24 Контрольные проверки и испытания, выполняемые изготовителем

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(обязательное)

Ех-кабельные вводы

B.1 Общие положения

Настоящее приложение устанавливает общие требования по конструированию, испытанию и маркировке Ех-кабельных вводов и может быть дополнено или изменено стандартами (см. раздел 1).

Примечание - Максимальный диаметр кабеля, на который рассчитан кабельный ввод, устанавливается изготовителем. Потребитель должен гарантировать, что минимальные размеры выбранного им для использования в уплотнении кабеля, учитывая допуски, равны или превышают установленные изготовителем значения.

В.2 Требования к конструкции

В.2.1 Уплотнение кабеля

Уплотнение кабеля в кабельном вводе должно обеспечиваться одним из следующих способов (см. рисунок B.1):

- эластомерным уплотнительным кольцом;

- металлическим или составным уплотнительным кольцом;

- герметизацией компаундом.

Уплотнение кабеля может быть выполнено из одного материала или из комбинации материалов и должно соответствовать форме применяемого кабеля.

Примечания

1 При выборе материалов для металлических или составных уплотнительных колец следует обратить внимание на примечание к 6.1.

2 Вид взрывозащиты оболочки может зависеть также от внутренней конструкции кабеля.

1 - уплотнительное кольцо; 2 - корпус ввода; 3 - нажимная деталь; 4 - кабель;

5 - герметизирующий компаунд; 6 - уплотнение; 7 - деталь, фиксирующая компаунд

Рисунок B.1 - Иллюстрация к терминам, употребляемым для кабельных вводов

В.2.2 Материалы

В.2.2.1 Требования к материалам, изложенные в 7.3 в части электростатических зарядов, применяют только для наружных частей кабельных вводов.

В.2.2.2 Эластомерное уплотнителъное кольцо должно выполняться из материалов, которые удовлетворяют типовым испытаниям на стойкость к старению в соответствии с В.3.3.

В.2.2.3 Материалы, используемые в качестве герметизирующих компаундов, должны отвечать требованиям раздела 12 настоящего стандарта.

В.2.3 Приспособления для закрепления

В.2.3.1 Кабельные вводы должны обеспечивать закрепление кабеля с целью предотвращения растягивающих усилий и скручиваний, действующих на кабель в местах присоединения его жил к присоединительным контактным зажимам. Такое закрепление может обеспечиваться устройством, уплотнительным кольцом или герметизирующим компаундом. Любое принятое закрепляющее устройство должно обеспечивать выполнение требований при соответствующих испытаниях по В.3.

В случае небронированного кабеля эту функцию может выполнять также или уплотнительное кольцо, или герметизирующий компаунд.

В.2.3.2 Кабельные вводы группы II без закрепляющих устройств могут рассматриваться как отвечающие требованиям настоящего приложения, если они выдерживают испытания на закрепление кабеля, проводимые с уменьшенными на 25 % нагрузками, указанными в В.3. В сопроводительной документации должно быть указано, что такие кабельные вводы могут применяться только в стационарном оборудовании группы II и что потребитель должен обеспечить адекватное закрепление кабеля. Такие кабельные вводы должны маркироваться знаком X.

В.2.4 Кабельный ввод

В.2.4.1 Кабельные вводы не должны иметь острых краев, способных повредить кабель.

В.2.4.2 В случае гибких кабелей, место ввода должно обеспечиваться скругленными краями на угол не менее 75° с радиусом скругления R, равным не менее 1/4 диаметра максимального допущенного для этого кабельного ввода, но не более 3 мм (см. рисунок В.2).

Рисунок В.2 - Скругление кромок в месте ввода гибкого кабеля

В.2.5 Кабельные вводы должны конструироваться таким образом, чтобы после установки они могли быть ослаблены или демонтированы только с помощью инструмента.

В.2.6 Средства крепления кабельных вводов к оболочкам электрооборудования должны обеспечивать сохранность кабельного ввода, когда приспособления для закрепления подвергаются механическим и на стойкость к удару испытаниям по В.3.

В.2.7 Кабельные вводы в сборе с оболочкой должны обеспечивать требуемую защиту от внешних воздействий. Метод испытаний изложен в В.3.

