РМ 4-224-89. Системы автоматизации технологических процессов. Требования к выполнению электроустановок систем автоматизации в пожароопасных зонах. Пособие к ВСН 205-84/ММСС СССР

(утв. Минмонтажспецстроем СССР)

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ В ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ

РМ 4-224-89

Разработан Государственным ордена Трудового Красного Знамени проектным конструкторским институтом «Проектмонтажавтоматика».

Исполнитель — главный специалист отдела А.Х. Дубровский.

Начальник отдела А.М. Гуров.

Заместитель директора М.А. Чудинов.

Введен впервые.

Настоящий материал является пособием по проектированию электроустановок систем автоматизации технологических процессов в пожароопасных производствах, проектно-сметная документация которых выполняется в объеме требований ВСН 281-75 (Минприбор СССР «Временных указаний по проектированию систем автоматизации технологических процессов»).

Пособие разработано в развитие ВСН 205-84/ММСС СССР «Инструкции по проектированию электроустановок систем автоматизации технологических процессов». В него включены указания и рекомендации по выбору приборов, аппаратов, средств автоматизации и установочных изделий, выполнению систем электропитания, электрических проводок, щитов и пультов, щитовых помещений, зануления (защитного заземления).

При этом, исходя из методических соображений, ставилась задача сосредоточить в одном материале (в одном месте) не только действующие нормативные требования и комментарии к ним, но также вспомогательные и справочные материалы с тем, чтобы пособие в целом представляло собой систематизированный сборник данных, необходимых для проектирования электроустановок систем автоматизации в пожароопасных производствах.

Нормативная часть пособия полностью базируется на требованиях главы 7.4 Правил устройства электроустановок (ПУЭ) шестого издания и раздела 7 ВСН 205-84/ММСС СССР.

Справочная часть включает: указания по определению пожароопасных зон; категорий зданий и помещений по взрывопожарной опасности; рекомендации по выбору проводов, кабелей, коробок с зажимами защитных труб; методику расчетов по выбору аппаратов управления и защиты, выбору сечений проводников схем электропитания; требования к установке щитов в пределах пожароопасных зон и в щитовых помещениях; требования к щитовым помещениям; рекомендации по выполнению зануления (заземления) в электроустановках систем автоматизации пожароопасных производств; технические циркуляры НПО «Электромонтаж» Минмонтажспецстроя СССР.

Приведенные в пособии номенклатурные сведения по кабельным изделиям, коробкам, защитным трубам даны по состоянию на 01.12.89. При использовании этих данных следует учитывать возможные изменения, вносимые заводами-изготовителями в номенклатуры выпускаемой продукции.

Замечания и предложения по пособию просьба направлять по адресу: 123308, Москва, ГПКИ «Проектмонтажавтоматика».

1.1. Пособие предназначено для использования при проектировании электроустановок систем автоматизации технологических процессов в пожароопасных зонах (в помещениях и наружных установках).

В пособии рассматриваются электроустановки систем автоматизации напряжением до 380 В переменного и 440 В постоянного тока.

Требования и рекомендации, приведенные в пособии, не распространяются на электроустановки систем автоматизации предприятий по производству, применению и хранению взрывчатых веществ, шахт, рудников, опытных и специальных объектов, а также на электрические приборы, аппараты, средства автоматизации, расположенные внутри технологических аппаратов (наряду с терминами «приборы, аппараты, средства автоматизации, установочные изделия» далее по тексту будут применяться также термины «электрооборудование, изделие»).

1.2. Электроустановки систем автоматизации технологических процессов в пожароопасных зонах должны отвечать требованиям главы 7.4 ПУЭ шестого издания, раздела 7 ВСН 205-84/ММСС СССР, а также действующим в различных отраслях промышленности отраслевым правилам и нормам проектирования и эксплуатации пожароопасных производств. На электроустановки систем автоматизации в пожароопасных зонах распространяются также требования других глав и разделов ПУЭ и ВСН 205-84/ММСС СССР в той мере, насколько они не изменены главой 7.4 ПУЭ и разделом 7 ВСН 205-84/ММСС СССР (последнее относится и к настоящему пособию).

Главное требование, предъявляемое к выполнению электроустановок систем автоматизации в пожароопасных зонах, состоит в том, что примененные приборы, аппараты, средства автоматизации, установочные изделия, электрические проводки, другие компоненты систем автоматизации не должны служить источником возникновения пожаров.

Это, в свою очередь, накладывает определенные дополнительные требования (по сравнению с непожароопасными производствами) на выбор элементной базы систем автоматизации, выполнение электрических проводок, систем электропитания, щитовых помещений и др.

1.3. Классификация пожароопасных зон для выбора электрооборудования установлена главой 7.4 ПУЭ. При этом следует иметь в виду, что согласно пункту 7.4.9 ПУЭ класс пожароопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации. Разработчики систем автоматизации технологических процессов классификацию пожароопасных зон должны получить в задании на проектирование объекта. Однако, принцип классификации пожароопасных зон, характеристики классов зон проектировщики должны знать досконально (Приложение 1).

Помимо классификации пожароопасных зон по ПУЭ (для выбора электрооборудования) СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания» дает классификацию производственных зданий и помещений по взрывопожарной и пожарной опасности, которая необходима для разработки технологической и строительной части проекта.

СНиП 2.09.02-85 подразделяет производственные здания и помещения по категории А, Б, В, Г, Д в зависимости от размещаемых в них технологических процессов и свойств находящихся (обращающихся) веществ и материалов.

Категория зданий и помещений по СНиП 2.09.02-85 (Приложение 2) устанавливается в технологической части проекта в соответствии с общесоюзными нормами технологического проектирования ОНТП 24-86 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности».

Пункт 7.4.9 ПУЭ устанавливает связь между классификацией пожароопасных зон по ПУЭ и категорий зданий и помещений по СНиП 2.09.02-85.

В нем говорится, что в помещениях с производствами категории В электрооборудование должно удовлетворять требованиям главы 7.4 ПУЭ к электроустановкам в пожароопасных зонах соответствующего класса.

2.1. Электрические приборы, аппараты, средства автоматизации во всех случаях следует стремиться выносить за пределы пожароопасных зон, если это допустимо по условиям эксплуатации и не влечет за собой неоправданных затрат.

2.2. При необходимости размещения приборов, аппаратов и средств автоматизации в пожароопасных зонах должны быть выполнены требования, изложенные в главе 7.4 ПУЭ (пункты 7.4.20 - 7.4.25), а сами приборы и аппараты, вносимые в пожароопасные зоны, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов, устанавливающих степень защиты оболочек приборов от проникновения твердых тел и воды, в частности, ГОСТ 12997-84 «Изделия ГСП. Общие технические условия» (пункты 2.25 и 2.26), а также стандартов или технических условий на изделия конкретных групп (видов) приборов и средств автоматизации.

2.3. Устанавливаемые в пожароопасных зонах приборы и аппараты в зависимости от класса зоны должны иметь степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-80, отвечающие требованиям табл. 7.4.2 ПУЭ (табл. 1 пособия).

<*> При установке в шкафах аппаратов и приборов, искрящих по условиям работы. Допускается до освоения шкафов со степенью защиты IP54 применять шкафы со степенью защиты IP44.

<**> При установке в шкафах аппаратов и приборов, не искрящих по условиям работы.

Аппараты и приборы, устанавливаемые в шкафах, разрешается применять с меньшей степенью защиты оболочки, чем указано в табл. 1 (вплоть до исполнения IP00), при условии, что шкафы будут иметь степень защиты не ниже указанной в таблице для соответствующих классов пожароопасных зон.

Допускается степень защиты оболочки от проникновения воды (вторая цифра обозначения) изменять в зависимости от условий среды, в которой устанавливаются приборы и аппараты.

2.4. В пожароопасных зонах всех классов разрешается применять аппараты и приборы в маслонаполненном исполнении (кроме кислородных установок), а также приборы, аппараты, шкафы и сборки зажимов, продуваемые чистым воздухом под избыточным давлением.

2.5. Коммутационную и защитную аппаратуру схем электропитания установок автоматизации следует устанавливать вне пределов пожароопасных зон.

2.6. При выборе аппаратов и приборов для пожароопасных зон необходимо также учитывать условия окружающей среды (химическую активность, атмосферные осадки и т.п.).

2.7. При разработке проектов автоматизации встречаются случаи, когда в стандартах, технических условиях, инструкциях на приборы и средства автоматизации отсутствуют указания о степени их защиты, в том числе и на приборы ГСП. Связано это с тем, что в ГОСТ 12997-76 «ГСП. Общие технические требования. Методы испытаний» (предшествующее издание ныне действующего ГОСТ 12997-84) отсутствовали требования о выполнении защиты от проникновения пыли и воды по ГОСТ 14254-80. И в настоящее время еще не во всех стандартах и технических условиях на конкретные группы (виды) приборов ГСП отражены эти требования.

Во всех подобных случаях необходимо получить подтверждение завода — изготовителя изделия ГСП (или отраслевой организации по стандартизации) того, что данный прибор согласно ГОСТ 14254-80 относится к такому-то исполнению, и только после этого, в соответствии с требованиями ПУЭ, определять допустимость его применения в тех или иных производственных помещениях и наружных установках, в том числе и в пожароопасных зонах.

Заниматься классификацией исполнений приборов без заводов-изготовителей, основываясь только на ознакомлении с их конструкцией, недопустимо, так как заводские рекомендации основываются на проведении необходимых испытаний.

2.8. Сборки зажимов (коробки зажимов) следует, как правило, выносить за пределы пожароопасных зон. При технической необходимости установки сборок зажимов в пределах пожароопасных зон они должны иметь степень защиты IP44 (см. таблицу 1). При этом следует учитывать также, что коробки зажимов, устанавливаемые в пожароопасных зонах с химически агрессивными, влажными, пыльными средами или в наружных установках, должны быть устойчивы к этим средам. Кроме того, в технических условиях на коробки должны содержаться прямые указания на возможность их применения в пожароопасных зонах. Последнее связано с тем, что в практике встречаются коробки с высокой степенью защиты (например, IP54), которые из-за горючести зажимов, установленных в них, либо использования в конструкции корпуса коробки горючих материалов в пожароопасных зонах применены быть не могут.

В качестве коробок с зажимами для соединения и ответвления кабелей в пожароопасных зонах рекомендуется применять коробки, технические характеристики которых приведены в Приложении 3.

3.1. Выбор напряжения, источников питания, схем электропитания, выбор и размещение аппаратов управления и защиты, выбор сечений проводников в системах автоматизации технологических процессов пожароопасных производств должны осуществляться в соответствии с требованиями ВСН 205-84/ММСС СССР, раздела 2 «Системы электропитания» с учетом дополнительных требований (изменений) для пожароопасных зон, изложенных в настоящем разделе.

3.2 Эти изменения состоят в следующем.

В пожароопасных установках питающая и распределительная сети системы электропитания в соответствии с требованиями п. 7.5 ВСН 205-84/ММСС СССР относятся к сетям, защищаемым от перегрузки. В указанных сетях выбор номинальных токов аппаратов защиты и сечений проводников производится следующим образом.

