Электродвигатели взрывозащищенные УХЛ4

Электродвигатели взрывозащищенные УХЛ4: конструкция, применение и нормативная база

Электродвигатели взрывозащищенные с климатическим исполнением УХЛ4 представляют собой специализированное электротехническое оборудование, предназначенное для безопасной работы в условиях потенциально взрывоопасных сред и при умеренно-холодном климате. Их основное функциональное назначение – приведение в действие насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и другого технологического оборудования на объектах нефтегазовой, химической, горнодобывающей промышленности, а также на производствах, связанных с переработкой и транспортировкой горючих материалов.

Расшифровка обозначений: УХЛ4 и маркировка взрывозащиты

Ключевые характеристики двигателя зашифрованы в его обозначении. Климатическое исполнение УХЛ означает, что двигатель рассчитан для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом. Цифра 4 в соответствии с ГОСТ 15150-69 указывает на категорию размещения – для работы в закрытых помещениях с искусственным регулированием климатических условий (отапливаемые цеха, производственные помещения). Допускается работа при температуре окружающей среды от -60°C до +40°C, однако пуск и работа при температуре ниже -40°C, как правило, требуют специального исполнения (низкотемпературной смазки в подшипниках).

Маркировка взрывозащиты наносится в виде знака Ex и буквенно-цифрового кода. Наиболее распространенные виды взрывозащиты для асинхронных электродвигателей УХЛ4:

    • Ex d – взрывонепроницаемая оболочка. Взрыв внутри корпуса не передается во внешнюю среду, так как оболочка выдерживает давление взрыва и охлаждает пламя через специальные лабиринтовые зазоры (фланцевые соединения).
    • Ex e – повышенная безопасность. Дополнительные меры предотвращают возникновение дуги, искрения и опасного перегрева в нормальном режиме работы и при стандартных условиях перегрузки.
    • Ex de – комбинированный вид защиты, где, например, корпус двигателя имеет исполнение Ex d, а коробка выводов – Ex e.
    • Ex p – продувка под избыточным давлением. Внутренняя полость двигателя заполняется чистым воздухом или инертным газом под давлением, предотвращая проникновение взрывоопасной смеси.

    Классификация по зонам взрывоопасности (ГОСТ Р 51330.9-99, МЭК 60079-10):

    ЗонаВероятность присутствия взрывоопасной смесиПримеры применения для двигателей УХЛ4
    0 (для газов)Постоянно, длительно или часто.Не применяются. Используются искробезопасные цепи (Ex i).
    1 (для газов)Вероятно при нормальной работе.Двигатели с видами защиты Ex d, Ex de, Ex p.
    2 (для газов)Маловероятно, а если возникает, то ненадолго.Двигатели с видами защиты Ex d, Ex e, Ex de, Ex p.
    20 (для пыли)Облако горючей пыли присутствует постоянно или часто.Специальное пылевзрывозащищенное исполнение.
    21 (для пыли)Облако горючей пыли вероятно при нормальной работе.Двигатели во взрывонепроницаемой оболочке, приспособленной для пыли.
    22 (для пыли)Облако пыли маловероятно, но может быть при неисправности.Двигатели с защитой от проникновения пыли (IP65 и выше) и с пониженной температурой поверхности.

    Конструктивные особенности и материалы

    Взрывозащищенные двигатели УХЛ4 отличаются от общепромышленных рядом конструктивных решений, обеспечивающих безопасность и надежность.

    • Корпус (станина): Изготавливается из высококачественного чугуна или литейной стали, обладает повышенной механической прочностью для выдерживания давления взрыва внутри (для Ex d). Фланцевые разъемы имеют строго регламентированные зазоры и длину лабиринта (ширину пояска сопряжения).
    • Коробка выводов (барокамера): Это самостоятельный узел взрывозащиты. Имеет отдельную взрывонепроницаемую оболочку (часто Ex d) или исполнение Ex e. Соединение с полостью статора осуществляется через взрывонепроницаемый канал. Обязательно наличие предупреждающей таблички «Открывать при отключенном питании».
    • Вал и подшипниковые щиты: Конструкция лабиринтных уплотнений на валу предотвращает передачу взрыва из внутренней полости двигателя вдоль вала. Используются подшипники с термостабильной смазкой, рассчитанной на весь срок службы (для УХЛ4 – низкотемпературной).
    • Крышки смотровых окон и тормозных устройств: Все вспомогательные отверстия закрываются крышками, соответствующими уровню взрывозащиты основного корпуса.
    • Обмотка и изоляция: Применяются изоляционные материалы класса нагревостойкости не ниже F (155°C) или H (180°C), что обеспечивает большой запас по термостойкости. Провода обмотки и соединения имеют дополнительную защиту от вибрации и истирания.
    • Температура поверхности: Максимальная температура на любой точке внешней поверхности двигателя в рабочем режиме, а также внутри оболочки, не должна превышать группу температурного класса взрывоопасной смеси, для которой он предназначен.
    Соответствие групп взрывозащиты и температурных классов
    Группа смеси (по ГОСТ)Температурный классМакс. температура поверхности, °CПример взрывоопасного вещества
    IIАT1≤ 450Пропан, аммиак, бензол
    IIАT2≤ 300Ацетон, этиловый спирт
    IIВT3≤ 200Коксовый газ, этиловый эфир
    IIВT4≤ 135Ацетилен, сероводород
    IIСT5≤ 100Водород
    IIСT6≤ 85Сероуглерод

    Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

    Установка и обслуживание взрывозащищенных двигателей УХЛ4 требуют строгого соблюдения регламентов, изложенных в паспорте и инструкции по эксплуатации, а также в правилах ПУЭ (Глава 7.3).

