Соединительная коробка взрывозащищенная: полное руководство по выбору и применению
Коробка соединительная взрывозащищенная — это специализированное электротехническое изделие, предназначенное для безопасного размещения, соединения и разветвления электрических цепей в зонах, где существует опасность взрыва из-за присутствия горючих газов, паров, пыли или волокон. Она обеспечивает физическую защиту соединений и одновременно предотвращает возможное воспламенение взрывоопасной атмосферы от искр, дуги или высокой температуры, которые могут возникнуть внутри коробки при нормальной работе, неисправности или коротком замыкании.
1. Назначение, принцип действия и уровни защиты
Основная функция взрывозащищенных коробок — обеспечить взрывонепроницаемую оболочку. Принцип работы основан на методе взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» (Ex d) по стандарту МЭК 60079-1 и ГОСТ Р 51330.1-2013.
- Принцип «взрывонепроницаемая оболочка»: Корпус коробки обладает достаточной механической прочностью, чтобы выдержать внутренний взрыв горючей смеси, которая может проникнуть внутрь через кабельные вводы или зазоры.
- Охлаждение пламени: Выходящие через специально рассчитанные плоские фланцевые соединения (стыки крышки с корпусом) и кабельные вводы продукты горения (пламя, горячие газы) охлаждаются до температуры ниже температуры воспламенения внешней атмосферы.
- Предотвращение передачи взрыва: Таким образом, внутренний взрыв (если он произойдет) не передается во внешнюю взрывоопасную среду.
Кроме типа защиты «d», коробки могут иметь другие виды: «е» (повышенная безопасность, Ex e) для исключения возникновения искрения и перегрева в нормальном режиме, или «m» (заливка компаундом, Ex m).
2. Конструкция и материалы корпуса
Конструкция коробки строго регламентирована стандартами и рассчитана на обеспечение взрывозащиты.
| Элемент конструкции | Материалы и исполнение | Функция и ключевые требования |
| Корпус и крышка | Литой алюминиевый сплав (чаще всего силумин), нержавеющая сталь, латунь, полимерные материалы (для зон с ограниченным временем присутствия взрывоопасной смеси). | Обеспечивает прочную взрывонепроницаемую оболочку. Алюминиевые сплавы легкие и неискрящие (важно для групп IIC — водород). Коррозионная стойкость материала должна соответствовать среде (например, нержавейка для химической промышленности). |
| Фланцевый стык (взрывонепроницаемый зазор) | Точные плоские поверхности на стыке корпуса и крышки. Допустимая ширина и длина зазора строго нормируется в зависимости от газовой группы. | Критически важный элемент. Обеспечивает необходимое охлаждение продуктов внутреннего взрыва. Поверхности должны быть идеально обработаны, без повреждений. Прокладки, как правило, не используются. |
| Крепежные элементы (болты/шпильки) | Стальные с антикоррозионным покрытием, нержавеющая сталь. Резьба должна быть полной и исправной. | Обеспечивают равномерное и сильное прижатие крышки к корпусу для создания герметичного фланцевого стыка. Количество и момент затяжки указаны в паспорте изделия. |
| Кабельные вводы (сальники) | Резьбовые отверстия с метрической или трубной (NPT, PG) резьбой для установки взрывозащищенных кабельных вводов. Может быть с заводской заглушкой. | Обеспечивают герметичный ввод кабеля в коробку. Взрывозащита ввода обеспечивается либо самим сальником (если он сертифицирован как Ex-компонент), либо совместно с коробкой (как часть оболочки). |
| Клеммная колодка (внутреннее оснащение) | Клеммные блоки из термостойкого пластика (например, полиамида) с латунными или стальными омедненными зажимами. Обычно не входит в базовую поставку коробки и подбирается отдельно. | Для соединения и разветвления проводов. Должна соответствовать по номинальному току и количеству соединений. Клеммы часто имеют маркировку и приспособления для подключения заземляющего проводника. | Заземляющий болт (лепесток) | Болт с шайбами и гайкой, расположенный внутри и снаружи корпуса. Часто имеет желто-зеленую маркировку. | Для надежного подключения защитного заземляющего проводника (РЕ) от кабеля и заземления самого металлического корпуса коробки. |
3. Маркировка и классификация (код Ex)
Маркировка взрывозащищенного оборудования — это его «паспорт», который точно указывает, где и как его можно применять. Рассмотрим на примере: Ex d IIC T6 Gb.
- Символ Ex: Указание, что оборудование взрывозащищенное.
- Тип защиты «d»: Взрывонепроницаемая оболочка.
- Группа оборудования (I, II, III):
- I — для рудничной атмосферы (метан).
- II — для всех остальных взрывоопасных газовых сред (промышленность).
- III — для взрывоопасных пылей.
- Подгруппа газовой смеси (IIA, IIB, IIC): Указывает на безопасный зазор и температуру самовоспламенения. IIC — самая «строгая» группа (водород, ацетилен), оборудование для IIC можно применять и для IIB, и для IIA.
- Температурный класс (T1…T6): Указывает максимальную температуру поверхности корпуса, которая не должна превышать температуры самовоспламенения окружающей смеси. T6 — самый безопасный (до +85°C).
- Уровень защиты (Ga, Gb, Gc для газов; Da, Db, Dc для пыли):
- Gb (высокий уровень) — оборудование обеспечивает защиту в нормальном режиме работы и при ожидаемых неисправностях. Применяется в зонах 1 и 2 (газ).