1. Номинальные токи аппаратов защиты в сетях, защищаемых от перегрузки, выбираются как и в сетях, защищаемых только от коротких замыканий, по расчетным токам цепей с учетом отстройки от кратковременных перегрузок (пусковых токов, токов самозапуска и т.д.). Причем, при питании от систем электроснабжения с глухозаземленной нейтралью для надежного отключения аварийных участков питающей и распределительной сетей в пожароопасных установках ток однофазного короткого замыкания должен превышать (согласно п. п. 7.4.14 и 1.7.79 ПУЭ) не менее чем: в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя; в 3 раза номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику.

Если защита сетей выполнена автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку) с номинальным током до 100 А, то ток однофазного короткого замыкания должен превышать ток уставки отсечки не менее чем в 1,4 раза.

Проверка указанных кратностей токов короткого замыкания является обязательной.

2. Выбор сечений проводников в сетях, защищаемых от перегрузки, также как и в сетях, защищаемых только от коротких замыканий, производится по расчетному току, определяемому как большая величина из двух условий: условия нагревания проводников длительным током (определяется по табл. 1 - 4 Приложения 4) и допустимой кратностью номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей. Последнее условие и вносит различие в определение расчетного тока для выбора проводников в сетях, защищаемых только от коротких замыканий, и в сетях, защищаемых от перегрузки.

3. Для сетей, защищаемых от перегрузки, допустимая кратность номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей согласно п. 3.1.11 ПУЭ должна быть не более:

80% номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для проводников с полифенилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;

100% номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для кабелей с бумажной изоляцией;

100% номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;

100% тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой — для проводников с полифенилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;

125% тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой для кабелей с бумажной изоляцией и с изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

Проводники (с резиновой, поливинилхлоридной или бумажной изоляцией) ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям исполнительных механизмов и электроприводов задвижек должны иметь допустимую длительную токовую нагрузку не менее 100% номинального тока электродвигателя.

Для практических расчетов удобно пользоваться выражениями (5), (6) и табл. 5 Приложения 4, в которой значение коэффициента K предусмотрено и з для сетей, защищаемых от перегрузки.

В качестве примера определим расчетный ток линий по условию допустимой кратности номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току провода или кабеля по выражению (6) и табл. 5.

При защите линии плавкой вставкой только от коротких замыканий коэффициент K по табл. 5 составляет 0,33, а при защите от перегрузки в з пожароопасных зонах — 1,25.

Тогда длительно допустимый ток линии, который определит выбор сечения проводов или кабеля данной линии при одном и том же номинальном токе плавкой вставки, защищающей линию, в первом случае составит:

       I          >= 0,33 I , а во втором - I          >= 1,25 I ,
        длит.доп.          з                 длит.доп.          з

    где I  - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.

     з

Применяя изложенные в настоящем пункте требования, следует иметь также в виду п. 2.5 настоящего пособия, где указывается на то, что аппараты защиты и управления схем электропитания систем автоматизации должны устанавливаться только за пределами пожароопасных зон.

В Приложении 4 приведены расчеты по выбору аппаратов управления и защиты, а также выбору сечений проводников схем электропитания систем автоматизации технологических процессов пожароопасных производств.

4.1. В пособии щиты, пульты и щитовые помещения пожароопасных производств рассматриваются только под углом зрения требований Правил устройства электроустановок.

Эти требования направлены на обеспечение безопасности обслуживания и надежности работы систем автоматизации технологических процессов пожароопасных производств.

Под щитовыми помещениями в пособии понимаются операторские, аппаратные и диспетчерские помещения.

4.2. Оперативные и неоперативные щиты систем автоматизации в пожароопасных установках рекомендуется, как правило, устанавливать в щитовых помещениях с условиями окружающей среды нормальных помещений.

В случаях необходимости непосредственной установки щитов в пожароопасных зонах приборы и аппараты, размещаемые на них, должны иметь исполнение, отвечающее данному классу пожароопасной зоны. При этом, сами щиты по своим техническим характеристикам должны соответствовать условиям окружающей среды и быть рассчитаны на установку в пожароопасных зонах (щиты по ОСТ 36.13-76 «Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов. Общие технические условия» для установки в пожароопасных зонах не предназначены; они могут устанавливаться только в щитовых помещениях с нормальными условиями окружающей среды, соответствующими ОСТ 36.13-76, из которых осуществляется управление технологическими процессами пожароопасных производств).

Следует также иметь в виду указания п. 2.3 пособия, допускающего установку в пределах пожароопасных зон шкафных щитов со степенью защиты IP44, в которых разрешается устанавливать приборы и аппараты со степенью защиты IP00.

Запрещается установка в пределах пожароопасных зон щитов питания систем автоматизации с аппаратами защиты и управления, кроме случаев, когда для этих целей используются шкафные малогабаритные щиты со степенью защиты IP44.

4.3. Не рекомендуется на щитах, устанавливаемых непосредственно в пожароопасных зонах, предусматривать сборки зажимов. Присоединение внешних электрических проводок к аппаратам и приборам, установленным на этих щитах, должно, как правило, выполняться путем непосредственного ввода проводов или кабелей в корпусы приборов в соответствии с указаниями заводов-изготовителей.

В случае необходимости установки на щитах сборок зажимов для этих целей должны использоваться коробки с зажимами со степенью защиты не менее IP44 (исключение — шкафные малогабаритные щиты со степенью защиты IP44, в которых могут устанавливаться открытые сборки зажимов).

4.4. На щитах, устанавливаемых непосредственно в пожароопасных зонах, не рекомендуется предусматривать розетки для питания электрифицированного инструмента и переносного освещения. При необходимости электропитание переносного освещения и электрифицированного инструмента должно осуществляться от распределительной электрической сети автоматизируемого объекта (с соблюдением требований, предъявляемых к исполнению инструмента, и требований техники безопасности при производстве ремонтных и профилактических работ, действующих в различных пожароопасных производствах).

4.5. Для электрических проводок щитов, устанавливаемых в пожароопасных зонах или в специальных щитовых помещениях пожароопасных производств, должны применяться медные провода сечением не менее 1 кв. мм с поливинилхлоридной изоляцией или другой равноценной (запрещается применение проводов с горючей изоляцией из полиэтилена).

4.6. На щитах (пультах), устанавливаемых в пожароопасных зонах или в специальных щитовых помещениях пожароопасных установок, не допускается совместная прокладка в одном коробе электрических проводов и других проводок.

4.7. Наряду с требованиями пунктов 4.2 - 4.6 на щиты и пульты, устанавливаемые в щитовых помещениях пожароопасных производств, а также непосредственно в пожароопасных зонах, распространяются также ряд общих требований, касающихся установки приборов и аппаратов на щитах и пультах, выполнения электрических проводок, зануления (заземления) щитовых металлоконструкций, установки щитов и пультов в производственных и щитовых помещениях, изложенных в нормативно-технических документах НПО «Монтажавтоматика» (см. Указатель ИМ4-7-89) и частично приведенных в Приложении 5.

4.8. Щитовые помещения (операторные, диспетчерские, аппаратные и т.п.) в пожароопасных установках должны размещаться в соответствии с принятыми в различных пожароопасных производствах нормами строительного проектирования и принципами компоновки технологического оборудования.

4.9. Допускается щитовые помещения систем автоматизации выполнять примыкающими к пожароопасным зонам двумя или тремя стенами либо только одной стеной с соблюдением противопожарных норм проектирования зданий и сооружений в различных отраслях промышленности.

При примыкании щитовых помещений к противопожарным зонам необходимо:

стены и перекрытия, отделяющие щитовые помещения от пожароопасной зоны, выполнять несгораемыми с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч;

отверстия в стенах и в полу для прохода кабелей и труб в щитовое помещение плотно заделывать несгораемыми материалами;

двери, отделяющие щитовое помещение от пожароопасной зоны, делать самозакрывающимися с пределом огнестойкости не менее 0,6 ч.

Помимо приведенных требований при проектировании щитовых помещений в пожароопасных установках необходимо дополнительно учитывать также ряд общих требований, предъявляемым к щитовым помещениям, которые приведены в Приложении 5.

5.1. Электропроводки систем автоматизации в пожароопасных зонах любого класса могут выполняться всеми способами, принятыми в непожароопасных зонах, кроме электропроводок в пластмассовых защитных трубах. Однако целесообразно для выполнения электропроводок систем автоматизации в пожароопасных зонах выделить наиболее предпочтительные способы, удовлетворяющие требованиям эксплуатации и монтажных организаций.

Наиболее предпочтительными способами являются следующие:

1. Кабелями в зонах П-I, П-II, П-IIа:

а) на кабельных конструкциях;

б) на лотках (кроме зон класса П-II);

в) в стальных коробах с открываемыми крышками;

г) в стальных защитных трубах.

2. Кабелями в зоне класса П-III:

а) на кабельных конструкциях;

б) на лотках;

в) в стальных коробах с открываемыми крышками;

г) в стальных защитных трубах;

д) по технологическим и кабельным эстакадам;

е) в земле (траншеях).

3. Проводами в зонах классов П-I, П-II, П-IIа, П-III:

а) в стальных защитных трубах;

б) в стальных коробах с открываемыми крышками.

5.2. В пожароопасных зонах производственных помещений классов П-I, П-II, П-IIа кабели на кабельных конструкциях, в коробах, на лотках, а также провода в коробах должны прокладываться, как правило, по стенам и конструкциям зданий; кабели и провода в стальных защитных трубах — открыто и скрыто.

5.3. В наружной пожароопасной зоне класса П-III кабели на кабельных конструкциях, в коробах, на лотках, в стальных защитных трубах, а также провода в коробах и стальных защитных трубах должны прокладываться, как правило, по стенам и конструкциям зданий и сооружений, по технологическим и кабельным эстакадам.

5.4. При прокладке кабелей на кабельных конструкциях и лотках в пожароопасных зонах П-I, П-IIа, П-III они должны быть удалены от мест открытого хранения (размещения) горючих веществ на расстояние не менее 1 м.

5.5. По эстакадам с трубопроводами с горючими газами и жидкостями, проходящими по территории с пожароопасной зоной П-III, изолированные провода должны прокладываться в стальных защитных трубах, небронированные кабели — в коробах и в стальных защитных трубах, бронированные кабели — на кабельных конструкциях. При этом стальные защитные трубы, короба и кабельные конструкции следует прокладывать на расстоянии не менее 0,5 м от трубопроводов, по возможности со стороны трубопроводов с негорючими веществами.

5.6. Через пожароопасные зоны любого класса, а также на расстояниях менее 1 м по горизонтали и вертикали от пожароопасной зоны запрещается прокладывать не относящиеся к данному технологическому процессу (производству) транзитные электропроводки.

5.7. Для электропроводок систем автоматизации в пожароопасных зонах должны применяться кабели и провода с алюминиевыми и медными жилами, оболочками и покровами из материалов, не поддерживающих горение; применение алюминиевых проводов в пожароопасных зонах допустимо только в случае прокладки их в защитных трубах или сплошных коробах.

5.8. В пожароопасных зонах всех классов следует применять: провода с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией; кабели с поливинилхлоридной, резиновой, бумажной изоляцией, с поливинилхлоридной или свинцовой оболочкой; кабели должны быть круглой формы (в спецификации обязательна помета «круглая форма»).

Запрещается применять провода с полиэтиленовой изоляцией, а кабели — с полиэтиленовой изоляцией и полиэтиленовой оболочкой.

Во всех случаях используемые в пожароопасных зонах провода и кабели должны также соответствовать условиям окружающей среды и принятому способу прокладки.

