Взривозащитени електрически табла

• Взривоустойчивите табла са солидно конструирани и специално сертифицирани за приложения в индустриални зони с риск от възникване на експлозивни атмосфери
  
  
• Ключова разлика между взривозащитените и искробезопасните корпуси е, че първите са базирани на стратегии за ограничаване, докато вторите разчитат на техники за предотвратяване
  
  
• Характеристиките на взривозащитените табла, шкафове и кутии варират в широки граници според типа на конструкцията, функциите и приложенията им

Взривоустойчивите ел. табла са солидно конструирани и специално сертифицирани за приложения в индустриални зони с риск от възникване на експлозивни атмосфери. Тези системи помещават различни ключови електрически компоненти, като клемни блокове, превключватели, трансформатори, релета и други устройства, при които е налице риск от искрене и късо съединение. Взривозащитените табла са проектирани да задържат във вътрешността си и/или да ограничават ефектите при възпламеняване и експлозии, за да осигурят безопасност за персонала и оборудването в заобикалящата ги среда. Те често се използват в агресивни промишлени среди, ето защо сред традиционните им характеристики са и високата корозионна, механична и пожарна устойчивост на корпуса. Всичко това ги прави подходящо и в редица случаи – задължително решение за класифицирани като взривоопасни според действащата нормативна уредба индустриални зони.

Особености и приложения

Взривозащитените табла и искробезопасните електрически шкафове са неизменен елемент от електрооборудването и системите за индустриална и процесна автоматизация в редица промишлени отрасли, като химическия и нефтено-газовия сектор, особено в рафинериите и горивните станции, фармацевтичната и хранително-вкусовата индустрия, бутилирането на напитки, морското дело, енергетиката (в ядрени и ВЕИ централи, офшорни паркове и др.), в авиацията и др. В такива обекти често възникват взривоопасни среди вследствие на наличието на възпламеними пари, газове, прах и прахообразни субстанции, сухи и запалими материали и др.

Всяка зона се дефинира чрез съответния клас съгласно спецификациите на приложимите регулации, които определят и изискванията към електоапаратурата в обекта. В международен план се прилагат различни кодекси и стандарти за взривобезопасност на зоните и оборудването, включително ръководства и спецификации на Агенцията за безопасност и здраве при работа (OSHA), Националния електрически кодекс (NEC) и Националната асоциация на производителите на електротехника (NEMA) в САЩ. В рамките на Европейския съюз действа директивата ATEX, която се прилага за оборудване, предназначено за използване в потенциално взривна атмосфера.

Основна функция на взривоустойчивите електрически табла е да предотвратят възпламеняването на лесногорими материали в работната среда и да ограничат разпространението на пожари при наличието на искрене или експлозия на някой от компонентите във вътрешността им. Това свежда до минимум както рисковете от нараняване на служителите, така и от нанасяне на сериозни щети по материалните активи.

Ключова разлика между взривозащитените и искробезопасните корпуси и дизайни е, че първите са базирани на стратегии за ограничаване, докато вторите включват технологии и техники за предотвратяване. С други думи, искробезопасността се фокусира върху елиминирането на риска от възпламеняване или експлозия, вместо да ограничава проблем, който вече е възникнал.

Предлагат се няколко типа взривозащитени ел. табла според приложението. Сред тях са взривоустойчивите разклонителни кутии, които са подходящи за съединяване на кабелни системи с твърди обвивки в потенциално експлозивни среди. В тези кутии се помещават електрически компоненти и кабели, които могат да предизвикат искрене или да дадат на късо, така че обикновено се доставят във влагоустойчиво и взривоустойчиво изпълнение.

Взривозащитените електрически шкафове също спадат към категорията на сертифицираното по ATEX оборудване. Тези системи традиционно се инсталират в зони в близост до опасни субстанции, като запалими течности и химикали. Освен усилени високоустойчиви стоманени корпуси, те разполагат и с вентилационни отвори, които позволяват охлаждане и поддържане на безопасни нива на температурата във вътрешността.

В практиката често се използват и т. нар. искробезопасни бариери, които контролират подаваната към електрооборудването енергия в потенциално експлозивни среди. Чрез ограничаване на захранването по веригите тези системи могат да предотвратят възпламеняването и избухването на лесногорими субстанции. Такива изолационни бариери са препоръчителни за защита на веригите за управление от опасни токови удари, които могат да възпламенят експлозивни смеси или материали в непосредствен близост.