- Gc (усиленный уровень) — только в нормальном режиме. Для зоны 2.
Таким образом, коробка с маркировкой Ex d IIC T6 Gb является универсальным решением для большинства промышленных газовых зон 1 и 2.
4. Критерии выбора коробки для конкретной задачи
Выбор соединительной коробки взрывозащищенного исполнения — это инженерная задача, требующая анализа условий на объекте.
| Критерий выбора | Что учитывать | Рекомендации и примеры |
| Соответствие зоне (классификация по ПУЭ, МЭК) | Категория зоны (0, 1, 2 для газов; 20, 21, 22 для пыли), тип взрывоопасной смеси. | Для зоны 1 (газ) — коробка с уровнем Gb (Ex d/Gb). Для зоны 2 — можно Gb или Gc. Подгруппа газа (IIA/B/C) должна покрывать присутствующую смесь. |
| Материал корпуса | Коррозионная агрессивность среды, наличие химикатов, соленой воды, искробезопасность. | Стандарт — алюминиевый спвал. Для химически агрессивных сред — нержавеющая сталь (AISI 304, 316). Для зон с ацетиленом или углеродной дисульфидом — латунь или бронза (чтобы избежать образования искрящих соединений меди с алюминием). |
| Размер (объем) и количество вводов | Количество и сечение соединяемых кабелей, тип соединений (клеммы, сварка, опрессовка), необходимость запаса для будущих модификаций. | Внутри коробки должно быть достаточно места для удобного монтажа, изгиба проводов (радиус изгиба) и отвода тепла. Стандартные размеры: от небольших (0.5 л) до крупных (10-20 л). Коробки с несколькими вводами (4, 6, 8) удобны для разветвления. |
| Тип и резьба кабельных вводов | Диаметр и тип кабеля (бронированный, гибкий), необходимость вводов под разный диаметр. | Количество и тип резьбы вводов (М, G, NPT) должно соответствовать плану подключения. Рекомендуется выбирать коробки с запасными заглушками или вводами для будущего расширения. |
| Класс защиты от пыли и воды (IP) | Условия окружающей среды: возможность прямого попадания воды (дождь, мойка), пыли. | Для наружной установки или влажных помещений требуется, как минимум, IP65 (полная защита от пыли и струй воды). В стандартных цехах достаточно IP54. | Температурный класс (T-класс) | Температура самовоспламенения окружающей смеси и возможный нагрев коробки от внутренних соединений. | Чем ниже температура смеси, тем «холоднее» должна быть коробка. Для большинства углеводородов подходит T3-T4. Для этилена, водорода — T2-T1. Универсальный выбор — T4 или T5. |
5. Области применения
- Нефтегазовая промышленность: Буровые платформы, нефтеперерабатывающие заводы, компрессорные станции, резервуарные парки — для соединения кабелей датчиков, исполнительных механизмов, освещения.
- Химическая и фармацевтическая промышленность: В цехах, где присутствуют пары растворителей, мономеров, горючих газов.
- Угольная промышленность и метанольные установки: Для оборудования в шахтах и на поверхности.
- Мукомольные, деревообрабатывающие, сахарные заводы: В зонах, где образуется взрывоопасная пыль (мука, древесная пыль, сахарная пудра).
- Лакокрасочные цеха и окрасочные камеры: Где присутствуют пары красок, растворителей.
- Энергетика: В помещениях газовых турбин, на складах мазута.
6. Особенности монтажа и обслуживания
- Подготовка кабельных вводов: Каждый кабель должен вводиться через сертифицированный взрывозащищенный кабельный сальник, подобранный по диаметру кабеля и типу резьбы коробки.
- Затяжка болтов крышки: Крепежные болты необходимо затягивать равномерно крест-накрест с моментом, указанным в инструкции. Недостаточный момент — нарушит взрывонепроницаемость, чрезмерный — может сорвать резьбу или повредить фланец.
- Заземление: Корпус коробки и экраны кабелей (если есть) должны быть надежно заземлены через предусмотренный заземляющий болт.
- Проверка фланцевого стыка: Перед монтажом убедитесь, что поверхности корпуса и крышки чистые, без сколов, царапин и остатков старой краски.
- Внутренний монтаж: Соединения внутри должны быть надежными (клеммы, сварка, опрессовка). Оставшиеся пустые отверстия в коробке необходимо закрыть заглушками с соответствующей резьбой.
- Обслуживание: При техническом обслуживании запрещено нарушать взрывозащитные характеристики (например, сверлить новые отверстия без согласования с производителем). После вскрытия и повторного закрытия коробки необходимо проверить момент затяжки болтов.
7. Заключение
Коробка соединительная взрывозащищенная — это не просто металлический ящик, а высокотехнологичное устройство безопасности, от правильного выбора и монтажа которого зависят жизни людей и сохранность объекта. Ключевыми факторами являются соответствие маркировки коробки (Ex-код) конкретной опасной зоне, правильный подбор размера и оснащения, а также строжайшее соблюдение правил монтажа.
Использование качественной продукции от проверенных производителей, такой как взрывозащищенные соединительные коробки, в сочетании с квалифицированным проектированием и монтажом — это необходимое условие для создания безопасных и надежных электроустановок на взрывоопасных производствах. Экономия на этом элементе безопасности недопустима и чревата катастрофическими последствиями.