В качестве конкретных типов проводов и кабелей для прокладки в пожароопасных зонах могут быть рекомендованы провода с поливинилхлоридной изоляцией по ГОСТ 6323-79, провода с резиновой изоляцией по ГОСТ 20520-80, кабели контрольные по ГОСТ 1508-78 (кабели с учетом указаний, содержащихся в стандарте). Технические данные указанных проводов и кабелей приведены в Приложении 6.

5.9. Наименьшие допустимые сечения жил проводов и кабелей электропроводок систем автоматизации в пожароопасных зонах всех классов составляют 1 кв. мм — для медных и 2,5 кв. мм — для алюминиевых проводников.

5.10. В пожароопасных зонах производственных помещений классов П-I, П-II, П-IIа для прокладки на кабельных конструкциях и лотках при отсутствии опасности механических повреждений рекомендуется применять небронированные кабели. Кабельные конструкции и лотки с небронированными кабелями должны прокладываться на недоступной высоте (не менее 2 м); на меньшей высоте прокладка небронированных кабелей допускается при условии защиты их от механических повреждений угловой сталью, коробами, трубами.

При наличии опасности механических повреждений в эксплуатации и невозможности выполнения надежной механической защиты небронированных кабелей, для прокладки на кабельных конструкциях и лотках в производственных помещениях должны применяться бронированные кабели. Если бронированные кабели располагаются в местах, где производится перемещение механизмов, грузов, оборудования и транспорта, то они должны быть защищены дополнительно на высоте 2 м от уровня пола или земли и на 0,3 м в земле.

Для прокладки в стальных коробах и защитных трубах в пожароопасных зонах производственных помещений следует применять небронированные кабели.

5.11. В наружных установках с пожароопасными зонами класса II — III для прокладки на кабельных конструкциях и лотках при отсутствии опасности механических повреждений рекомендуется применять небронированные кабели; при наличии возможности механических повреждений — бронированные кабели. Для прокладки в коробах и защитных трубах в наружных установках следует применять небронированные кабели.

5.12. Для прокладки в земле (траншеях), проходящих по территории с пожароопасной зоной II — III, должны применяться преимущественно бронированные кабели; небронированные кабели, прокладываемые в земле, должны иметь достаточную стойкость к механическим воздействиям при прокладке их во всех видах грунтов и протяжке в блоки и трубы, если в этом возникает необходимость.

5.13. При открытой прокладке бронированных кабелей в пожароопасных зонах всех классов необходимо снимать с них джутовый покров.

5.14. В пределах пожароопасных зон всех классов установка на кабелях соединительных муфт запрещается.

5.15. Проходы бронированных и небронированных кабелей через сгораемые и несгораемые стены и междуэтажные перекрытия выполняются через патрубки-гильзы из стальных труб; при проходе кабелей в помещения с другой средой или наружу концы труб должны уплотняться по длине 50 мм специальным уплотнительным составом.

5.16. В качестве стальных защитных труб для прокладки проводов и кабелей в пожароопасных зонах должны применяться электросварные прямошовные трубы по ГОСТ 10704-76 (Приложение 7). При этом должны учитываться указания технического циркуляра Главэлектромонтажа Минмонтажспецстроя СССР № 9-2-210/82 от 15 апреля 1982 г. «О запрещении применения в пожароопасных зонах открытых электропроводок, выполняемых проводами в стальных тонкостенных трубах» (Приложение 7).

Требования данного циркуляра о допустимой толщине стенок стальных труб, не допускающей прожог труб и возникновение пожара при коротких замыканиях проводов, проложенных в трубах, следует учитывать, начиная с сечения медных проводов 4 кв. мм и алюминиевых проводов 6 кв. мм, которые могут быть применены в цепях электропитания систем автоматизации.

Для прокладки медных и алюминиевых проводов сечением, начиная с 4 кв. мм (медных) и 6 кв. мм (алюминиевых), согласно таблице циркуляра требуются стальные трубы с толщиной стенки 2,5 мм и выше. В этих случаях должны применяться водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262-75*.

5.17. Стальные электросварные трубы должны использоваться и для механической защиты небронированных кабелей, если в этом возникает необходимость, и бронированных кабелей в местах, где нужна их дополнительная защита от механических повреждений.

5.18. Соединительные, ответвительные и протяжные коробки для электропроводок в пожароопасных зонах классов П-I, П-IIa и П-III должны иметь степень защиты оболочки не менее IP44 для зоны класса П-II-IР54.

5.19. Открыто прокладываемые защитные трубы электропроводок в пожароопасных зонах всех классов и особенно классов П-II и П-IIа следует располагать так, чтобы скопление легковоспламеняющейся пыли на трубах и конструкциях было наименьшим и удаление ее не вызывало затруднений. Для этого трубы необходимо прокладывать, как правило, в один ряд с зазорами между ними и стенами не менее 20 мм и крепить их с помощью конструкций с узкими горизонтальными поверхностями.

5.20. Научно-исследовательскими институтами ВНИИПроектэлектромонтаж и ВНИИпротивопожарной обороны МВД СССР проведены исследования пожарной опасности электропроводок в пластмассовых трубах, в результате чего расширена область применения пластмассовых труб, что нашло отражение в техническом циркуляре НПО Электромонтаж № 3-2/89 от 12 января 1989 г. (Приложение 8).

Данный циркуляр допускает применение пластмассовых труб и в пожароопасных зонах. В связи с этим в дополнение к рекомендуемым п. 5.1 пособия способам выполнения электропроводок систем автоматизации следует также применять прокладку проводов и кабелей в пластмассовых защитных трубах, строго руководствуясь при этом указаниями циркуляра.

Сортамент рекомендуемых пластмассовых защитных труб приведен также в Приложении 8.

5.21. При проектировании и монтаже электропроводок систем автоматизации в пожароопасных зонах в дополнение к приведенным в данном разделе требованиям следует также руководствоваться руководящими и другими материалами НПО «Монтажавтоматика» (см. Указатель ИМ4-7-89), относящимися к вопросам выполнения электропроводок систем автоматизации в непожароопасных производствах, поместить которые в данное пособие не представляется возможным.

6.1. Зануление (заземление) электроустановок, систем автоматизации в пожароопасных зонах всех классов должно выполняться в соответствии с общими требованиями ПУЭ и ВСН 205-84/ММСС СССР, предъявляемыми к занулению (заземлению) электроустановок в пожароопасных производствах.

В Приложении 9 даны сведения по выбору нулевых защитных (заземляющих) проводников, перечень элементов электроустановок систем автоматизации, подлежащих занулению (заземлению), основные требования к выполнению зануления (заземления) в электроустановках систем автоматизации.

6.2. В пожароопасных зонах всех классов должна быть предусмотрена защита от статического электричества в соответствии с действующими в различных отраслях промышленности нормативными документами. В проектной документации должны быть специфицированы материалы для подсоединения оборудования, трубопроводов и т.д. к контуру зануления (заземления).

В Правилах устройства электроустановок пятого и шестого изданий вместо понятий «пожароопасное помещение» и «пожароопасная наружная установка» введено понятие «пожароопасная зона».

Пожароопасная зона — это пространство внутри и вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества, и в котором они могут находиться в условиях нормального технологического процесса или при его нарушениях.

Внесенное изменение имеет существенное значение для правильного выбора электрических приборов и аппаратов для пожароопасных установок, так как понятие «зона» более точно определяет границы, в пределах которых их надо устанавливать.

Пожароопасные зоны подразделяются на следующие классы:

Зоны класса П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С.

Зоны класса П-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/куб. м к объему воздуха.

Зоны класса П-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые или волокнистые горючие вещества.

Зоны класса П-III — зоны, расположенные вне помещения, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С или твердые горючие вещества.

К непожароопасным зонам (в части выбора электрических приборов и аппаратов) относятся:

1. Зоны в помещениях и наружных установках в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от аппарата, в котором постоянно или периодически обращаются горючие вещества, но технологический процесс в котором идет с применением открытого огня либо в нем имеются раскаленные части или поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих паров, пылей или волокон.

За пределами 5-метровой зоны классификация зон помещений или наружных установок устанавливается в зависимости от характера технологического процесса.

2. Зоны в помещениях, наружных установках, в которых твердые, жидкие и газообразные горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания.

При проектировании и монтаже систем автоматизации установок вытяжной и приточной вентиляции, вентиляторов местных отсосов, вентиляторов, установленных за наружными ограждающими конструкциями, которые обслуживают пожароопасные установки различных классов, необходимо руководствоваться рядом специальных требований к этим установкам, содержащимся в ПУЭ.

При размещении в помещениях и наружных установках единичного пожароопасного оборудования и отсутствии при этом специально предусмотренных мер против распространения пожара, зона в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от этого оборудования является пожароопасной.

Для выполнения соединений и разветвлений открыто проложенных кабелей электропроводок систем автоматизации с токовыми нагрузками до 16 А и напряжением до 660 В переменного тока в пожароопасных зонах могут быть применены коробки типа У614А, У615А (ТУ 36-12-80) и КЗН (ТУ 36-2685-85), изготавливаемые заводами НПО «Электромонтаж» Минмонтажспецстроя СССР.

Основные технические характеристики указанных коробок приведены в табл. 1 настоящего Приложения.

В коробках У614А, У615А и КЗН можно производить соединение медных и алюминиевых жил кабелей сечением 1,5 - 6 кв. мм.

МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ ПО ВЫБОРУ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ, ВЫБОРУ СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ СХЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОЖАРООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Выбор аппаратов управления и защиты в схемах электропитания систем автоматизации технологических процессов пожароопасных производств должен выполняться с учетом следующих основных требований:

а) напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и допустимому длительному току цепи. Номинальные токи аппаратов защиты следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам отдельных электроприемников, при этом аппараты защиты не должны отключать цепь при кратковременных перегрузках (например, при пусках электродвигателей);

б) аппараты управления должны без повреждений включать пусковой ток электроприемника и отключать полный рабочий ток, а также без разрушения допускать отключение пускового тока;

в) аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать токам короткого замыкания в начале защищаемого участка; отключение защищаемой линии или электроприемника должно производиться с наименьшим временем;

г) при коротких замыканиях должна быть обеспечена селективность работы защитных аппаратов с ниже- и вышестоящими защитными и коммутационными аппаратами; рекомендуется номинальные токи каждого последующего по направлению тока аппарата защиты (предохранителей и тепловых расцепителей) принимать на две ступени ниже, чем предыдущего, если это не приводит к завышению сечения проводов (см. подраздел "Выбор сечений проводников" данного Приложения);

д) аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение одно- и многофазных коротких замыканий в сетях с глухозаземленной нейтралью и двух- и трехфазных коротких замыканий в сетях с изолированной нейтралью в наиболее удаленной точке защищаемой цепи.

Для этого (как отмечалось в п. 3.2 настоящего пособия) кратности токов однофазных коротких замыканий в сетях с глухозаземленной нейтралью и двух-трехфазных коротких замыканий в сетях с изолированной нейтралью должны превышать не менее чем:

в 3 раза номинальный ток плавкой вставки предохранителя данной цепи;

в 3 раза номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику;

в 1,4 раза ток уставки мгновенного срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель (отсечку) с номинальным током до 100 А;

е) в сетях с изолированной нейтралью, защищаемых только от коротких замыканий, в которых сечения проводников выбраны с учетом требований подраздела "Выбор сечений проводников" данного Приложения, допускается указанную выше расчетную проверку кратности тока короткого замыкания не выполнять; в сетях с глухозаземленной нейтралью эта проверка является обязательной.

