Электродвигатели взрывозащищенные У3
Электродвигатели взрывозащищенные У3: конструкция, применение и технические аспекты
Электродвигатели взрывозащищенные с климатическим исполнением У3 представляют собой специализированное электротехническое оборудование, предназначенное для безопасной работы в условиях потенциально взрывоопасных сред и на открытом воздухе в умеренном климате. Исполнение У3 указывает на возможность эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным климатом на открытых площадках. Взрывозащищенное исполнение обеспечивает локализацию или предотвращение воспламенения окружающей взрывоопасной газовой смеси (группы IIA, IIB, IIC по ГОСТ Р МЭК 60079-0) или горючей пыли (группы IIIA, IIIB, IIIC).
Расшифровка маркировки и обозначений
Полное обозначение двигателя включает серию, габарит, исполнение по взрывозащите и климатику. Например: АИМ 180 M4 У3 Взрывозащита 1ExdIIBT4 Gb X. Расшифровка:
- АИМ – Асинхронный Интерэлектродвигатель Модернизированный (общепромышленная серия).
- 180 – Высота оси вращения в мм (габарит).
- M4 – Установочный размер по длине (S, M, L) и число полюсов (2, 4, 6, 8 и т.д.).
- У3 – Климатическое исполнение для работы на открытом воздухе в умеренном климате.
- 1ExdIIBT4 Gb – Уровень взрывозащиты. Расшифровывается:
- 1 – Уровень защиты (оборудование с повышенной надежностью против взрыва).
- Ex – Знак взрывозащищенного оборудования.
- d – Вид взрывозащиты – «взрывонепроницаемая оболочка» (flameproof enclosure).
- IIB – Подгруппа взрывоопасной смеси (этилен).
- T4 – Температурный класс, определяющий максимальную температуру поверхности двигателя (не выше 135°C).
- Gb – Уровень защиты оборудования (очень высокий) для взрывоопасных газовых сред.
- Корпус и торцевые щиты: Изготавливаются из высокопрочного чугуна или литейных алюминиевых сплавов. Имеют массивные стенки и развитые ребра охлаждения. Фланцевые соединения выполняются с точными плоскостными или лабиринтными уплотнениями (фальц-стыки) с заданным зазором и длиной. Эти стыки, называемые «взрывонепроницаемыми», гасят пламя, выходящее из оболочки при внутреннем взрыве.
- Вал и подшипниковые узлы: Вал имеет повышенную жесткость. В местах выхода вала из корпуса устанавливаются маслоотражательные кольца и лабиринтные уплотнения для предотвращения выброса искр и горячих газов. Подшипниковые щиты также имеют усиленную конструкцию.
- Клеммная коробка: Выполняется как отдельная взрывонепроницаемая камера, соединенная с основной оболочкой двигателя также через взрывонепроницаемый стык. Это исключает попадание искр при коммутации в основную полость. Ввод кабеля осуществляется через специальные сальниковые вводы (кабельные гермовводы), обеспечивающие плотный обжим.
- Система охлаждения: Двигатели У3 имеют наружное обдуваемое исполнение (IC 411). Вентилятор и кожух вентилятора изготавливаются из материалов, не образующих искр при ударе (чаще всего из специальных пластмасс или сплавов). Входные и выходные жалюзи корпуса имеют конструкцию, исключающую прямой доступ пламени и обеспечивающую безопасное охлаждение.
- Защита от внешних воздействий: Климатическое исполнение У3 подразумевает защиту от атмосферных осадков, солнечной радиации, инея. Степень защиты оболочки обычно не ниже IP54, а часто IP55 или IP56, что означает защиту от пыли и струй воды.
- Нефтегазовая промышленность (буровые установки, насосные станции, компрессоры, заправочные терминалы).
- Химическая и нефтехимическая промышленность (реакторы, мешалки, циркуляционные насосы).
- Угольная промышленность и обогатительные фабрики (конвейеры, вентиляторы главного проветривания).
- Мукомольное, комбикормовое и сахарное производство (транспортеры, элеваторы, дробилки).
- Производство лакокрасочных материалов и растворителей.
Конструктивные особенности взрывозащищенных двигателей У3
Конструкция двигателей У3 с видом защиты «Exd» базируется на принципе взрывонепроницаемой оболочки. Все части, способные воспламенить смесь (искрящие щетки, контакты, обмотки с рабочей температурой), заключены в корпус, выдерживающий давление взрыва внутри него и предотвращающий передачу взрыва во внешнюю среду.
Области применения и классификация по зонам
Двигатели У3 применяются в отраслях, где технологические процессы связаны с выделением горючих газов, паров и пыли. Основные области:
Соответствие зонам взрывоопасности согласно Техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 012/2011:
| Уровень защиты двигателя (Ex-маркировка) | Применимость для взрывоопасных зон по газу (ГОСТ Р МЭК 60079-10-1) | Применимость для взрывоопасных зон по пыли (ГОСТ Р МЭК 60079-10-2) |
|---|---|---|
| 1ExdIIBT4 Gb | Зона 1, Зона 2 | Не предназначен для пыли |
| 1ExdIICT4 Gb | Зона 1, Зона 2 (включая водород и ацетилен) | Не предназначен для пыли |
| 1ExtD A21 IP66 T130°C Db | Не предназначен для газа | Зона 21, Зона 22 |
| 1ExdeIICT4 Gb / 1ExtD A21 IP66 T130°C Db | Зона 1, Зона 2 | Зона 21, Зона 22 |
Ключевые технические характеристики и особенности монтажа
При выборе и эксплуатации взрывозащищенных двигателей У3 необходимо учитывать ряд специфических параметров.
