Электродвигатели взрывозащищенные У1
Электродвигатели взрывозащищенные У1: конструкция, применение и технические аспекты
Электродвигатели взрывозащищенные с климатическим исполнением У1 представляют собой специализированное электротехническое оборудование, предназначенное для безопасной работы в условиях потенциально взрывоопасных сред. Маркировка «У1» указывает на климатическое исполнение для умеренного климата (категория размещения 1 по ГОСТ 15150), что означает эксплуатацию на открытом воздухе. Взрывозащищенное исполнение регламентируется стандартами серии ГОСТ Р МЭК 60079 и ранее применявшимся ГОСТ Р 51330. Двигатели У1 являются базовым и широко распространенным типом в линейке взрывозащищенного оборудования для умеренных климатических зон.
Классификация и маркировка взрывозащиты
Взрывозащита электродвигателей У1 обеспечивается совокупностью конструктивных мер, исключающих воспламенение окружающей горючей атмосферы. Основные виды взрывозащиты, применяемые для асинхронных электродвигателей:
- Взрывонепроницаемая оболочка (маркировка «Ex d»): Наиболее распространенный тип. Корпус двигателя обладает повышенной механической прочностью и способен выдержать внутренний взрыв горючей смеси, не разрушившись и не передав пламя во внешнюю среду через фланцевые соединения («охлажденные» щели).
- Искробезопасная электрическая цепь (маркировка «Ex i»): Применяется для двигателей малой мощности или в цепях управления и датчиков. Энергия в цепи ограничена до уровня, недостаточного для воспламенения конкретной горючей смеси.
- Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением (маркировка «Ex p»): Внутренняя полость двигателя заполняется чистым воздухом или инертным газом под давлением, предотвращая попадание горючей смеси внутрь.
- Масляное заполнение оболочки (маркировка «Ex o»): Токоведущие части погружены в масло, исключающее воспламенение.
- Уровень взрывозащиты (Ex).
- Вид взрывозащиты (d, i, p, o и др.).
- Группу взрывоопасной смеси, для которой предназначено оборудование (IIA, IIB, IIC — для газов; IIIA, IIIB, IIIC — для пыли).
- Температурный класс (T1…T6), определяющий максимальную температуру поверхности двигателя.
- Корпус: Изготавливается из высокопрочного чугуна или алюминиевых сплавов с толщиной стенок, рассчитанной на давление внутреннего взрыва. Фланцевые соединения статора с корпусом, подшипниковых щитов и коробки выводов выполняются с лабиринтными уплотнениями (огнепреграждающими щелями) строго регламентированной длины и зазора.
- Коробка выводов (барокамера): Отдельная, изолированная от внутренней полости статора взрывонепроницаемая камера для соединения кабелей. Имеет собственную крышку с уплотнением и, как правило, увеличенные размеры для удобства монтажа.
- Вал: На выходе вала устанавливается лабиринтное уплотнение или маслосъемное кольцо для предотвращения выброса искр и горячих частиц из подшипникового узла.
- Вентилятор и кожух: Вентилятор выполняется из материалов, искробезопасных при соударении (чаще всего из специальных пластиков, например, стеклонаполненного полиамида). Кожух вентилятора имеет развитое оребрение для улучшенного теплоотвода, так как взрывозащищенный корпус имеет худшие условия охлаждения.
- Термозащита: Обязательное оснащение встроенными термопреобразователями сопротивления (например, Pt100) или термореле (термоконтактами) для контроля температуры обмоток статора и защиты от перегрева.
- Краска и покрытия: Применяются специальные лакокрасочные покрытия, стойкие к агрессивным средам и не вызывающие электростатических зарядов.
- Нефтегазовая промышленность: буровые установки, насосные станции, компрессоры, технологические линии на НПЗ.
- Химическая и нефтехимическая промышленность: производство и транспортировка легковоспламеняющихся веществ.
- Угольная промышленность: углеобогатительные фабрики, участки с наличием угольной пыли.
- Мукомольное и комбикормовое производство: помещения с высокой концентрацией горючей пыли.
- Производство лакокрасочных материалов, целлюлозно-бумажные комбинаты.
- Монтаж: При установке необходимо обеспечить сохранность взрывозащитных щелей. Запрещается затягивать крепежные болты с усилием, превышающим указанное в паспорте, чтобы не деформировать фланцы. Кабельный ввод в коробку выводов должен осуществляться через специальные взрывозащищенные сальники (кабежные вводы), соответствующие типу кабеля и маркировке взрывозащиты.
- Электрические соединения: В коробке выводов необходимо обеспечить надежный контакт и, согласно ПУЭ, заземление корпуса двигателя. Цепи термозащиты должны быть подключены к системе управления для аварийного отключения при перегреве.
- Техническое обслуживание (ТО): Включает регулярную очистку корпуса от пыли и загрязнений для обеспечения нормального охлаждения. Особое внимание уделяется состоянию лабиринтных уплотнений вала и вентилятора. При ремонте, связанном с вскрытием взрывонепроницаемой оболочки, необходимо после его завертия проверить зазоры в щелях фланцевых соединений специальным щупом. Перемотка статора должна производиться с использованием материалов (лаков, проводов), указанных в технической документации завода-изготовителя.
- Хранение: Для двигателей У1, предназначенных для хранения, необходимо соблюдать условия по влажности и температуре, указанные в ГОСТ 15150. Длительное хранение требует консервации.
- Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах».
- ГОСТ Р 51330 (серия стандартов по взрывозащите).
- ГОСТ Р МЭК 60079 (серия международных стандартов, гармонизированных с российскими).