Рассмотрим подробнее приведенные выше требования применительно к выбору отдельных видов аппаратов управления и защиты.

Рубильники, пакетные выключатели, тумблеры. Выбор этой аппаратуры производится:

1. По номинальному напряжению сети:

                               U    > U    ,
                                ном    н.с.

где:

U — номинальное напряжение рубильника, пакетного выключателя, ном тумблера;

U — номинальное напряжение сети. н.с.

2. <a id="p100221"></a>По длительному расчетному току цепи:

                      I    > I     ; I      >= I     ,
                       ном    длит.   откл.     длит.

где:

I — номинальный ток рубильника; ном

I — наибольший отключаемый выключателем, тумблером ток; откл.

I — длительный расчетный ток цепи. длит.

Кроме того, рубильники, пакетные выключатели и тумблеры должны без повреждений включать пусковые токи электроприемников, которые, как известно, могут превосходить их номинальные токи в несколько раз, а также без разрушения отключать эти пусковые токи.

Магнитные пускатели. Выбор пускателей производится:

1. По номинальному напряжению сети:

                             U         = U    ,
                              ном.пуск    н.с.

    где U         - номинальное напряжение катушки пускателя.

     ном.пуск

2. По мощности электродвигателя исполнительного механизма или задвижки.

Так же как и все другие аппараты управления магнитные пускатели должны без повреждений включать пусковой ток электродвигателей и без разрушения отключать его. Здесь и выше термин «без разрушения» применен не случайно. Следует иметь в виду, что при отключении пусковых токов электроприемников происходит повышенный износ (подгорание) контактов аппарата, что в какой-то мере является повреждением. Однако, сам аппарат при этом не разрушается. После ревизии и зачистки контактов он готов к дальнейшей эксплуатации.

Предохранители. Различают предохранители с большой тепловой инерцией, способные выдерживать значительные кратковременные перегрузки током, и безынерционные, обладающие малой тепловой инерцией и ограниченной способностью к перегрузкам. К первым относятся, в основном, предохранители со свинцовыми токопроводящими мостиками, ко вторым — с медными. В схемах электропитания систем автоматизации наибольшее распространение имеет вторая группа плавких вставок.

Предохранители выбираются по следующим условиям:

1. По номинальному напряжению сети:

                          U          >= U      ,
                           ном.пред.     ном.с.

где:

U — номинальное напряжение предохранителя; ном.пред.

U — номинальное напряжение сети. ном.с.

Рекомендуется номинальное напряжение предохранителей выбирать по возможности равным номинальному напряжению сети (в этих случаях плавкие вставки имеют лучшие защитные характеристики).

2. По длительному расчетному току линии:

                           I         >= I     ,                         (1)
                            ном.вст.     длит.

где:

I — номинальный ток плавкой вставки; ном.вст.

I — длительный расчетный ток линии. длит.

Кроме того, при использовании безынерционных предохранителей не должно происходить перегорание плавкой вставки от кратковременных толчков тока, например, от пусковых токов электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек. Поэтому при выборе предохранителей для защиты таких электроприемников необходимо также выполнение и другого условия:

                        I         >= I     / 2,2,                      (2)
                         ном.вст.     пуск

    где I     - пусковой ток двигателя.

     пуск

Это отношение выведено на основе практического опыта и исходит из того,

что  ускоренное  старение плавких вставок не наблюдается, если максимальный
ток,  протекающий через вставку в течение какого-то времени t, не превышает
примерно  половины тока, который расплавит ее на то же время. Это означает,
например, что если ток, равный 5 I        ,  расплавляет плавкую вставку за

                              ном.вст.

время  t = 2  с,  то  в  течение  этого  же  времени  через  вставку  может
проходить ток, равный  2,5 I          и  возникающий  при  этом   временный

                        ном.вст.

перегрев вставки не вызывает заметного окисления и ускоренного ее старения.

Часто в проектной практике возникает необходимость в защите магистральной линии, по которой питается группа электродвигателей исполнительных механизмов или задвижек, причем часть из них или все они могут пускаться одновременно. В этом случае предохранители выбираются по следующему соотношению:

                         I         >= I    / 2,5,                       (3)
                          ном.вст.     кр.

    где I    - максимальный    кратковременный     ток    линии,     равный

     кр.

**I    = I'     + I'**
 кр.    пуск.    длит.
    Здесь  I'     -  пусковой    ток     электродвигателя     или    группы

        пуск.

одновременно включаемых   двигателей,   при  пуске  которых кратковременный
ток  линии достигает наибольшей величины;
    I'     - длительный    расчетный    ток    линии   до   момента   пуска

 длит.

электродвигателя (или группы двигателей), определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

В цепях управления и сигнализации плавкие вставки выбираются по соотношению:

                I         >= SUM I        + 0,1 SUM I'      ,           (4)
                 ном.вст.         раб.max            вкл.max

где:

SUM I — наибольший суммарный ток, потребляемый катушками раб.max аппаратов, сигнальными лампами и т.д. при одновременной работе;

SUM I' — наибольший суммарный ток, потребляемый при включении вкл.max катушек одновременно включаемых аппаратов.

Следует отметить, что плавкие вставки, выбранные по выражениям (2) или (3), не всегда будут защищать электродвигатель исполнительного механизма или задвижки от перегрузки. Так, например, если номинальный ток двигателя составляет 10 А, а пусковой ток 70 А, то номинальный ток плавких вставок, выбранный по условию (2), составит 28 А (ближайшая большая плавкая вставка предохранителей имеет номинальный ток 30 А). Выбранные таким образом плавкие вставки обеспечат нормальный пуск такого двигателя и защиту его от коротких замыканий при условии, что ток короткого замыкания в самой удаленной точке защищаемой цепи будет не менее, чем в три раза превосходить номинальный ток плавких вставок (пояснения к этому требованию приводятся ниже). Однако такая защита не будет чувствительна к токам перегрузки, превышающим номинальный ток линии (в данном случае это номинальный ток электродвигателя — 10 А) в три раза.

В таких случаях плавкие предохранители осуществляют защиту только от токов короткого замыкания, а защиту от перегрузки можно выполнить, например, с помощью тепловых элементов, встроенных в магнитные пускатели.

Под длительным расчетным током в выражении (1) в общем случае понимается не номинальный ток отдельного электроприемника или сумма номинальных токов группы электроприемников, хотя они и могут им быть. Под термином «длительный расчетный ток» имеется в виду действительный длительно протекающий по линии ток, определенный с учетом коэффициента одновременности работы электроприемников и коэффициента их загрузки.

Если известны номинальные мощности электроприемников, то их номинальные токи могут быть определены по следующим соотношениям:

для трехфазных электроприемников переменного тока:

I = 1000 P / 1,73 U cos фи эта, ном

для однофазных электроприемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока:

I = 1000 P / U cos фи эта, ном.ф.

для электроприемников постоянного тока:

I = 1000 P / U эта, ном

где:

P — номинальная мощность электроприемника (или группы электроприемников), кВт;

U — номинальное напряжение (для электроприемников переменного ном тока — линейное напряжение сети), В;

U — номинальное фазное напряжение, В; ном.ф.

cos фи — коэффициент мощности;

эта — к.п.д. электродвигателя.

3. По условию селективности. Все последовательно установленные в линии плавкие предохранители должны по возможности работать селективно (избирательно), т.е. предохранители должны срабатывать («перегорать») только тогда, когда повреждение произойдет именно на том участке линии, который они защищают. Это условие выполняется, если номинальные токи плавких вставок, защищающих соседние участки, различаются между собой не менее чем на одну ступень. Но более надежная отстройка получается в тех случаях, когда эта разница составляет две ступени. Однако надо иметь в виду, что отстройка в две ступени может привести к завышению сечения проводов, о чем будет сказано ниже в подразделе «Выбор сечений проводников» данного Приложения.

Проверка условий срабатывания плавких предохранителей.

    Выбор  номинальных токов плавких вставок по приведенным выше условиям -
это  в  сущности  только  определение  условий отстройки защиты от пусковых

токов, т.е. условий, предотвращающих ненужные отключения электроприемников.

Но  этого  для  нормальной  работы системы электропитания недостаточно. Для
надежного  и  быстрого  перегорания  плавких  вставок  требуется, чтобы при
коротком  замыкании  в конце защищаемого участка обеспечивалась необходимая

кратность тока короткого замыкания, т.е. отношение тока короткого замыкания

I     к номинальному току плавкой вставки I        .
 к.з.                                      ном.вст.
    Опыт   эксплуатации показывает,  что  при  кратности  I     к I
                                                           к.з.    ном.вст.
равной 10 - 15,  когда время перегорания вставки не превышает 0,15 - 0,2 с,
защита  работает   хорошо:   практически   уже   не   сказывается   разброс

характеристик плавких вставок в разных фазах и предотвращается приваривание

контактов магнитных  пускателей  в цепях  электродвигателей  исполнительных
механизмов и электроприводов  задвижек.  Последнее обстоятельство связано с
тем, что при коротких  замыканиях  происходит снижение напряжения,  которое
может вызвать самопроизвольное  отключение  магнитных  пускателей.  В  этом
случае, если время перегорания плавких вставок окажется большим,  чем время
снижения  напряжения   до   величины,   при   которой  магнитные  пускатели
самопроизвольно отключаются (обычно это происходит при снижении  напряжения
ниже  0,85 U        ),  то  ток  короткого  замыкания  будет   отключен  не

        ном.кат.

аппаратом защиты, а магнитным пускателем, не предназначенным для этой цели. Это сопровождается либо привариванием контактов пускателя, либо их сильным обгоранием, а зачастую — выходом из строя. Поэтому учитывая, что протекание

тока   короткого   замыкания   вызывает   не   только   сильный    перегрев
электрооборудования   и   проводников,   а,  следовательно,  ухудшение  или
разрушение их изоляции, а  также  может  привести  к  неселективной  работе

аппаратов защиты и коммутационных аппаратов, ПУЭ требуют, чтобы во всех случаях отключение поврежденных участков защитными аппаратами происходило с

наименьшим  временем.  А  время  это,  исходя  из  защитной  характеристики
предохранителей, тем меньше, чем больше кратность I     к I        .
                                                   к.з.    ном.вст.
    Однако десятикратные и  большие отношения  I      к  I          следует
                                                к.з.      ном.вст.

рассматривать как желательные, но не всегда на практике выполнимые.

Действительно, ведь значение тока I при коротком замыкании в к.з.

какой-либо  точке  сети  есть  величина  вполне  определенная,  зависящая в
основном  от  мощности  силового трансформатора системы электроснабжения, к

которому присоединяется система электропитания, длины, сечения, материала и

условий  прокладки  проводов  и  кабелей  на  всех участках силовой цепи от
трансформатора  до  места  короткого  замыкания в системе электропитания. С
другой  стороны,  наименьшее  значение  номинального  тока  плавкой вставки
I          ограничено  отстройкой  от  длительных  расчетных токов линий  и

ном.вст. пусковых токов электроприемников условиями (1) - (4).

Возможности же завышения сечений проводников (уменьшение их сопротивления) для увеличения кратности тока короткого замыкания обычно весьма ограничены, т.к. это влечет за собой увеличение капитальных затрат, повышенный расход цветных металлов и т.д.

