СХЕМА МЭК ПО СЕРТИФИКАЦИИ В СООТВЕТСТВИИ СО СТАНДАРТАМИ

Ex/OD020/V1
Март 2005
СХЕМА МЭК ПО СЕРТИФИКАЦИИ В СООТВЕТСТВИИ СО СТАНДАРТАМИ
БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ
ВЗРЫВООПАСНЫХ СРЕД (СХЕМА МЭКЕХ)
Рабочий документ No Ex/OD020
Название
Руководство по отбору образцов электродвигателей Группы I Ex d для
испытаний как представительных образцов серии для сертификации
Введение
В настоящем Рабочем Документе содержится руководство для ЕхИЛ и
ЕхСО по отбору образцов
электродвигателей Группы I Ex d как
представительных образцов серии в целях сертификации. Этот РД
создан на основе
ранее проведенной работы
и дискуссий на
заседаниях МЭКЕх в 2004г. в г. Брдо (см. Протокол заседания
ExTAG/69A/RM).
Предполагается, что подобный документ может быть подготовлен для
отбора образцов электродвигателей Группы II Ex d.
История документа
Дата
Краткое изложение
2005 03
Первый выпуск (Вариант 1)
Контактная информация:
IECEx Secretariat
286 Sussex Street
Sydney NSW 2000
Australia
Тел.: +61 2 8206 6940
Факс: +61 2 8206 6272
Email: chris.agius@iecex.com
Web: www.iecex.com
Стр. 1 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
Рабочий Документ
Руководство по отбору образцов электродвигателей Группы I
Ex d для испытаний как представительных образцов серии
для сертификации
1. Область действия
В данном документе рассматривается метод отбора
электродвигателей Группы I Ex d для сертификации.
образцов
2. История вопроса
Часто
изготовителю
необходимо
сертифицировать
электродвигателей, а не отдельные электродвигатели.
серию
Однако в серии электродвигателей может быть значительный разброс
параметров, включая:













Размер корпуса
Номинальную мощность
Скорость/Число полюсов
Длину сердечника
Воздушный зазор
Размер распределительной коробки (коробок), монтаж и число
входов
Устройства
соединения
между
электродвигателями
и
распределительной коробкой
Методы выполнения конструкции и прочность
Использование литья или других методов для выполнения
конструкции
Монтажные устройства (например, кронштейн или фланец)
Уплотнения вала
Охлаждение – воздушное или водяное
Использование принадлежностей, например, нагревателей,
тепловых датчиков и датчиков вибрации.
Стр. 2 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
Метод выбора образцов электродвигателей для испытаний должен
учитывать указанные выше факторы и то, как они могут влиять на
соответствие стандартам по взрывозащите (в основном, IEC 60079-0 и 1 или эквивалентные).
3. Дискуссия
Очень важный вопрос при выборе образцов электродвигателей для
испытаний – учет того, как изменения могут влиять на возможность
экстраполировать или интерполировать результаты для других
электродвигателей ряда.
При выполнении указанного выше процесса необходимо рассматривать
только те характеристики, которые влияют на взрывозащищенность
электрооборудования.
Двигатели Группы I обычно имеют прочную конструкцию, и в качестве
основных конструкционных материалов используются сталь или чугун.
Следовательно, рассмотрение требований к пластмассам, вероятно,
должно ограничиться материалами, используемыми внутри конструкции.
Кроме того, способность оболочек выдерживать испытание на удар
обычно не является проблемой.
Необходимо рассмотреть 4 основных вопроса:
a. Обеспечение того, чтобы электродвигатели соответствовали
требованиям стандартов к конструкции, особенно требованиям к
взрывонепроницаемым соединениям.
b. Определение давления взрыва и использование этих данных в
качестве исходных для испытания способности электродвигателя
выдерживать давление.
c. Проверка способности электродвигателей выдержать испытание на
нераспространение внутреннего горения.
d. Обеспечение того, чтобы максимальная температура поверхности
для Группы I (150oC) не превышалась и выполнялись другие
требования к температурным испытаниям.
Стр. 3 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
Все эти вопросы более подробно рассмотрены ниже.
3.1. Требования к конструкции
Требования
к
конструкции,
включая
любые
требования
соответствующих стандартов, должны быть ясно детализированы на
чертежах для всей серии.
Электродвигатели, на которые эти
требования
распространяются,
должны
быть
ясно
идентифицированы с указанием любых изменений, которые
происходят при изменении размера двигателя. Необходимо показать
все варианты. Все вопросы, перечисленные в разделе «История
вопроса» настоящего документа, должны быть охвачены.
3.2. Способность выдерживать давление
Это может быть сложное испытание для взрывозащищенных
электродвигателей. Два основных фактора, которые будут влиять на
давления, достигаемые
во время испытания по определению
давления в присутствии метана - это объем газа и накопление
давления.
Многие изменения, которые могут иметь место в серии
электродвигателей, будут оказывать влияние на первый или второй
фактор. Изготовитель электродвигателя должен иметь возможность
выполнить расчет внутреннего объема для любой конкретной
конфигурации. Однако для электродвигателей почти невозможно
определить, будет ли происходить накопление давления, или принять
меры, чтобы гарантированно не допустить накопления давления. Для
многих других оболочек можно обеспечить такое размещение
оборудования, чтобы не создавались суженные участки, и таким
образом исключить условия накопления давления. Это невозможно
для электродвигателей из-за их внутренней конструкции, в частности,
из-за присутствия воздушных зазоров.
Независимо от того, изолирована или нет соединительная коробка от
электродвигателя, оболочка может
оказывать
наиболее
значительное влияние на исходное давление, и не всегда возможно
обеспечить эту изоляцию.
Стр. 4 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
Поэтому будет разумно исходить из того, что накопление давления
возможно. В связи с этим предлагается использовать наиболее
неблагоприятные значения, полученные при испытании под
давлением образцов из серии для всех электродвигателей для
испытания избыточным давлением. Более того, особенно если
электродвигатели проходят контрольные испытания давлением,
следует применять наиболее неблагоприятное значение по
результатам испытания в присутствии метана.
В качестве примера наиболее неблагоприятного значения давления в
стандарте IEC 60079-1 приводится испытательное давление 10 бар
(1,000 кПа) для случаев, когда испытание невозможно. Результаты
поиска в Интернет показывают, что для метана могут быть возможны
значения давления до 8,1 бар (810 кПа). Таким образом, при
применении коэффициента безопасности 1,5, контрольное испытание
избыточным давлением при 1215 кПа может быть более
консервативным методом.
Исключение из вышесказанного могут представлять случаи, когда
вентиляционные каналы проходят через статор и/или ротор, или даже
приварены с внешней стороны к основному каркасу. Согласно
информации, полученной от испытательных органов, давление
взрыва в таких устройствах для электродвигателей Группы I
составляет порядка 20 бар, и 40 бар для подгруппы IIB. Согласно
имеющемуся
опыту,
подобное
давление
создается
в
электродвигателе Группы I с длинными кабельными каналами.
Другой вопрос, который необходимо рассмотреть – способность
электродвигателя в любой конфигурации выдерживать давление.
Поскольку мы имеем дело с оборудованием, которое обычно бывает
прочным, наиболее вероятное изменение, которое будет влиять на
прочность - это количество кабельных вводов.
Маловероятно, что это будет проблемой, если все электродвигатели
проходят контрольное испытание под давлением,
и если нет
последующих изменений, которые необходимо включить в
Сертификат.
Стр. 5 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
Однако в 2-х случаях желательно испытать изделие при самой
неблагоприятной конфигурации кабельных вводов. Первый случай –
когда проведено испытание типа при 4-х кратном избыточном
давлении и, таким образом, контрольное испытание не проводится.
Второй случай – это ситуация, когда заказчику могут потребоваться
дополнительные кабельные вводы. Если дополнительные кабельные
вводы предусмотрены в Сертификате, тогда соответствующим
образом аккредитованная ремонтная мастерская может добавить
дополнительный ввод. В обоих случаях мы имеем в виду испытание
типа, а не контрольное испытание.
3.3. Передача пламени
Должны испытываться представительные конфигурации каждого типа
взрывонепроницаемого соединения. Отказы оболочек при этом
испытании бывают редко. Следовательно, развернутое испытание
образцов из всей серии не является необходимым, однако испытание
должно охватывать ожидаемые худшие случаи.
Подготовка должна включать:

Удаление смазки и уплотнений с подшипников на стороне
привода вала электродвигателя, если они каким-либо образом
могут повлиять на испытание на передачу пламени.

В зависимости от конструкции взрывонепроницаемого
соединения
в
данной
группе
образцов,
одно
взрывонепроницаемое соединение может быть механически
обработано, чтобы его конструкция была, как в другом
электродвигателе, отличающемся от испытываемого.