    • Монтаж: Двигатель должен быть надежно заземлен. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать ПУЭ. Кабельные вводы в коробку выводов осуществляются через взрывозащищенные кабельные сальники, соответствующие типу защиты и диаметру кабеля. Запрещается сверление отверстий в корпусе и коробке выводов.
    • Пуск и эксплуатация: Перед первым пуском необходимо проверить сопротивление изоляции обмоток, легкость вращения ротора вручную, правильность подключения. Особое внимание уделяется работе систем вентиляции и охлаждения. Для двигателей с продувкой (Ex p) обязателен контроль давления и соблюдение последовательности пуска/останова (сначала продувка, затем подача питания).
    • Техническое обслуживание (ТО): Включает регулярную очистку корпуса от пыли и загрязнений, проверку состояния заземления, контроль температуры подшипников и вибрации. Все работы проводятся при полностью отключенном от сети и заземленном двигателе. Разборка двигателя (вскрытие корпуса, коробки выводов) должна проводиться персоналом, имеющим специальную подготовку по взрывозащите, с последующей проверкой целостности взрывонепроницаемых поверхностей и зазоров.
    • Ремонт: Капитальный ремонт с перемоткой статора или заменой деталей, влияющих на взрывозащитные параметры, должен выполняться специализированными предприятиями, имеющими лицензию и право ставить знак взрывозащиты после ремонта. После ремонта обязательна проверка на соответствие чертежам и испытания.

    Выбор электродвигателя УХЛ4 для конкретных условий

    При подборе двигателя необходимо последовательно определить следующие параметры:

    1. Взрывоопасные параметры среды: Определить зону (1 или 2), группу взрывоопасной смеси (IIА, IIВ, IIС) и температурный класс (T1-T6) в месте установки.
    2. Климатические и монтажные условия: Убедиться, что исполнение УХЛ4 соответствует температурному диапазону помещения. Определить способ монтажа (IM1081, IM2081 и т.д.), степень защиты IP (обычно не ниже IP55).
    3. Электромеханические параметры: Мощность, частота вращения (синхронная скорость), напряжение сети (380/660 В), КПД и коэффициент мощности (cos φ), способ пуска (прямой, частотный).
    4. Соответствие нормам: Проверить наличие сертификата соответствия Техническому регламенту Таможенного союза (ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах») или декларации. Двигатель должен быть внесен в Государственный реестр оборудования, разрешенного к применению.

    Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

    Чем отличается УХЛ4 от У3?

    Исполнение У3 предназначено для работы в умеренном климате на открытом воздухе. УХЛ4 – для умеренного и холодного климата, но внутри отапливаемых помещений. Конструктивно двигатели УХЛ4 часто имеют материалы (смазку, покраску), адаптированные к более низким температурам хранения и пуска.

    Можно ли взрывозащищенный двигатель Ex d заменить на Ex e в зоне 2?

    Теоретически для зоны 2 допускается применение двигателей с повышенной безопасностью Ex e, если это соответствует категории смеси и температурному классу. Однако такой переход требует пересмотра всей проектной документации и должен быть согласован со специалистами по взрывозащите, так как двигатель Ex e не рассчитан на сдерживание внутреннего взрыва.

    Как часто нужно проверять затяжку болтовых соединений на корпусе Ex d?

    Периодичность проверки указана в инструкции по эксплуатации. Как правило, первая проверка затяжки резьбовых соединений фланцев и коробки выводов проводится через 200-500 часов работы после установки, а затем не реже одного раза в год. Затяжка производится динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте.

    Что означает маркировка «1Ex d IIB T4 Gb»?

    • 1 – Уровень взрывозащиты (оборудование с повышенной надежностью, предназначенное для зон 1 и 2).
    • Ex – Знак взрывозащищенного оборудования.
    • d – Вид взрывозащиты (взрывонепроницаемая оболочка).
    • IIB – Группа взрывоопасной смеси (для газов, паров, туманов).
    • T4 – Температурный класс (макс. температура поверхности ≤135°C).
    • Gb – Уровень защиты оборудования (высокий, для зоны 1).

Допустимо ли использовать частотный преобразователь (ЧП) для управления взрывозащищенным двигателем УХЛ4?

Да, допустимо, но с соблюдением критически важных условий. Сам ЧП должен быть установлен вне взрывоопасной зоны или иметь собственный вид взрывозащиты. На выходе ЧП форма напряжения несинусоидальная (ШИМ), что приводит к дополнительному нагреву обмоток и повышенным напряжениям на изоляцию. Поэтому двигатель должен иметь изоляцию класса F или H, а также быть согласован с производителем для работы с ЧП. Для длинных кабелей между ЧП и двигателем может потребоваться установка выходного фильтра (дросселя) для ограничения пиковых напряжений.

Требуется ли специальное обслуживание подшипников двигателя УХЛ4?

Большинство современных двигателей УХЛ4 поставляются с подшипниками качения, заполненными консистентной смазкой на весь срок службы. Обслуживание (дозаправка) не требуется. Однако в условиях низких температур (близких к -40°C и ниже) необходимо использовать двигатели со специальной низкотемпературной смазкой, указанной в паспорте. Для двигателей с принудительной смазкой (скользящие подшипники) необходимо обслуживание системы смазки в соответствии с регламентом.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.