Поэтому ПУЭ допускают применение предохранителей при кратностях

I      к I          не менее  3.  Для  проверки  этого условия срабатывания
 к.з.     ном.вст.
предохранителей  необходимо  знать  величины  токов   короткого   замыкания
в наиболее удаленной точке защищаемой цепи  (одно-  и  многофазных  в сетях
с глухозаземленной нейтралью и двух- и трехфазных в сетях  с  изолированной

нейтралью).

Как правило, в проектах автоматизации расчеты токов короткого замыкания не производятся и для проверки условий срабатывания аппаратов защиты следует использовать данные расчета токов короткого замыкания, который производится при проектировании системы электроснабжения автоматизируемого объекта.

Выше отмечалось, что расчетную проверку условий срабатывания плавких вставок предохранителей в сетях с изолированной нейтралью можно не выполнять, если сечения проводников питающей и распределительной сети системы электропитания приборов и средств автоматизации выбраны с учетом требований подраздела «Выбор сечений проводников» данного Приложения. В сетях с глухозаземленной нейтралью такая проверка является обязательной, так как неотключение однофазных коротких замыканий на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью, помимо всего прочего, чрезвычайно опасно с точки зрения поражения людей электрическим током.

Следует также иметь в виду, что в большинстве случаев при мощных питающих трансформаторах, сравнительно небольшом удалении от них питающих сборок, к которым присоединяется система электропитания, и правильном выборе сечений основных и зануляющих проводников обеспечивается достаточная величина токов короткого замыкания, а, следовательно, и отключение аварийных участков. В этих случаях в обычной проектной практике проверочные расчеты не производятся. Это же относится к проверке предохранителей на отключающую способность (отключающая способность предохранителей должна соответствовать трехфазному току короткого замыкания в начале защищаемого участка).

Автоматы. Выбор автоматических выключателей производится по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий:

                  U       >= U      ; I       >= I     ,
                   ном.а.     ном.с.   ном.а.     длит.

где:

U — номинальное напряжение автомата; ном.а.

U — номинальное напряжение сети; ном.с.

I — номинальный ток автомата; ном.а.

I — длительный расчетный ток линии. длит.

    Кроме   этого,   должны   быть   правильно   выбраны:  номинальный  ток
расцепителей  -  I         ;  ток уставки электромагнитного расцепителя или

              ном.расц.

электромагнитного элемента комбинированного расцепителя — I ; уст.эл.магн.

номинальный  ток  уставки  теплового  расцепителя  или  теплового  элемента
комбинированного расцепителя - I             .

                            ном.уст.тепл.

Для защиты электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек токи расцепителей автоматов выбираются следующим образом.

Номинальные токи электромагнитного, теплового или комбинированного расцепителей должны быть не меньше номинального тока двигателя, т.е.:

                          I          >= I
                           ном.расц.     ном.дв.

(здесь и ниже надо учитывать, что если нагрузка двигателя значительно меньше его номинальной мощности, то следует принимать длительный расчетный ток линии).

Ток уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя, с учетом неточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового тока от каталожных данных выбирается из условия:

                       I             >= 1,25 I     ,
                        уст.эл.магн.          пуск.

    где I      - пусковой ток двигателя.

     пуск.

Для группы двигателей:

               I             >= 1,25 (SUM I        + I'    ),
                уст.эл.магн.               ном.дв.    пуск.

где:

SUM I — сумма номинальных токов одновременно работающих ном.дв. двигателей до момента пуска двигателя (группы двигателей), дающего наибольший прирост пускового тока;

I' — пусковой ток двигателя (или группы двигателей пускаемых пуск. одновременно), дающего наибольший прирост пускового тока.

Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя должен быть:

                        I              => I       .
                         ном.уст.тепл.     ном.дв.

Также выбираются уставки расцепителей автоматов и для защиты цепей других электроприемников системы электропитания, например, цепей контрольно-измерительных приборов и др. (разумеется, если в этом возникает необходимость, так как в большинстве случаев для защиты приборов и других подобных электроприемников малой мощности по соображениям чувствительности оказывается необходимым применять плавкие предохранители). При этом надо учитывать, что если автомат с электромагнитным расцепителем устанавливается в цепях электроприемников, при включении которых не возникают броски пускового тока, то надобности в отстройке от последних нет и ток уставки электромагнитного расцепителя в этом случае должен выбираться минимально возможным.

Надежность срабатывания автоматов может проверяться также как и надежность срабатывания предохранителей по расчетному току короткого замыкания в конце защищаемого участка (при двухфазном коротком замыкании для сетей с изолированной нейтралью и однофазном коротком замыкании — для сетей с глухозаземленной нейтралью).

При этом кратность тока короткого замыкания по отношению к токам уставок расцепителей должна, как указывалось выше, составлять для автоматов только с электромагнитным расцепителем — 1,4; для автоматов с комбинированным расцепителем, имеющим обратно зависимую от тока характеристику, — 3.

Тепловые реле магнитных пускателей. Выбираются по номинальному току теплового элемента и номинальному току двигателя (или длительному расчетному току):

                            I       >= I       .
                             ном.т.     ном.дв.

В заключение отметим, что помимо изложенных в настоящем Приложении требований аппараты управления и защиты должны удовлетворять и всем другим условиям выбора аппаратуры и, в частности, условиям окружающей среды.

2. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ

Сечения проводников питающей и распределительной сетей схем электропитания систем автоматизации технологических процессов пожароопасных производств выбираются по условиям нагревания электрическим током и механической прочности с последующей проверкой в необходимых случаях по потере напряжения. Ниже приводятся необходимые разъяснения.

Сечение проводов и кабелей по условию нагревания электрическим током определяется по таблицам допустимых длительных токовых нагрузок на провода и кабели с учетом условий их прокладки.

В табл. 1 — 4 приведены установленные ПУЭ (глава 1.3) длительно допустимые токи нагрузок некоторых наиболее употребительных в системах автоматизации проводов и кабелей. В табл. 1 и 2 даны также допустимые токовые нагрузки для новых перспективных сечений проводов — 1,2; 2; 3; 5; 8 мм, которые позволяют повысить эффективность использования меди и алюминия в кабельной продукции.

ИЗОЛЯЦИЕЙ С МЕДНЫМИ ЖИЛАМИ

Эти новые сечения проводов будут со временем вводиться в стандарты на конкретные типы проводов.

ИЗОЛЯЦИЕЙ С АЛЮМИНИЕВЫМИ ЖИЛАМИ

ОБОЛОЧКАХ, БРОНИРОВАННЫЕ И НЕБРОНИРОВАННЫЕ

БРОНИРОВАННЫЕ И НЕБРОНИРОВАННЫЕ

Расчетный ток, по которому производится выбор сечения проводников, должен, как отмечалось в п. 3.2 пособия, приниматься как большая величина, определяемая двумя условиями: условием нагревания проводников длительным током и условием соответствия выбранному аппаратуру защиты, т.е. допустимой кратностью номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей.

Для линий, защищаемых от токов короткого замыкания и перегрузки (питающие и распределительные сети в пожароопасных зонах), допустимая кратность номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей должна иметь значения, установленные п. 3.1.11 ПУЭ (приведены в п. 3.2 настоящего пособия).

В практических расчетах удобно условие нагревания проводников длительным расчетным током выразить следующим образом:

                           I          >= I     ,                        (5)
                            длит.доп.     расч.

а условие соответствия выбранному аппарату защиты:

                           I          >= K  I ,                         (6)
                            длит.доп.     з  з

где:

I — допустимый длительный ток для провода или кабеля при длит.доп. нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам допустимых токовых нагрузок на провода и кабели (табл. 1 - 4);

I — длительный расчетный ток линии; расч.

I — номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата; з

K — кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по з отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.

В общем случае при условиях прокладки, отличных от указанных в табл. 1 - 4, в правую часть выражений (5) и (6) в знаменатель вводится коэффициент K — поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и n кабелей, отвечающий требованиям п. п. 1.3.10 и 1.3.11 ПУЭ. Однако, для расчетов сетей электропитания систем автоматизации можно в подавляющем большинстве случаев поправочные коэффициенты на условия прокладки кабелей и

проводов не вводить  (в этом может появиться необходимость только в  случае
значительной   двигательной   нагрузки,   например,   при   большом   числе
электроприводов  задвижек,  питающихся  от  системы  электропитания,  когда

сечения и нагрузки проводников получаются достаточно большими).

Значения коэффициента K в зависимости от характера сети, типа з изоляции проводов и кабелей и условий их прокладки приведены в табл. 5.

ИЛИ ТОКАМ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Сечение проводов и кабелей для ответвления к электродвигателям исполнительных механизмов и электроприводов задвижек согласно п. 3.1.12 ПУЭ во всех случаях выбирается по выражению (5), в котором длительный расчетный ток линии равен 100% номинального тока двигателя. Выбранное сечение провода или кабеля ответвления к электродвигателю должно быть проверено по выражению (6).

По условию механической прочности провода и кабели должны иметь сечения не менее минимально допустимых сечений проводников в электроустановках систем автоматизации в пожароопасных зонах, установленных п. 7.17 ВСН-205-84/ММСС СССР (1 кв. мм — для медных и 2,5 мм — для алюминиевых проводников).

Проверка проводов и кабелей по допустимой потере напряжения должна установить, что отклонение напряжения на зажимах электроприемников не превышает допустимых значений.

Отметим, что в большинстве случаев сечения проводников систем электропитания, выбранные по условию нагревания электрическим током (когда длина сети сравнительно невелика и проводка выполнена кабелями или проводами в защитных трубах), удовлетворяют и требованию допустимой потери напряжения. Но может также оказаться, что при длинных линиях решающим условием при выборе сечений проводников будет допустимая величина потери напряжения.

Потерей напряжения на каком-либо участке сети называется разность напряжений в начале и конце данного участка.

Отклонением напряжения называется разность напряжения на зажимах электроприемника и номинального напряжения сети. Для электроприемников системы электропитания допустимые отклонения напряжения лежат в пределах, установленных п. 2.16 ВСН 205-84/ММСС СССР.

Согласно этому пункту допустимы следующие отклонения напряжения на зажимах электроприемников:

а) контрольно-измерительных приборах, регулирующих устройствах и т.д. — не более значений, указанных заводами-изготовителями в стандартах, технических условиях и т.п.; при отсутствии указаний заводов-изготовителей — +/- 5% номинального;

б) электродвигателях исполнительных механизмов и электроприводов задвижек (вентилей) — от -5 до +10% номинального;

в) электролампах схем сигнализации (если для них с целью продления срока службы не предусматривается пониженное напряжение), лампах освещения щитов — от -2,5 до +5% номинального;

г) аппаратах управления (например, катушек магнитных пускателей, электромагнитных реле и т.д.) — не более значений, указанных заводами-изготовителями; при отсутствии указаний заводов-изготовителей — от -5 до +10% номинального;

д) в цепях напряжением 12 и 42 В (цепи, в которых пониженные напряжения применены как мера электробезопасности) допускаются потери напряжения до 10%, считая от вывода низшего напряжения понижающего трансформатора.

