В промышленности часто возникают условия, при которых существует возможность возникновения пожара или взрыва. Для защиты оборудования и обслуживающего персонала должны быть приняты определенные меры предосторожности, создающие условия, при которых во взрывоопасных средах вероятность возникновения взрыва сводится к нулю.
С химической точки зрения, окисление, горение и взрыв являются экзотермическими реакциями, происходящими с различными скоростями. Для осуществления таких реакций необходимо наличие трех компонентов:
- топливо (легковоспламеняющиеся пары жидкости или газы, горючая пыль, горючая смесь);
- окислитель (обычно воздух или кислород);
- энергия воспламенения (электрическая или тепловая).
В зависимости от того, каким образом происходит реакция, результатом может быть нормированное горение, волна огня или взрыв.
Все методы защиты, применяемые в настоящее время, пытаются исключить один или более компонентов для того, чтобы уменьшить риск возникновения взрыва до приемлемого уровня. В корректно спроектированной системе, как правило, допускается, что должны возникнуть две или более независимые неисправности, каждая с небольшой вероятностью, для того чтобы возможный взрыв произошел.
Для кислородосодержащей атмосферы риск воспламенения взрывоопасной смеси зависит от вероятности одновременного наличия следующих двух условий:
- образование легковоспламеняющихся или взрывоопасных паров, жидкостей или газов, горючей пыли в атмосфере или скопление огнеопасных или взрывчатых веществ;
- наличие источника энергии: электрической искры, электрической дуги или температуры. достаточной для воспламенения, т. е. того, что способно воспламенить опасную смесь.
Опасность взрыва производственной атмосферы возникает при смешивании взрывоопасных паров и газов (а также и пыли) с воздухом, в результате чего образуется взрывчатая смесь. Такая опасность может возникнуть в процессе химического производства, транспортировке или хранении взрывоопасных веществ, а также при производстве, где технологией предполагается выделение опасных газов и паров.
Основополагающее требование для производственного комплекса не допустить возможности выхода взрывоопасных паров и газов в атмосферу. Поскольку в процессе производства риск образования взрывоопасной смеси с воздухом все равно существует, необходимо всегда предпринимать специальные меры относительно электрооборудования, чтобы предотвратить возможное воспламенение огнеопасных или взрывчатых атмосфер. Применение этих мер должно защитить предприятие или установку, и что еще более важно — человеческую жизнь, поскольку воспламенение может произойти, только когда огнеопасная атмосфера и источник воспламенения существуют одновременно. Такое воспламенение может произойти из-за электрической дуги, искры или горячей поверхности во время использования электрического оборудования. Кроме того, воспламенение может быть вызвано фрикционным зажиганием и электростатическим действием. Электрическая дуга может возникнуть из-за разряда накопленной энергии или из-за переключения контактов (коммутационных процессов).
Современные предприятия нефтегазодобывающего и перерабатывающего комплексов промышленности представляет собой сложные технологические процессы, в которые вовлечено большое количество людей, электротехнических и технологических установок. Работа таких предприятий связана с потенциальной опасностью образования взрывоопасных атмосфер как в помещениях, так и на открытых площадках. Технологические процессы с возможной опасностью возникновения взрыва или пожара в таких, например, отраслях, как нефтедобывающая или газодобывающая, нефтехимическая, химическая, фармацевтическая и т.д. требуют определения опасных зон с возможным наличием огнеопасных смесей.
Понятие «взрывоопасная зона» в «Правилах устройств электроустановок» трактуется следующим образом -взрывоопасная зона — это помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Согласно ГОСТ IEC 60079-10-1—2012 — взрывоопасная зона — часть замкнутого или открытого пространства, в котором присутствует или может образоваться взрывоопасная газовая смесь объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации оборудования.
В этих зонах для обеспечения безопасности должно применяться электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Взрывозащищенное электрооборудование — электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования (ПУЭ).
В соответствии с ГОСТ IEC 60079-10-1—2012 и ПУЭ взрывоопасные зоны в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывчатой газовой смеси подразделяются на три класса:
- Зона класса 0: Зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени.
- Зона класса 1: Зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.
- Зона класса 2: Зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и существует очень непродолжительное время.
Известно много способов взрывозащиты, обеспечивающих безопасную эксплуатацию электрооборудования во взрывоопасных средах. Государственные и международные стандарты и правила безопасности устанавливают эти способы и подробно определяют, каким образом следует разрабатывать и применять различное оборудование.