| Параметр | Описание и особенности для исполнения У3 |
|---|---|
| Мощность и КПД | Диапазон мощностей широк: от 0,25 кВт до нескольких сотен кВт. КПД взрывозащищенных двигателей, как правило, на 1-3% ниже, чем у общепромышленных аналогов из-за массивности конструкции и дополнительных потерь в уплотнениях. |
| Степень защиты IP | Обычно IP54, IP55, IP56. Цифра «5» или «6» критична для работы на открытом воздухе (У3) для защиты от струй воды и пыли. |
| Класс изоляции | Не ниже класса F (до 155°C), но рабочая температура ограничена температурным классом взрывозащиты (например, T4 – 135°C). Это создает запас термостойкости. |
| Режим работы | S1 (продолжительный) – основной. Возможны и другие режимы, но с учетом нагрева. |
| Монтажное исполнение | IM 1081 (лапы), IM 2081 (фланец), IM 3081 (лапы + фланец). Крепежные элементы должны быть затянуты с моментом, указанным в документации, для сохранения взрывонепроницаемости стыков. |
| Условия охлаждения | Допустимая температура окружающей среды от -40°C (реже -60°C) до +40°C. При температуре ниже -20°C часто требуется исполнение с подшипниковой смазкой для низких температур. |
Особенности монтажа и подключения: Монтаж должен исключать передачу вибрации от приводного механизма на двигатель. При подключении кабелей к клеммной коробке необходимо использовать только сертифицированные сальниковые вводы (гермовводы), соответствующие диаметру и типу кабеля. Сечение и тип кабеля должны соответствовать правилам ПУЭ для взрывоопасных зон. Заземление корпуса двигателя обязательно и должно быть надежным (сопротивление заземления не более 4 Ом). Запрещается любая модификация корпуса (сверление отверстий, удаление деталей) после получения с завода.
Техническое обслуживание и ремонт
Обслуживание взрывозащищенных двигателей имеет строгие ограничения. Ежедневный внешний осмотр, проверка температуры подшипников и корпуса, контроль вибрации, очистка наружных поверхностей от пыли и загрязнений – обязательные процедуры. Текущий ремонт (замена щеток в двигателях с фазным ротором, чистка внутренней полости) и капитальный ремонт (перемотка, замена подшипников, восстановление посадочных мест) должны проводиться только организациями, имеющими лицензию на ремонт взрывозащищенного оборудования и использующими оригинальные запасные части. После любого вскрытия взрывонепроницаемой оболочки необходимо проверить геометрию фальц-стыков, чистоту сопрягаемых поверхностей и затяжку крепежа динамометрическим ключом. Самовольный ремонт приводит к потере сертификата взрывозащиты и запрету эксплуатации.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение У3 от У2 и У1?
Исполнение У1 предназначено для работы в закрытых отапливаемых помещениях. У2 – для работы в закрытых неотапливаемых помещениях или под навесом. У3 – для работы на открытом воздухе. Основные отличия У3: усиленная защита от проникновения влаги и осадков (более высокая степень IP), стойкость лакокрасочного покрытия к ультрафиолету и перепадам температур.
Можно ли использовать двигатель 1ExdIIBT4 в зоне 0?
Нет, категорически запрещено. Оборудование с уровнем защиты «1» и видом «d» предназначено для зон 1 и 2. Для зоны 0, где взрывоопасная атмосфера присутствует постоянно или длительное время, требуется оборудование с уровнем защиты «0» и специальными видами защиты (например, искробезопасная цепь «ia»).
Что важнее при выборе: температурный класс T4 или группа IIB?
Оба параметра критичны и выбираются по условиям конкретной зоны. Сначала определяется группа взрывоопасной смеси (IIA, IIB, IIC). Двигатель должен иметь группу, соответствующую или более высокую (например, для смеси IIB подходит двигатель IIB или IIC). Затем проверяется, чтобы максимальная температура поверхности двигателя (указанная в T-классе) была ниже температуры самовоспламенения конкретной смеси минимум на 20-25% запаса.
Требуется ли специальный пускатель для взрывозащищенного двигателя У3?
Да, требуется. Сам по себе двигатель имеет взрывозащиту, но коммутационная аппаратура (пускатель, автомат, частотный преобразователь) также должна иметь соответствующий уровень взрывозащиты для данной зоны или быть вынесена за пределы взрывоопасной зоны. Часто используется схема с обычным пускателем, установленным в безопасном месте, и подключением к двигателю кабелем через барьер искробезопасности или с соблюдением требований к кабельным линиям для зон 1 и 2.
Как часто нужно проверять затяжку болтовых соединений на корпусе двигателя?
Периодичность проверки определяется инструкцией по эксплуатации, но не реже одного раза в год или после каждого вскрытия. Проверка осуществляется динамометрическим ключом с усилием, указанным в паспорте двигателя. Ослабление затяжки нарушает взрывонепроницаемость фланцевых соединений.
Можно ли надеть на двигатель У3 дополнительный кожух для защиты от грязи?
Любое изменение условий охлаждения и теплоотвода запрещено без согласования с заводом-изготовителем. Установка кожуха может привести к перегреву двигателя выше допустимого температурного класса (T4, T5 и т.д.), что аннулирует взрывозащиту. Для работы в условиях сильного загрязнения следует изначально выбирать двигатель с требуемой степенью защиты IP и предусматривать регулярную очистку ребер охлаждения.