    Зная  величину  напряжения  на  питающей  сборке (источнике питания), к
которой   присоединена   система  электропитания,  и  величину  допустимого
отклонения   напряжения  на  зажимах  электроприемников,  легко  определить
величину    допустимой    потери   напряжения   в   линиях,  питающих   эти
электроприемники.  Например,  если в нормальном режиме работы напряжение на
питающей сборке равно номинальному напряжению сети - U      ,  а допустимое

                                                  ном.с.

отклонение   напряжения   на   зажимах   электродвигателей   исполнительных
механизмов  и  электроприводов задвижек, питающихся от этой сборки, лежит в
пределах  от -5 до +10% от номинального, то допустимая потеря  напряжения в
линии  составляет  в  данном  случае  5%  от номинального   (при напряжении
питания  электродвигателей  380  В,  в  линии  может быть потеряно в данном

случае не более 19 В).

Однако необходимо также учитывать, что питающая сборка (источник питания) системы электропитания сама входит в схему электроснабжения автоматизируемого объекта, и на ней, в зависимости от режимов работы сети электроснабжения, напряжение не остается постоянным. В режимах максимальных нагрузок, когда работают все потребители электроэнергии данного объекта, напряжение на питающей сборке может быть меньше номинального, а в режиме минимальных нагрузок, когда часть потребителей отключена, напряжение на питающей сборке может оказаться выше номинального. Эти возможные колебания напряжения на питающих сборках в отдельных случаях приходится учитывать (например, когда от этих сборок питаются и силовые потребители), т.к. определение допустимой величины потери напряжения на каком-либо участке сети только по номинальным данным без учета нагрузочных режимов сети электроснабжения автоматизируемого объекта может привести к ненормальной работе электроприемников системы электропитания, поскольку отклонения напряжения на их зажимах окажутся в недопустимых пределах.

Сечения проводников должны проверяться по потере напряжения в наихудшем режиме работы сети, когда напряжение на питающей сборке может быть весьма заниженным или превышающим номинальное.

В п. 2.14 ВСН 205-84/ММСС СССР указывается, что в качестве источника питания системы должны использоваться распределительные подстанции, распределительные щиты, питающие сборки системы электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключена резко переменная нагрузка (крупные электродвигатели, электропечи и т.п.). Обычно в проектной практике при правильном выборе источника питания системы расчеты потерь напряжения с учетом режимов работы сети электроснабжения выполнять не приходится (достаточно в большинстве случаев проверить потерю напряжения по нормальному режиму — при номинальном напряжении).

В общем случае потеря напряжения в трехфазной линии переменного тока с нагрузкой, сосредоточенной на ее конце, может быть определена по формуле:

ДЕЛЬТА U = 1,73 (r cos фи + x sin фи) I l, (7)

где:

I — ток в проводах линии, А;

cos фи — коэффициент мощности нагрузки линии;

l — длина линии, км;

r — активное сопротивление 1 км линии, Ом;

x — индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом.

Из формулы видно, что потеря напряжения в линии пропорциональна произведению тока на длину линии. Кроме того, потеря напряжения зависит от активного и индуктивного сопротивления линии и величины коэффициента мощности нагрузки линии cos фи.

Активное сопротивление линии равно:

r = 1000 / гамма s,

где:

гамма — удельное сопротивление материала проводника (гамма = 53 м/Ом х кв. мм — для медных проводников и 31,7 м/Ом х кв. мм — для алюминиевых проводников);

s — сечение проводника, кв. мм.

Активное сопротивление проводника и, следовательно, первое слагаемое рассматриваемого выражения обратно пропорционально сечению проводника.

Индуктивное сопротивление линии зависит от магнитного потока, пронизывающего пространство между проводниками линии. Чем больше расстояние между проводниками, тем больше индуктивное сопротивление линии. Расстояние между жилами кабеля или между отдельными проводами, проложенными в трубах, мало, и индуктивное сопротивление для этого случая составляет 0,06 + 0,08 Ом/км.

Индуктивное сопротивление линий (а вместе с ним и второе слагаемое рассматриваемого выражения) мало зависит от сечения проводов.

В системах электропитания систем автоматизации, как правило, используются провода и кабели малых сечений, до 16 — 25 кв. мм (и то лишь в случаях, когда имеется значительное количество электроприводов задвижек, питающихся от этой системы).

Для сетей, выполненных медными или алюминиевыми кабелями или проводами, проложенными в трубах, сечения которых не превышают 16 — 25 кв. мм, допускается расчет сети по потере напряжения вести без учета индуктивного сопротивления линии (составляющая x sin фи в выражении (7) будет мала и ею можно пренебречь). Кроме того, расчет сети по потере напряжения без учета индуктивного сопротивления линии выполняется для сетей постоянного тока (индуктивное сопротивление линии сети постоянного тока равно нулю), а также для сетей переменного тока при cos фи = 1 (sin фи = 1).

Таким образом, при расчете системы электропитания по потере напряжения достаточно в большинстве случаев учитывать только активное сопротивление линий. Тогда потеря напряжения, выраженная в процентах в трехфазной линии переменного тока, определяется по выражению:

ДЕЛЬТА U = 1,73 SUM I cos фи l / 10 гамма U s, (8) ном

а в двухпроводной линии переменного или постоянного тока:

ДЕЛЬТА U = 2 SUM I cos фи l / 10 гамма U s, (9) ном

где:

гамма — удельная проводимость материала проводов, м/Ом х кв. мм;

    U     - номинальное  напряжение  сети,  кВ (для трехфазной сети U     -
     ном                                                             ном

междуфазное напряжение);

s — сечение проводников, кв. мм;

l — длина участка, м;

I — ток участка, А.

Сечения нулевых проводов в питающей и распределительной сетях системы электропитания выбираются следующим образом:

а) в однофазных двухпроводных сетях — равными фазному;

б) в трехфазных четырехпроводных сетях, питающих смешанную нагрузку (однофазные и трехфазные электроприемники), — не менее 50% сечения фазных проводов (при медных и алюминиевых проводниках); однофазная нагрузка, при этом, должна быть равноверно распределена между фазами;

в) в трехфазных четырехпроводных сетях, питающих трехфазную нагрузку, — не менее 50% сечения фазных проводов (при медных и алюминиевых проводниках).

В заключение, подытоживая сказанное о выборе аппаратов защиты и сечений проводов и кабелей, отметим общий порядок их выбора:

1. определяются расчетные токи линий — длительные и кратковременные (например, при пуске двигателей);

2. по величине расчетных токов линии производится выбор защитных аппаратов;

3. по величине расчетных токов линии и по условию соответствия выбранным аппаратам защиты производится выбор сечений проводников;

4. проверяется надежность действия защитных аппаратов при коротком замыкании в наиболее удаленной точке сети;

5. проверяется соответствие выбранных проводов и кабелей минимально допустимым сечениям проводников с точки зрения механической прочности, а в необходимых случаях (например, при длинных линиях) производится также проверка сечений проводников по потере напряжения.

При установке щитов в производственных и щитовых помещениях должны быть обеспечены необходимые проходы для обслуживания.

Ширина проходов обслуживания в свету перед щитами (без учета требований хорошего обзора щита) и сзади щитов (если такой проход имеется) в производственных помещениях должна быть не менее 800 мм. Если угол открытия дверей щитов составляет 170°, то это расстояние исчисляется от корпуса щита; если угол открытия 90 — 110°, то — от открытой двери.

При установке щитов и пультов в щитовых помещениях должны соблюдаться следующие требования:

а) расстояние от наиболее выступающих открытых токоведущих частей аппаратов (в том числе и установочных изделий сборок зажимов, предохранителей, рубильников и т.п.) и приборов, расположенных на противоположно установленных рядах щитов, должно быть не менее 1500 мм, причем ширина прохода в свету между рядами щитов должна быть не менее 800 мм;

б) расстояние от наиболее выступающих открытых токоведущих частей аппаратов и приборов, устанавливаемых на внутренних стенках щита до расположенной сзади стены помещения, должно быть не менее 1000 мм при ширине прохода в свету не менее 800 мм. Допускается сужение прохода в отдельных местах, например, строительными конструкциями, до 600 мм;

в) ширина прохода обслуживания перед щитом (без учета требований хорошего обзора щита) должна быть не менее 800 мм;

г) проходы обслуживания между щитами при длине щита более 7 м должны иметь два выхода;

д) не допускается проходы обслуживания перед щитами, между щитами и сзади щитов использовать в качестве основного или запасного прохода в другие помещения, а также для транспортирования в другие помещения различного оборудования.

Дополнительные требования к щитовым помещениям

Щитовые помещения, а также части зданий и сооружений другого назначения, в которых предусматривается размещение щитовых помещений, следует относить к помещениям с производством категории Г; эти помещения должны иметь I или II степень огнестойкости по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений.

В щитовых помещениях следует, как правило, предусматривать условия, соответствующие условиям окружающей среды нормальных помещений, если для работы примененных средств автоматизации не требуются специальные условия (например, кондиционированный воздух и т.п.).

Щитовые помещения не должны по возможности подвергаться влиянию вибраций, производственному шуму и воздействию магнитных полей, создаваемых электротехническими установками и оборудованием. Во всех случаях допустимые значения вибраций и шумов не должны превышать установленных значений. Необходимо также не допускать возникновения вибраций и шумов от работы оборудования самого щитового помещения (дребезжания аппаратуры, стекол и т.п.).

Наличие магнитного поля в месте расположения щитового помещения может вызвать дополнительную погрешность приборов, которая зависит от значения напряженности поля. Например, для некоторых типов потенциометров и уравновешенных мостов ГОСТ 7164-78 устанавливает, что изменение показаний приборов от нормированного значения, вызванное влиянием внешнего магнитного поля напряженностью 400 А/м, образованного переменным током частотой 50 Гц, при самых неблагоприятных фазах и направлении поля не должно превышать +/- 5%. Даже такое значение дополнительной погрешности для приборов с классом точности 0,5 равно основной погрешности, что может оказаться неприемлемым.

Щитовые помещения допускается размещать рядом с распределительными устройствами, трансформаторными подстанциями, магнитными и другими электротехническими помещениями лишь при условии, что силовое электрооборудование — электрические машины, выпрямительные и преобразовательные установки, трансформаторы, электрические силовые провода и кабели не оказывают недопустимого влияния на работу устройств систем автоматизации. В технически обоснованных случаях щитовые помещения допускается располагать над указанными электротехническими помещениями.

При решении вопроса о размещении щитовых помещений относительно распределительных устройств трансформаторных подстанций и т.п. необходимо учитывать опыт, накопленный в различных отраслях промышленности, так как для оценки влияния электротехнических установок на работу разнообразных устройств автоматики нет хорошо обоснованных практических рекомендаций. Поэтому нет достаточных оснований для категорического запрещения располагать щитовые помещения и распределительные устройства рядом, равно как нельзя утверждать, что это не может иметь последствий с точки зрения нормальной работы систем автоматизации. В проектной практике во всех случаях рекомендуется избегать подобных компоновочных решений, однако когда в них все же возникает необходимость, опыт эксплуатации аналогичных производств может во многом помочь в правильном выборе компоновочного варианта.

Щитовые помещения запрещается размещать над производственными помещениями категорий А и Б, под и над вентиляционными камерами общеобменной вентиляции, под душевыми, санузлами и помещениями с мокрым технологическим процессом.

