Взрывозащищенные электрические соединители: руководство по выбору и безопасности

Что на самом деле делают взрывозащищенные электрические разъемы

Взрывозащищенные электрические разъемы не предназначены для предотвращения внутренней искры или дуги — они созданы для не содержать возгорания внутри корпуса разъема , предотвращая воспламенение окружающей легковоспламеняющейся атмосферы. Это различие имеет решающее значение. В средах, где присутствуют газы, пары или горючая пыль, стандартный разъем может вызвать катастрофический взрыв. Взрывозащищенный разъем внутренне выдерживает событие и гасит его до распространения.

Отрасли, в которых используются эти разъемы, включают нефтегазовую, химическую переработку, фармацевтическое производство, обработку зерна и морские платформы — везде, где это место классифицируется как опасная зона в соответствии со стандартами, такими как статья 500 NEC или IEC 60079.

Как они классифицируются: зоны, подразделения и группы

Выбор правильного разъема начинается с понимания системы классификации опасных зон. Во всем мире существуют две параллельные структуры:

Североамериканская система делений (NEC/CEC)

• Дивизион 1: Опасные концентрации присутствуют при нормальных условиях эксплуатации.
• Дивизион 2: Опасные концентрации присутствуют только в аномальных условиях (протечь, отказ).

Система зон IEC (используется в Европе и за рубежом)

• Зона 0/20: Постоянное присутствие горючего газа или пыли.
• Зона 1/21: Вероятно, произойдет во время нормальной работы.
• Зона 2/22: Маловероятно, но возможно при аномальных условиях.

Газовые группы дополнительно уточняют это требование. Группа ИИК (водород) требует самой строгой конструкции разъема, тогда как к группе ИМА (пропан) предъявляются наименее строгие требования. Всегда сопоставляйте номинальную группу разъема с конкретным газом или паром на вашем предприятии.

Ключевые сертификаты, которые необходимо подтвердить

Разъем, продаваемый как «взрывозащищенный», действителен только в том случае, если он имеет соответствующую сертификацию третьей стороны для вашей юрисдикции. Приемка несертифицированной продукции на регулируемом предприятии может привести к аннулированию страховки, нарушению правил техники безопасности и подвергнутию персонала опасному для жизни риску.

• В списке UL (UL 1203/UL 2225): Требуется для локаций, засекреченных Североамериканским дивизионом. UL 2225 специально распространяется на взрывозащищенные кабели и фитинги для кабельных лотков.
• ATEX (Директива 2014/34/ЕС): Обязательно для оборудования, используемого в опасных зонах Европы. Найдите символ Ex с маркировкой категории (например, II 2G Ex d IIC T6).
• МЭКЕх: Международная схема сертификации, принятая более чем в 50 странах, облегчает глобальное внедрение оборудования без избыточных испытаний.
• CSA (C22.2 № 30): Требуется для установок в Канаде; часто включается в двойной список с UL для трансграничных проектов.
• КОША/НЕПСИ/ИНМЕТРО: Сертификаты для конкретной страны для Южной Кореи, Китая и Бразилии соответственно — необходимы для местного соответствия на этих рынках.

Всегда запрашивайте полный сертификат , а не просто логотип в таблице данных. Перед закупкой проверьте номер сертификата в онлайн-реестре выдавшего его органа.

Распространенные типы и их применение

Взрывозащищенные разъемы выпускаются в нескольких конфигурациях, каждая из которых подходит для различных требований к установке:

Взрывозащищенные (Ex d) разъемы

Самый распространенный тип в промышленных условиях. Корпус сконструирован таким образом, чтобы выдерживать внутренний взрыв и охлаждать выходящие газы через прецизионные пути пламени — обычно зазоры 0,1 мм или менее — прежде чем они достигнут внешней атмосферы. Широко используется в распределительных коробках двигателей, цепях освещения и контрольно-измерительных приборах в зонах 1 / Подразделения 1.

Разъемы повышенной безопасности (Ex е)

Они не содержат взрыва; вместо этого они предназначены для предотвращения возникновения источников возгорания вообще, что достигается за счет более жестких производственных допусков, более высоких показателей изоляции и надежной блокировки клемм. Подходит для зоны 1/зоны 2, где риск возникновения дуги сведен к минимуму благодаря конструкции. Часто используется в клеммных коробках и осветительной арматуре.

Искробезопасные (Бывший я) системные разъемы

Используется в искробезопасных цепях, где уровни энергии поддерживаются на очень низком уровне (обычно ниже 1,2 Вт для группы IIC), что даже искра не может воспламенить окружающую атмосферу. Разъемы в этих цепях должны быть маркированы и отделены от неискробезопасных цепей — их смешение делает защиту недействительной.

Герметичные и герметизированные соединители

Используется в подводных условиях и в экстремальных условиях. Эпоксидное или стеклометаллическое уплотнение устраняет внутренние пустоты, делая невозможным воспламенение. Обычно используется в подводном нефтепромысловом оборудовании и датчиках опасности военного назначения.