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ, Глава 7.3).
Полная маркировка взрывозащищенного двигателя У1 включает в себя:
Пример маркировки: 1ExdIIBT4 У1. Это означает: взрывозащищенный двигатель с взрывонепроницаемой оболочкой, для сред с газом группы IIB (пропан, этилен), с температурным классом T4 (макс. температура поверхности 135°C), климатическое исполнение У1.
Конструктивные особенности двигателей У1
Конструкция двигателей У1 с видом защиты «Ex d» имеет ряд отличий от общепромышленных моделей:
Области применения и условия эксплуатации
Двигатели У1 применяются во взрывоопасных зонах классов 1 и 2 по ПУЭ (зоны B-I, B-Ia, B-Iб, B-Iг для газов и B-II, B-IIa для пыли). Типичные объекты использования:
Технические характеристики и сравнительные таблицы
Основные параметры взрывозащищенных двигателей У1 соответствуют ряду общепромышленных аналогов (АИР, 5АМ и др.), но с поправкой на взрывозащиту.
Таблица 1. Соответствие температурного класса (T) максимальной температуре поверхности
| Температурный класс | Максимальная температура поверхности, °C |
|---|---|
| T1 | 450 |
| T2 | 300 |
| T3 | 200 |
| T4 | 135 |
| T5 | 100 |
| T6 | 85 |
Таблица 2. Примерные габаритно-присоединительные размеры и масса двигателей серии АИМ (взрывозащищенных) У1
| Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | Габарит (высота оси вращения), мм | Приблизительная масса, кг | Степень защиты IP |
|---|---|---|---|---|
| 5,5 | 3000 | 132S | 70-85 | IP55 / IP54 |
| 15,0 | 1500 | 160S | 150-170 | IP55 / IP54 |
| 37,0 | 1000 | 200L | 350-400 | IP55 / IP54 |
| 75,0 | 3000 | 280S | 650-750 | IP55 / IP54 |
Примечание: Масса взрывозащищенного двигателя на 15-25% выше массы общепромышленного аналога той же мощности из-за усиленного корпуса.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж и обслуживание двигателей У1 должны проводиться персоналом, имеющим соответствующую квалификацию и допуск к работе со взрывозащищенным оборудованием.
Нормативная база и сертификация
Производство и поставка взрывозащищенных электродвигателей У1 в РФ требуют обязательной сертификации. Основные нормативные документы:
Каждый двигатель должен иметь паспорт с отметкой органа по сертификации и знак соответствия ЕАС с указанием кода взрывозащиты.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение У1 от У2 или У3?
Цифра после «У» обозначает категорию размещения по ГОСТ 15150. У1 — для работы на открытом воздухе. У2 — для помещений без искусственного регулирования климатических условий (где колебания температуры и влажности меньше, чем на улице). У3 — для закрытых отапливаемых помещений с естественной вентиляцией. Двигатели У1 имеют более стойкое к коррозии покрытие и рассчитаны на более широкий диапазон температур.
Можно ли заменить взрывозащищенный двигатель У1 на общепромышленный в цеху, где есть временные выделения горючих паров?
Нет, категорически запрещено. Класс взрывоопасной зоны определяется проектом и не зависит от «временности» выделений. Использование оборудования без соответствующего уровня взрывозащиты в таких зонах является грубейшим нарушением правил безопасности и может привести к аварии.
Как правильно подобрать температурный класс двигателя?
Температурный класс двигателя (T4, T5 и т.д.) должен быть выше температуры самовоспламенения горючего вещества, присутствующего в окружающей среде. Данные по температуре самовоспламенения веществ приведены в справочниках. Для большинства распространенных газов (пропан, метан) достаточно класса T3 или T4. Для более легковоспламеняющихся веществ (водород, сероуглерод) требуется T5 или T6.
Требуется ли специальный пускатель для управления взрывозащищенным двигателем У1?
Сам двигатель с видом защиты «Ex d» не предъявляет специальных требований к пускателю по взрывозащите, так как силовые цепи находятся внутри взрывонепроницаемой оболочки. Однако, если пускатель или устройства управления (кнопки, датчики) установлены во взрывоопасной зоне, они сами должны иметь соответствующий уровень взрывозащиты (например, «Ex d», «Ex e» или «Ex i» для искробезопасных цепей).
Что делать, если повреждена краска на корпусе взрывозащищенного двигателя?
Поврежденное лакокрасочное покрытие необходимо восстановить в кратчайшие сроки. Для покраски следует использовать только краски, рекомендованные заводом-изготовителем двигателя, которые не влияют на теплоотдачу и не создают электростатических зарядов. Запрещается использовать произвольные краски.
Как часто нужно проверять зазоры во фланцевых соединениях (огнепреграждающих щелях)?
Проверка зазоров щелей с помощью калиброванных щупов должна проводиться при каждом плановом ремонте, связанном с разборкой корпуса (например, замена подшипников), а также в случае механического воздействия на корпус (удар, вибрация). Результаты проверки заносятся в журнал ремонта.
Заключение
Электродвигатели взрывозащищенные У1 являются критически важным оборудованием для обеспечения безопасности и бесперебойности технологических процессов во взрывоопасных производствах. Их правильный выбор, основанный на анализе зоны, группы и температурного класса взрывоопасной смеси, грамотный монтаж и строгое соблюдение регламентов технического обслуживания являются обязательными условиями эксплуатации. Понимание конструктивных особенностей и нормативной базы позволяет специалистам энергетического и технического профиля эффективно применять данный тип двигателей, минимизируя риски и обеспечивая долгий срок службы оборудования.