Между щитовым и производственным помещениями должно быть обеспечено удобное сообщение. Коридоры, тамбуры, лестничные марши, ведущие в щитовые помещения, должны позволять транспортировку щитов и другого оборудования, устанавливаемого в них. В необходимых случаях для транспортирования оборудования в щитовые помещения могут предусматриваться монтажные проемы (например, в стене или перекрытии), которые после окончания монтажных работ заделываются.

При установке щитов в щитовых помещениях необходимо выполнять требования, приведенные выше в настоящем Приложении, относительно допустимой ширины проходов между рядами щитов, расстояний между токоведущими частями приборов и аппаратов, расположенных на противоположно установленных рядах щитов и др.

Через щитовые помещения не рекомендуется прокладывать транзитные трубопроводы систем отопления, водопровода, канализации, вентиляции. При необходимости такой прокладки эти трубопроводы не должны иметь в пределах помещения фланцев, вентилей, задвижек, люков. Прокладка через эти помещения транзитных трубопроводов для транспортировки вредных жидкостей и газов, транзитных трубопроводов, газопроводов и трубопроводов с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями не допускается.

Запрещается также вводить в щитовые помещения пожарные водопроводы и устанавливать шкафы для пожарных кранов и рукавов. В качестве средств пожаротушения в этих помещениях следует применять углекислотные и порошковые огнетушители.

Трубопроводы, вентиляционные короба и т.п. в щитовых помещениях должны прокладываться скрыто или иметь декоративное обрамление, органически сочетающееся с общим интерьером помещения.

Прокладка электрических проводок в щитовых помещениях должна быть, как правило, скрытой. Для этой цели могут использоваться специальные каналы, кабельные полуэтажи, двойные полы и подвесные потолки.

Вводы электропроводок в щитовые помещения должны быть надежно уплотнены. В местах переходов кабельных каналов из производственного помещения в щитовое должны предусматриваться перегородки с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч.

Для отопления щитовых помещений может быть применено воздушное отопление, нагревательные панели с замоноличенными нагревательными элементами. При использовании водяного или парового отопления трубопроводы и отопительные приборы должны быть выполнены из гладких стальных труб со сварными соединениями.

Полы в щитовых помещениях должны быть электропроводными, что позволяет значительно улучшить электробезопасность этих помещений. Полы не должны также допускать проникновения в щитовое помещение вредных газов.

Кабельные каналы и двойные полы в щитовых помещениях должны перекрываться съемными несгораемыми плитами; допускается применение для этих целей паркетных щитов, которые должны быть защищены снизу асбестом и жестью. Перекрытие каналов и двойных полов должно быть рассчитано на передвижение по нему соответствующего оборудования.

Выход из щитового помещения в производственные с пыльной, сырой и химически активной средой должен выполняться через коридор или тамбур.

В щитовых помещениях должно предусматриваться рабочее и аварийное освещение (последнее в случаях, когда прекращение контроля за технологическим процессом может повлечь за собой пожар, взрыв, отравление людей и т.п.).

Светильники аварийного освещения должны питаться от независимого источника. Рабочее освещение щитового помещения должно подключаться к общей осветительной сети автоматизируемого объекта.

В качестве светильников рекомендуется применять люминисцентные источники белого света. Осветительная электропроводка должна, как правило, прокладываться скрытым способом.

ПРОВОДА С ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ПО ГОСТ 6323-79

Провода с поливинилхлоридной изоляцией по ГОСТ 6323-79 предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от -50 до +50 °С.

Монтаж проводов должен производиться при температуре не ниже -15 °С.

Длительно допускаемая температура жил при эксплуатации должна быть не более 70 °С.

ПРОВОДА С РЕЗИНОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ПО ГОСТ 20520-80

Провода с резиновой изоляцией по ГОСТ 20520-80 предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от -50 до +50 °С. Монтаж проводов должен производиться при температуре не ниже -25 °С.

Длительно допускаемая температура жил при эксплуатации не должна превышать 65 °С. На провода марок ПРН и ПРГН допускается воздействие химически активной окружающей среды.

Контрольные кабели по ГОСТ 1508-78 предназначены для эксплуатации в цепях напряжением до 660 В частотой 100 Гц переменного и 1000 В постоянного токов при температуре окружающей среды от -50 до +50 °С и относительной влажности воздуха до 98 +/- 2% при температуре 40 °С. Длительно допустимая температура на жиле должна быть для кабелей с резиновой изоляцией не более 65 °С, с поливинилхлоридной изоляцией не более 70 °С.

Кабели по ГОСТ 1508-78 выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами сечением от 0,75 до 10 кв. мм; число жил отдельных марок кабелей от 4 до 61.

Прокладка кабелей без предварительного нагрева должна производиться при температуре не ниже: -15 °С — для небронированных кабелей в резиновой и поливинилхлоридной оболочке, а также для бронированных одной профилированной лентой; -7 °С — для остальных бронированных кабелей.

Выбирая кабели по ГОСТ 1508-78 для электропроводок систем автоматизации в пожароопасных зонах, следует учитывать внесенные изменения в указанный стандарт.

Кроме приведенных в настоящем Приложении марок проводов и кабелей, в электропроводках систем автоматизации могут применяться провода и кабели других марок. При этом подбор их характеристик и определение допустимой области применения должны производиться с учетом требований конкретных стандартов или технических условий на провода и кабели, рекомендаций настоящего пособия, отражающих требования ПУЭ и ВСН 205-84/ММСС СССР.

ДЛЯ ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОН

ВЫПОЛНЯЕМЫХ ПРОВОДАМИ В СТАЛЬНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБАХ»

(ПО ТАБЛИЦЕ 1)

ВНИИПроектэлектромонтажем и ВНИИпротивопожарной обороны МВД СССР проведены исследования по оценке пожарной опасности силовых и осветительных электропроводок, выполненных проводами в стальных трубах, в сопоставлении с силовыми кабелями, проложенными открыто в условиях пожароопасных зон.

Экспериментально установлено, что при применении проводов в тонкостенных стальных трубах, проложенных открыто, дуговые короткие замыкания между проводами и трубой могут быть источником возникновения пожара.

При определенных условиях, характерных для электропроводок в стальных трубах (толщине стенок трубы, сечениях жил и др.), в том числе при правильно выбранной и нормально работающей защите, токи короткого замыкания вызывают местный нагрев поверхности («пятно») или прожог трубы с выбросом горящих и раскаленных частиц металла и воспламенение горючих материалов, находящихся на поверхности трубы или вблизи нее.

Короткие замыкания в открыто проложенных кабелях с поливинилхлоридной оболочкой или защитным шлангом, как показали сравнительные испытания, не сопровождаются выбросом частиц металла.

На основании результатов исследований и с целью повышения пожарной безопасности при проектировании и монтаже силовых и осветительных электросетей в пожароопасных зонах:

1. Рекомендовать открытую прокладку кабелей в соответствии с главой VII-4 ПУЭ-76 или проводов в винипластовых трубах в соответствии с техническим циркуляром Главэлектромонтажа № 9-2-206/81 от 4 августа 1981 г.

2. Запретить применение открытых электропроводок, выполняемых проводами в стальных тонкостенных трубах (с толщиной стенок менее, чем указано в таблице для соответствующих сечений жил проводов).

Таблица

ОТ СЕЧЕНИЯ ЖИЛ ПРОЛОЖЕННЫХ В НЕЙ ПРОВОДОВ

3. Разрешить в исключительных случаях применение отрезков стальных труб с толщиной стенок в соответствии с таблицей (на участках выхода труб из пола, фундаментов и др.).

4. ВНИИПроектэлектромонтажу подготовить в III квартале 1982 года изменения и дополнения ПУЭ, СНиП, СН и ВСН.

Ю. К. Юшковым

ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ»

СОРТАМЕНТ ПЛАСТМАССОВЫХ ЗАЩИТНЫХ ТРУБ ДЛЯ ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОН

НПО ЭЛЕКТРОМОНТАЖ № 3-2/89 ОТ 12 ЯНВАРЯ 1989 г.)

ВНИИПроектэлектромонтаж НПО Электромонтаж совместно с ВНИИпротивопожарной обороны МВД СССР проведены исследования пожарной опасности электропроводок в пластмассовых трубах, в результате чего расширена область применения пластмассовых труб.

До выхода седьмого издания ПУЭ, в которое будут внесены соответствующие изменения, НПО «Электромонтаж» рекомендует руководствоваться при проектировании и производстве электромонтажных работ прилагаемой таблицей «Область применения пластмассовых труб для прокладки проводов и кабелей» (см. Приложение).

Области применения, указанные в таблице, согласованы с ГУПО МВД СССР 21 января 1988 года, Главгосэнергонадзором и Главтехуправлением Минэнерго СССР соответственно 12 октября 1988 года и 11 ноября 1988 года.

При пользовании таблицей следует учитывать:

1. Допустимые длительные токи на провода и кабели должны приниматься по главе 1.3 «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) с учетом температуры окружающей среды и способа прокладки.

2. Строительные конструкции, по которым прокладываются трубы, должны соответствовать требованиям по степени огнестойкости зданий согласно СНиП 2.01.02-85 с учетом требований СНиП 2.08.02-85, СНиП 2.09.02-85, СНиП 2.10.03-84 и СНиП 2.08.01-85.

3. Проходы труб с кабелями и проводами через ограждающие конструкции с нормируемыми пределами огнестойкости и пределами распространения огня должны соответствовать требованиям СНиП 2.01.02-85, п. 2.14 и СНиП 3.05.06-85, п. п. 3.18 и 3.65.

4. В дополнение п. 2.1.4 ПУЭ под замоноличиванием труб следует понимать прокладку труб в фундаментах, полах, заштукатуриваемых бороздах и в строительных конструкциях при их изготовлении.

5. Замоноличивание труб в фундаментах, а также прокладку в грунте на глубине более 2 м производить не рекомендуется.

6. При температуре окружающей среды выше 60 °С открыто применять поливинилхлоридные трубы не допускается.

Е. Я. Кузнецова

Е. Ф. Хомицким

ДЛЯ ПРОКЛАДКИ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

<1> С подкладкой негорючих материалов (например, асбеста толщиной не менее 3 мм или слоя штукатурки толщиной не менее 5 мм), выступающих с каждой стороны трубы не менее чем на 10 мм.

<3> В помещениях содержания скота, птиц, зверей и кормопроизводства агропромышленных предприятий подкладку и покрытие труб негорючими материалами выполнять не следует. Применять полипропиленовые трубы (ПП) не допускается.

Примечания: Требования к скрытой прокладке пластмассовых труб в данном Приложении к пособию не приведены.

ПВХ — поливинилхлоридные непластифицированные трубы из трудносгораемых материалов.

ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА ПО ТУ 6-19-215-83

ТРУБЫ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ПО ГОСТ 18599-83*

ТРУБЫ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПО ГОСТ 18599-83*

Элементы электроустановок, подлежащие занулению (заземлению)

Зануление (заземление) в электроустановках систем автоматизации следует выполнять:

а) при напряжении переменного тока 380 В и выше и постоянного тока 440 В и выше — во всех случаях;

б) при номинальных напряжениях переменного тока выше 42 В и постоянного тока выше 110 В — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках; заземление и зануление не требуется выполнять при номинальных напряжениях 42 В и ниже переменного тока и 110 В и ниже постоянного тока.

Занулению (заземлению) подлежат металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но на которых может появиться опасное для жизни напряжение при повреждении электрической изоляции токоведущих частей (проводов, обмоток и т.п.).