Важные характеристики, которые необходимо оценить перед покупкой

Помимо сертификационной маркировки, следующие технические параметры определяют, будет ли разъем надежно работать в течение всего срока службы:

• Температурный класс (T-рейтинг): Диапазон от T1 (максимальная температура поверхности 450°C) до T6 (85°C). Т-класс должен быть ниже температуры воспламенения окружающего газа. Например, водород воспламеняется при температуре 500°C, поэтому разъемы T1 технически допустимы, но разъем T4 или выше является стандартной практикой для обеспечения запаса безопасности.
• IP-рейтинг: Для большинства взрывозащищенных разъемов требуется как минимум IP65 (пыленепроницаемый, защищенный от водяных струй) для наружного применения. Для морских или промывных сред обычно требуется IP66 или IP68.
• Номинальное напряжение и ток: Промышленные взрывозащищенные разъемы обычно имеют напряжение от 250 В до 600 В переменного тока и выдерживают силу тока от 16 А до 100 А. Превышение номинальных значений приводит к возникновению тепла и дуги, которые сертифицированные корпуса не могут безопасно сдержать.
• Материал корпуса: Литой алюминиевый сплав является стандартным для применений, чувствительных к весу. нержавеющая сталь 316 предпочтителен в высококоррозионных химических или морских средах. Алюминий, не содержащий меди (менее 0,5% меди), является обязательным для применений группы IIC, связанных с ацетиленом.
• Размер ввода кабелепровода: NPT (Северная Америка) и метрическая резьба или резьба PG (Европа/Азия). Несоответствующая резьба нарушает целостность тракта воспламенения и делает сертификацию недействительной.
• Количество полюсов и кодировка: Многополюсные разъемы (3P, 4P, 5P) с ключами поляризации предотвращают неправильное соединение, что критически важно в системах, где обратная полярность или перекрестное соединение могут вызвать неисправности.

Рекомендации по установке, которые часто упускают из виду

Даже правильно выбранный разъем не сможет выполнить свою защитную функцию, если он установлен неправильно. Ниже приведены наиболее распространенные ошибки установки, возникающие при аудите опасных зон:

1. Поврежденные пути пламени: Никогда не используйте разъем с вмятинами, царапинами или коррозией на сопрягаемых поверхностях. Увеличение зазора на пути пламени всего на 0,05 мм может обеспечить распространение воспламенения в средах группы IIC.
2. Отсутствует или неправильный герметик: Уплотнения кабелепровода (Sealtite или эквивалент) должны быть размещены в пределах 18 дюймов (457 мм) от разъема в местах категории 1 согласно NEC 501.15. Состав должен заполнять как минимум внутренний диаметр трубопровода.
3. Неправильный момент затяжки крепежных элементов корпуса: Недостаточная затяжка оставляет зазоры; Чрезмерное затягивание может привести к растрескиванию литого корпуса. Всегда соблюдайте спецификации крутящего момента производителя — обычно от 4 до 20 Нм в зависимости от размера жилья.
4. Использование стандартных прокладок в качестве замены: Только прокладки, рекомендованные OEM, обеспечивают правильную степень сжатия, обеспечивающую степень защиты IP и взрывобезопасность. Заменители на вторичном рынке с неправильной твердостью по твердости являются частым нарушением требований.
5. Подключение или отключение под нагрузкой: Если разъем не рассчитан на переключение под напряжением (Ex d с блокируемыми крышками), всегда обесточивайте перед соединением или снятием соединения. Возникновение дуги на открытом воздухе в опасной зоне может привести к воспламенению окружающей атмосферы.

Интервалы технического обслуживания и проверок

МЭК 60079-17 устанавливает основу для постоянного контроля взрывозащищенного оборудования. В частности, для разъемов применяются три уровня проверки:

• Визуальный осмотр: Проводится каждые 1–3 года (или согласно графику объекта). Не открывая корпус, проверьте его на наличие внешних повреждений, коррозии, отсутствия крепежа и целостности кабельных вводов.
• Тщательный осмотр: Каждые 3–5 лет. Открывает разъем для проверки внутреннего состояния — проверки герметичности клемм, отсутствия попадания влаги и состояния пути прохождения пламени.
• Подробный осмотр: По мере необходимости при подозрении на воздействие перенапряжения, тока повреждения или механического воздействия. Включает проверку размеров путей распространения пламени с использованием калиброванных манометров.

Документируйте каждую проверку в журнале, привязанном к идентификационному номеру оборудования. Любой разъем, в котором произошла внутренняя неисправность, должен быть заменен. , не отремонтирован — внутренние повреждения могут быть незаметны, но структурная целостность корпуса нарушена.

Когда следует выбирать взрывозащищенное исполнение, а не продувочное/находящее под давлением или искробезопасное исполнение?

Взрывозащищенность (Ex d) не всегда является лучшим ответом, она просто наиболее распространена. Рассмотрим эти альтернативы для конкретных сценариев:

• Продувка/под давлением (Ex p): Лучше подходит для больших панелей управления и преобразователей частоты в зоне 1, где строительство достаточно большого корпуса Ex d будет непомерно тяжелым или дорогостоящим. Требуется непрерывная подача приборного воздуха и система управления продувкой.
• Искробезопасность (Ex i): Лучший выбор для приборов малой мощности (контуры 4–20 мА, термометры сопротивления, термопары) в зоне 0 — единственный метод защиты, разрешенный для постоянных опасных сред с разъемами, которые можно открывать под напряжением.
• Невоспламеняющийся (NI) / только для зоны 2: Для помещений категории 2/зоны 2 негорючие разъемы или разъемы Ex nA значительно дешевле и легче, чем конструкции с полным Ex d, при этом удовлетворяя требованиям по снижению риска в этих зонах.

Целью всегда является выбор концепции защиты, которая подходит по назначению без чрезмерной инженерии — чрезмерная сложность защиты увеличивает затраты и нагрузку на техническое обслуживание без пропорционального повышения безопасности в зонах с низким уровнем риска.