое и связанное с ним электротехническое оборудование, определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов и пыли, возможностью возникновения условий взрывопожароопасности.
По температуре воздуха выделяют жаркие помещения. В этих помещениях под воздействием различных тепловых излучений температура превышает +35 °С постоянно или периодически (более I суток). К таким относятся помещения с сушилками, сушильными и обжигательными печами, котельные и т. п. При кратковременных превышениях температуры +35 °С среду не следует относить к жаркой, что в некоторых случаях избавляет от необходимости усложнения и удорожания сети.
Нижний и верхний пределы температуры в помещениях определяются при конкретном проектировании путем изучения климатических факторов в районе, где предполагается строительство объекта, условий отопления и вентиляции проектируемого здания и особенностей технологического процесса. Например, для электромашинных помещений нижний предел температуры обычно устанавливается равным + 5 °С, а верхний — на уровне до +35 °С. Однако в отдельные жаркие дни из-за несовершенства вентиляции температура в этих помещениях может повышаться до +40 °С и более, что не должно учитываться в расчетах.
В производственных помещениях температура воздуха поддерживается в холодное время на уровне +15… 16 °С, а в жаркие летние дни не должна превышать +35 °С. В горячих цехах металлургических заводов температура воздуха может достигать +50…55 °С, что должно учитываться в расчетах внутрицеховых электрических сетей и при выборе электрооборудования.
По влажности среды помещения делятся на сухие, влажные, сырые и особо сырые. Для их характеристики используется понятие относительная влажность воздуха, измеряемая в процентах.
Относительная влажность — это отношение имеющегося при определенной температуре количества влаги в единице объема воздуха к тому количеству, при котором неизбежно произойдет выпадение росы (при той же температуре).
Сухими называются помещения, в которых ψ < 60 %. Такие помещения при температуре не выше +35 °С и отсутствии технологической пыли, химически активной и органической среды называются нормальными.
Во влажных помещениях пары или конденсирующаяся влага выделяется кратковременно в небольших количествах и соблюдается условие 60 % < ψ < 75 %. Сырыми считаются помещения, в которых длительное время ψ > 75 %. К особо сырым относятся помещения, в которых ψ ≈ 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).
Пыльными помещениями называются такие, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводниках, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п. Различают помещения с токопроводящей и не токопроводящей пылью.
Помещения с химически активной или органической средой — это помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.
Пожароопасными являются такие среды в помещениях или на открытом воздухе, где применяются или хранятся горючие вещества, а взрывоопасными — среды, в которых по условиям технологического процесса могут образовываться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, кислородом или другими окислителями, а также взрывоопасные концентрации различных веществ в виде пыли или волокон, находящихся во взвешенном состоянии.
В таких помещениях сами электроустановки представляют опасность из-за возможности пожара или взрыва вследствие перегрева проводников, образования искр и т. п.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещения делятся на категории А, Б, В1-В4, Г1-Г2 и Д, характеристики которых приведены в табл. 1.
Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются или находятся горючие вещества. Пожароопасные зоны подразделяются на следующие классы:
П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С (склады масел, масляное хозяйство трансформаторных подстанций и т. п.);
П-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объему воздуха (деревообрабатывающие цеха, отделение измельчения ацетилцеллюлозы и т. п.);
П-IIa -зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества (склады тканей, бумаги, деревянных моделей и т. п.);
П-III — расположенные вне помещений зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С или твердые горючие вещества (склады масел, угля, торфа, дерева и т. п.).
Взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси.
Взрывоопасная смесь — это смесь с воздухом горючих газов, паров легко воспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), имеющих температуру вспышки не выше 61 °С, горючих пыли или волокон с нижним концентрационным пределом не более 65 г/м* при переходе их во взвешенное состояние, которая при определенной концентрации способна взорваться при возникновении источника инициирования взрыва.
Взрывоопасные зоны делятся на следующие классы:
В-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов, хранении и переливании ЛВЖ и т. д;
B-Ia — зоны, расположенные в помещениях, в которых образование взрывоопасных смесей горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом возможно только в результате аварий или неисправностей;
В-16 — зоны, имеющие характеристику зон B-Ia, но отличающиеся одной из следующих особенностей:
1 — горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным переделом воспламенения (15 % и более) и резким запахом (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных установок);
2 — помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых возможно образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения,
имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения (например, помещения электролиза воды, зарядные станции аккумуляторных батарей);
В-1 г — пространства у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок, выбор электрооборудования для которых производится как и для расположенных в помещениях), надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами, эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п;
В-II — зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальном режиме работы;
В-Па — зоны в помещениях, в которых взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом могут образовываться только в результате аварий или неисправностей.
В соответствии с ГОСТ 30852.9-2002 «Электрооборудование взрывозащищенное. Ч. 10. Классификация взрывоопасных зон» взрывоопасные зоны в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывчатой газовой смеси подразделяются на три класса:
0 — зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует
постоянно или в течение длительного времени;
1 — зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной смеси в нормальных условиях эксплуатации;
2 -зона, в которой маловероятно присутствие газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и существует очень непродолжительное время.
Отметим, что частоту возникновения и длительность присутствия взрывоопасной смеси допускается определять по нормам (правилам) соответствующих отраслей промышленности.
Стандарт устанавливает классификацию взрывоопасных зон, отличающуюся от принятой в правилах устройства электроустановок (ПУЭ) [I]. Возможность отожествления классификаций, установленных ПУЭ и ГОСТ 30852.9-2002, затруднительна. Указанный стандарт в меньшей степени, чем ПУЭ, связывает аварии и неисправности технологического оборудования с уровнем опасности зоны и уделяет большее внимание вентиляции как фактору, влияющему на уровень взрывоопасности зоны. При применении ГОСТ 30852.9-2002 рекомендуется в максимальной степени руководствоваться изложенными в нем требованиями, принимая во внимание, что данный документ соответствует международному стандарту МЭК 60079-10-95.
При проектировании промышленных электроустановок одно и то же помещение может относиться одновременно к нескольким классам по окружающей среде. Например, помещение с химически активной средой может быть также и сырым. В этих случаях электроустановка должна удовлетворять условиям надежной работы в неблагоприятных средах всех классов в данном помещении.
Высота расположения открыто прокладываемых незащищенных изолированных проводов электрической сети напряжением до 1 кВ зависит от класса помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током. В соответствии с [1J различают помещения без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.
Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий:
а) сырости или токопроводящей пыли;
б) токопроводящих полов (железобетонных, металлических,
кирпичных, земляных и т. п.);
в) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой.
В особо опасных помещениях имеет место одно из следующих условий:
а) особая сырость;
б) химически активная или органическая среда;
в) одновременно два или более условий повышенной опасности.
Помещения без повышенной опасности не содержат признаков помещений с повышенной опасностью и особо опасных.