К элементам, подлежащим заземлению и занулению, относятся:

а) металлические корпуса контрольно-измерительных приборов, регулирующих устройств, аппаратов управления, защиты, сигнализации, освещения, корпуса электродвигателей исполнительных механизмов и электропроводов задвижек (вентилей) и т.д.;

б) металлические щиты и пульты всех назначений, на которых устанавливаются электрические приборы, аппараты и другие средства автоматизации; съемные или открывающиеся части щитов и пультов, если на них установлена электроаппаратура напряжением выше 42 В переменного тока или 110 В постоянного тока; вспомогательные металлические конструкции для установки электроприемников и аппаратов управления;

в) металлические оболочки, броня и муфты контрольных и силовых кабелей, металлорукава, металлические оболочки проводов и кабелей, стальные трубы электропроводок, коробки, металлические короба, лотки, кабельные конструкции, кронштейны и другие металлические элементы крепления электропроводок (кабели с металлическими оболочками и броней, стальные трубы электропроводок, короба и лотки, как правило, должны быть занулены (заземлены) в начале и конце трассы);

г) металлические оболочки и броня кабелей (проводов) с цепями напряжения до 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока, проложенные на общих металлических конструкциях вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат занулению (заземлению);

д) металлические корпуса, а в необходимых случаях и обмотки стационарных и переносных трансформаторов; корпуса выпрямительных устройств;

е) металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников;

ж) приборы и аппараты, размещенные на движущихся частях технологического оборудования;

з) стационарные металлические защитные ограждения открытых токоведущих частей электроустановок.

Элементы, подлежащие занулению (заземлению), должны иметь надежную металлическую связь с глухозаземленной нейтралью сети (заземлителем), от которой питается система автоматизации.

Зануление (заземление) приборов и аппаратов, подвергающихся частному демонтажу или установленных на движущихся частях, должно выполняться при помощи гибких проводников.

Не требуется зануление (заземление):

а) отдельными проводниками приборов, аппаратов и других средств автоматизации, устанавливаемых на зануленных (заземленных) щитах, пультах, вспомогательных конструкциях, если обеспечивается надежный металлический контакт (без краски, лака и т.п.) между корпусами электроприемников и металлоконструкциями щитов и пультов;

б) корпусов электроприемников, изготовленных полностью из изоляционных материалов, например, пластмассовых корпусов;

в) открывающихся и съемных частей зануленных (заземленных) металлических щитов, пультов, ограждений и т.п., если на этих открывающихся и съемных частях установлено электрооборудование с напряжением, не превышающим 42 В переменного тока или 110 В постоянного тока;

г) отдельно стоящих щитов и пультов, предназначенных для установки неэлектрических приборов и средств автоматизации, например, пневматических приборов и регуляторов (без электропитания), манометров (без электрических цепей) и т.п.; электрическая проводка стационарного освещения таких щитов (если оно потребуется) должна выполняться в зануленной (заземленной) стальной трубе (вплоть до ввода в осветительную арматуру);

д) корпусов электроприемников с двойной изоляцией и корпусов электроприемников, подключаемых к сети через разделительные трансформаторы.

Допускается также не занулять (заземлять) металлические скобы, закрепы, обоймы и другие подобные элементы открытой прокладки бронированных и небронированных кабелей по строительным конструкциям. Короткие отрезки металлических труб, служащих для проходов через стены и перекрытия кабельных линий, допускается не занулять (заземлять), если проложенные в них кабели имеют зануленную (заземленную) оболочку, либо эти отрезки труб не доступны для прикосновения (без применения лестниц и т.п.), а помещения, в которые входят их концы, относятся к помещениям без повышенной опасности.

Выбор нулевых защитных (заземляющих) проводников

В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников в электроустановках систем автоматизации могут быть использованы:

а) нулевые рабочие проводники в системах с глухозаземленной нейтралью, кроме ответвлений к однофазным электроприемникам, для зануления которых должен использоваться отдельный (третий) нулевой защитный проводник;

б) специально предусмотренные для этой цели проводники (жилы кабелей, проводов, стальные полосы и т.п.);

в) металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т.п.);

г) металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамление каналов и т.п.);

д) стальные трубы электропроводок;

е) алюминиевые оболочки кабелей;

ж) металлические кожухи шинопроводов, металлические короба и лотки, предназначенные для прокладки проводов и кабелей;

з) металлические станционарные открыто проложенные трубопроводы любого назначения, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления.

Указанные проводники, конструкции и другие элементы могут служить единственными нулевыми защитными (заземляющими) проводниками, если они по проводимости удовлетворяют приведенным ниже требованиям и если обеспечена непрерывность электрической цепи по всей их длине. При этом прокладка дополнительных стальных полос по периметру помещений не требуется.

Если металлические конструкции зданий, конструкции производственного назначения, трубопроводы и другие указанные выше элементы не используются в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников, то они с целью выравнивания потенциала должны быть надежно соединены с заземляющим устройством или с нулевым рабочим проводом, используемым в качестве нулевого защитного провода, во всех помещениях и наружных установках.

Зануление должно быть выполнено так, чтобы ток короткого замыкания в аварийном участке имел величину, достаточную для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения ближайшего автомата. Для этого сопротивление цепи короткого замыкания должно быть достаточно малым. Это сопротивление имеет, таким образом, решающее значение в обеспечении отключения, т.е. в выполнении заявлением своего назначения — отключения аварийного участка. Сопротивление цепи замыкания в сети с занулением условно называют «сопротивлением цепи фаза-нуль». Цепь замыкания состоит из сопротивления питающего трансформатора, сопротивлений фазного и нулевого защитного проводов на всех участках сети до места короткого замыкания.

Если сопротивление цепи замыкания велико, отключение произойдет с большой выдержкой времени или вовсе не произойдет, ток замыкания будет длительно проходить по цепи замыкания, напряжение по отношению к земле (а оно может быть опасным) будет сохраняться на поврежденном корпусе и на других элементах электроустановки, электрически связанных сетью зануления.

Для обеспечения надежного отключения к занулению предъявляются два требования:

1. <a id="p100629"></a>Ток замыкания I  должен отвечать условию:
                  з

                                I  >= K I ,
                                 з       н

где:

I — номинальный ток плавкой вставки или ток уставки расцепителя

 н<br>

    K  -  коэффициент  кратности тока замыкания по отношению к току плавкой
вставки  или  току уставки расцепителя автомата (чем больше кратность тока,

тем меньше время отключения), равный значениям, приведенным в п. 3.2 пособия.

Напомним, что коэффициент K должен быть: не менее 3 при защите плавкими вставками или автоматами, имеющими расцепители с обратнозависимой от тока характеристикой; не менее 1,4 при защите автоматами, имеющими только электромагнитный расцепитель с номинальным током до 100 А; во взрывоопасных установках — не менее 4 при защите предохранителями и не менее 6 при защите автоматами с обратнозависимой от тока характеристикой.

2. Проводимость нулевого защитного проводника должна составлять не менее 50% проводимости фазного проводника, или, другими словами, сопротивление нулевого защитного проводника не должно превышать более чем в два раза сопротивление фазного проводника.

Из сказанного можно сделать следующий вывод — в системе зануления ток замыкания желательно иметь по возможности большим, а номинальные токи плавких вставок и токи срабатывания автоматов по возможности меньшими.

При питании систем автоматизации от электроустановок с изолированной нейтралью сечение заземляющих проводников должно составлять не менее 1/3 сечения фазных, а при проводниках из разных металлов — не менее 1/3 проводимости фазных.

По условию механической прочности и стойкости к коррозии нулевые защитные (заземляющие) проводники должны иметь размеры не менее, указанных в табл. 1.7.1 ПУЭ (табл. 1 настоящего Приложения).

Таблица 1

НАИМЕНЬШИЕ РАЗМЕРЫ НУЛЕВЫХ ЗАЩИТНЫХ (ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ) ПРОВОДНИКОВ

Примечание. Изменения в табл. 1 настоящего Приложения по сравнению с табл. 1.7.1 ПУЭ внесены на основании письма Главгосэнергонадзора № 17-58/212 от 06.03.86.

Если в качестве нулевых защитных проводников используются не медные или алюминиевые проводники, а например, стальные полосы, круглая сталь (проволока) или стальные защитные трубы электропроводок, то при выборе их сечения приходится учитывать то обстоятельство, что сопротивление стальных проводников вообще относительно велико, а при переменном токе оно зависит еще от величины протекающего по проводнику тока. Кроме того, оно зависит также от профиля стального проводника (круглый провод, полоса и т.д.), так как в стальном проводнике переменный ток распределяется неравномерно и в основном протекает по его поверхности (внутренняя часть сечения стального проводника для прохождения тока используется очень мало). Поэтому, например, круглая сталь как проводник имеет менее выгодный профиль, чем полосовая. Следует еще также иметь в виду, что стальные нулевые защитные проводники обычно прокладываются на значительном расстоянии от фазных, из-за чего увеличивается сопротивление цепи (внешнее индуктивное сопротивление).

В табл. 2 настоящего Приложения приведены сечения медных и алюминиевых фазных проводников и сечения стальных проводников и защитных труб, проводимость которых с достаточной для практических целей точностью (при длинах порядка 60 — 70 м) соответствует 50% проводимости фазных проводников.

Таблица 2

ВЫБОР СЕЧЕНИЙ СТАЛЬНЫХ НУЛЕВЫХ ЗАЩИТНЫХ ПРОВОДНИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СЕЧЕНИЯ ФАЗНЫХ

Если в качестве нулевых защитных проводников используются алюминиевые оболочки кабелей, то их проводимость, как правило, отвечает требованию 50% проводимости фазных проводников (свинцовые оболочки этому требованию не отвечают).

Сечения стальных заземляющих проводников (при питании систем автоматизации от электроустановок с изолированной нейтралью), выбранные по табл. 2, всегда будут удовлетворять предъявляемым требованиям.

Использование металлических оболочек проводов, металлорукавов, брони и свинцовых оболочек кабелей в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников запрещается (во всех случаях). В помещениях и наружных установках, в которых требуется выполнение зануления (заземления), эти оболочки должны быть занулены (заземлены) и иметь надежные соединения по всей своей длине; металлические соединительные муфты и коробки должны иметь соединение с броней и металлическими оболочками кабелей (болтовое, пайкой).

Основные требования к выполнению зануления (заземления)

Для зануления (заземления) электроустановок систем автоматизации должна использоваться зануляющая (заземляющая) сети (заземляющее устройство) системы электроснабжения и силового электрооборудования автоматизируемого объекта. Исключением могут быть некоторые специальные системы автоматического контроля и управления, которые по специфическим условиям работы или требованиям заводов — изготовителей средств автоматизации не допускается объединять с общей системой заземления или зануления. Для таких систем автоматизации защитные меры электробезопасности выполняются по специальным требованиям.

При проектировании и монтаже зануления электроустановок систем автоматизации часто возникает вопрос, можно ли присоединять рассредоточенные по объекту датчики, первичные приборы, исполнительные механизмы, местные щиты и т.п. к близкорасположенным стальной магистрали зануления или металлическим конструкциям зданий, конструкциям производственного назначения, трубопроводам и другим элементам, которые присоединены к заземляющему устройству. Возникает также вопрос, как лучше выполнить зануление щитов и пультов с электроаппаратурой в щитовых помещениях (операторских, диспетчерских, аппаратных).