Типове табла според конструкцията

Взривоустойчивите ел. табла, шкафове и кутии се различават и по типа на конструкцията си. Широко разпространена група са т. нар. напълно затворени (Totally Enclosed, TE) модели със стандартен уплътнен корпус. Тези системи осигуряват сигурна вътрешна среда за електрическите връзки, предотвратявайки навлизането на потенциално експлозивни вещества, като газове или пари. Те са изработени от специални здрави материали, които могат да издържат на вътрешни експлозии.

Модификация на конструкциите от напълно затворен тип са т. нар. “Gas-tight” TE модели с напълно херметичен корпус, които предлагат допълнително ниво на защита чрез още по-добро уплътняване. Те могат да предотвратят навлизането на газове дори при условия на високо налягане, което ги прави подходящи за потенциално рискови среди с високи концентрации на опасни газообразни субстанции.

ТЕ таблата имат и специални взривоустойчиви разновидности (TE Explosion-proof), конструирани от огнеупорни материали, които подпомагат охлаждането и ограничават експлозията в корпуса, предотвратявайки излизането на пламъци или искри в околната атмосфера. Тази функция ги прави отлично решение за зони с висок потенциал за възникване на експлозии.

С още по-високо ниво на сигурност са конструкциите от тип GE (Gas-tight Explosion-proof), които се отличават с комбинация от херметичност и взривоустойчивост. Тези системи съчетават характеристиките на газонепропускливите и взривозащитени кутии, шкафове и табла, за да предотвратят навлизането на външни газове, като същевременно осигуряват стабилна защита срещу вътрешни експлозии. В резултат на това те са подходящи за среди, където концентрациите на опасни газове и рисковете от експлозии са високи.

В класификацията следват т. нар. SS корпуси (Severe-Service explosion-proof) – взривозащитени и предназначени за тежки експлоатационни условия. Те са подходящо решение за най-агресивните промишлени среди, където устойчивостта на оборудването на експлозии и пожари е от съществено значение. Взривозащитените табла са специално проектирани за екстремни среди, включващи и наличие на корозивни вещества в близост, високи температури, вибрации или други механични натоварвания. Тези конструкции са изработени от издръжливи материали, за да запазят целостта си и при най-суровите условия, свеждайки до минимум рисковете от късо съединение, пожар или експлозия.

С високо ниво на безопасност са и т. нар. TEV (Totally Enclosed Ventilated) корпуси – от напълно затворен тип, с вентилация. Те са оборудвани с вентилационни системи, позволяващи контролиран обмен на въздуха в таблото. Тази функция спомага за разсейването на топлината, генерирана от електрическите компоненти, и предотвратява концентриране на запалими газове във вътрешността или натрупване на прах по оборудването. TEV конструкциите са подходящи за среди, където разсейването на топлината е критично.

Специфики по отношение на дизайна

Проектирането и конструирането на взривозащитени електрически табла и шкафове е специфично и доста обширно направление на електроинженерството. Производителите в сегмента прилагат комбинации от различни стратегии и технологии при изработката на този тип оборудване, за да отговарят на действащите изисквания и спецификациите на сертифициращите органи, както и за да модифицират дадена система за универсално или пък конкретно приложение.
Сред най-популярните характеристики на взривоустойчивите ел. табла, които се постигат чрез различни особености в механичния дизайн и разнообразни методи, са:

• Огнеустойчивост – чрез тази техника за ограничаване се задържат във вътрешността на затворената система искри от компонентите или възпламенени субстанции и смеси. За изработка на външната обвивка на таблото или шкафа се използват материали с голяма здравина, като лят метал или фабрична стомана. Една такава тежка и устойчива конструкция трябва да може да задържи дори свръхналягането, причинено от вътрешната експлозия, предотвратявайки разпространението на ефектите от нея в околната среда;
  
  
• Влаго- и прахозащита (IP) – включва уплътняване на корпусите на електрическите кутии, шкафове или табла, за да се предотврати навлизането на външни субстанции, като прах, замърсявания, пари или влага;
  
  
• Херметизиране/Поставяне под налягане/Продухване – тези техники целят да предотвратят концентрирането на потенциално експлозивни смеси от газове или пари в корпусите, съдържащи електрически компоненти, при които има риск от искрене или нагряване над допустимите температурни граници. Сред най-популярните в бранша методи е въвеждането на защитен инертен газ в корпуса. Поставянето под налягане, от друга страна, ограничава навлизането на потенциално запалим прах в металната конструкция;
  
  
• Капсулиране – включва запълване на вътрешността на взривозащитения корпус със смола, която може да издържи на специфични условия. Материалът физически отделя електрическите компоненти, способни да искрят или да се нагряват до степен на възпламеняване, от потенциално експлозивни или запалими газове, пари или фини частици.