Всегда необходима инженерная оценка при выборе
местоположения
свечи
зажигания,
но
как
минимум
воспламенение должно происходить как на приводной , так и
на неприводной стороне электродвигателя. Опыт показывает,
что
распространение
пламени
через
конкретное
взрывонепроницаемое соединение наиболее вероятно, когда
свеча
зажигания
находится
вблизи
этого
Стр. 6 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
взрывонепроницаемого
соединения,
если
только
при
размещении свечи зажигания в другом месте значения
давления в этом взрывонепроницаемом соединении не будут
так высоки, что в результате этого произойдет динамическая
деформация взрывонепроницаемого соединения с передачей
пламени.
3.4. Испытание на нагрев
Должны отбираться образцы электродвигателей из всей серии, и
либо испытываться испытательным органом, являющимся третьей
стороной, либо их испытания должны осуществляться под контролем
этого органа на предприятии изготовителя.
Для этих испытаний следует выбирать образец корпуса размерa,
близкого к самому большому, и образец корпуса, близкий по размеру
к самому малому,
а также один или несколько образцов
промежуточных размеров. По возможности образец для испытаний
должен иметь самую большую мощность для данного размера
корпуса и самую высокую скорость.
При условии, что результаты испытаний будут удовлетворительными,
можно принять данные изготовителя для испытаний на других
двигателях этой серии. Для этого испытательные приспособления
изготовителя должны быть оценены как приемлемые испытательным
органом и связанным с ним органом по сертификации. Оценка
может выполняться инспектированием или на основе признанной
аккредитации.
Если
используются
приводы
с
переменным
напряжением
и
переменной частотой, сценарии испытаний должны быть согласованы
с испытательными органами и органами по сертификации. Вероятно,
потребуется использовать какой-то вид тепловой защиты
и
проверить в процессе испытаний.
3.5. Выбор электродвигателей
Количество образцов, выбираемых для испытаний органом по
сертификации или испытательным органом, будет зависеть от
Стр. 7 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
указанных выше 4-х важных факторов, но как минимум необходимо
отобрать один электродвигатель с размерами, близкими к нижним
размерам ряда, и один электродвигатель с размерами, близкими к
верхним размерам ряда.
В зависимости от размера ряда и
колебаний размеров, еще один или более электродвигателей
необходимо выбрать из остального ряда. Обычно отбирают каждый
вариант размера корпуса.
Следует пытаться максимально увеличить свободный внутренний
объем для конкретных размеров взрывонепроницаемого соединения.
В
большинстве
серий
электродвигателей
используются
взрывонепроницаемые соединения похожих размеров для нескольких
размеров корпуса. Для испытаний на распространение пламени
рекомендуется выбирать электродвигатель с самым большим
корпусом, при этом необходимо попросить изготовителя подготовить
образец для испытаний с самой малой длиной щели, самой большой
шириной щели и минимальным числом полюсов (обычно два) для
максимального
увеличения
внутреннего
объема.
Щели
взрывонепроницаемого соединения должны быть обработаны и
иметь размеры не менее, чем 90% от максимальной расчетной
ширины щели
и не более чем 115% от расчетной минимальной
длины.
Электродвигатель для испытаний может отличаться от стандартного
выпускаемого изделия, чтобы сочетать в одной конструкции все эти
параметры. Использование
2-х полюсного вспомогательного
электродвигателя может исключить необходимость перемотки 2-х
полюсного испытываемого электродвигателя.
В качестве последующей проверки для не испытанных размеров
корпусов или конфигураций возможно применение расчетов
прочности, например, по методике, разрешенной UL Standard для
электродвигателей.
4. Документация для сертификации
Очень важно, чтобы документация для сертификации ясно определяла
серию электродвигателей, на которую она распространяется,
Стр. 8 из 9
Ex/OD020/V1
Март 2005
конструкцию электродвигателей и все
варианты, включая
принадлежности, например, нагреватели.
Некоторые органы по
сертификации
предпочитают
сужать
серии
и
ограничивать
конструкционные характеристики, чтобы гарантировать однозначность
информации. Во многих случаях хорошая система идентификации
изделий изготовителем может оказать в этом помощь.
Очень важно с самого начала знать, где производится каждая серия
изделий, чтобы гарантировать применение соответствующих проверок и
ревизий.
Стр. 9 из 9