В.3 Испытания

В.3.1 Испытания закрепления небронированных кабелей и кабелей с оплеткой

В.3.1.1 Кабельные вводы с закреплением посредством уплотнительного кольца

Испытания закрепления кабеля должны проводиться с использованием для каждого типа кабельного ввода двух уплотнительных колец:

- одно кольцо - для ввода кабеля наименьшего допустимого размера;

- другое кольцо - для ввода кабеля наибольшего допустимого размера.

В случае эластомерных уплотнительных колец для круглых кабелей, каждое кольцо монтируют на чистой сухой полированной цилиндрической оправке из мягкой стали, диаметр которой равен наименьшему диаметру вводимого в кольцо кабеля, указанному изготовителем кабельного ввода.

Для некруглых кабелей кольцо должно монтироваться на образце чистого сухого кабеля, размеры которого равны размерам, установленным изготовителем кабельного ввода.

В случае металлических уплотнительных колец, каждое кольцо монтируют на образце чистого сухого кабеля диаметром, равным наименьшему допустимому диаметру кабеля, вводимого в кольцо по предписаниям изготовителя кабельного ввода.

Уплотнительное кольцо в сборе с оправкой или кабелем, в зависимости от принятого варианта, устанавливают в кабельном вводе. Затем к винтам (в случае нажимного фланца с винтами) или к гайке (в случае нажимной гайки) прикладывают крутящий момент для сжатия уплотнительного кольца до такой степени, чтобы предотвращалось выскальзывание оправки или кабеля при приложении к ним усилия в ньютонах, равного:

20-кратному значению (в миллиметрах) диаметра оправки или кабеля, если кабельный ввод сконструирован для круглого кабеля,

6-кратному значению (в миллиметрах) периметра кабеля, когда кабельный ввод сконструирован для некруглых кабелей.

Условия испытаний и критерии оценки результатов испытаний приведены в В.3.1.4.

Примечание - Значения упомянутого выше крутящего момента могут быть определены экспериментально до испытаний или сообщены изготовителем кабельного ввода.

В.3.1.2 Кабельные вводы с закреплением посредством герметизирующего компаунда

Испытания закрепления кабеля должны проводиться с использованием двух образцов чистого сухого кабеля:

- один образец - с размерами, равными наименьшему размеру допущенного к применению в этом вводе кабеля;

- другой образец - с размерами, равными наибольшему размеру допущенного к применению кабеля.

Герметизирующий компаунд, подготовленный в соответствии с предписаниями изготовителя кабельного ввода, заделывают в имеющееся пространство. Испытания ввода проводят после того, как компаунд затвердеет.

Герметизирующий компаунд, должен предотвращать выдергивание кабеля при приложении к нему усилия в ньютонах, равного:

20-кратному значению диаметра (в миллиметрах) образца кабеля, если кабельный ввод сконструирован для круглого кабеля;

6-кратному значению (в миллиметрах) периметра кабеля, если кабельный ввод сконструирован для некруглого кабеля.

Условия испытаний и критерии оценки результатов испытаний см. в В.3.1.4.

B.3.1.3 Кабельные вводы с закреплением посредством устройства

Испытание закрепления кабеля должно проводиться с использованием для каждого типа кабельного ввода закрепляющих устройств допущенных размеров.

Каждое устройство монтируют на образце чистого сухого кабеля, диаметр которого соответствует данному устройству и предписан изготовителем кабельного ввода. В случае кабелей некруглого сечения кольцо должно устанавливаться на оболочке образца сухого кабеля, размеры которого равны размерам, предписанным для использования с уплотнительным кольцом.

Устройство крепления кабеля и уплотнительное кольцо, размер которого равен размеру допущенного кабеля максимального размера, предписанного изготовителем кабельного ввода, монтируют затем в кабельном вводе; ввод после этого собирают со сжатием уплотнительного кольца и затяжкой закрепляющего устройства. Испытания проводят в соответствии с В.3.1.1.

B.3.1.4 Испытание на растяжение

Подготовленный образец монтируют на разрывной испытательной машине и к нему прикладывают постоянное растягивающее усилие, равное по величине определенному выше, в течение 6 ч. Испытание проводят при окружающей температуре (20 ± 5) °С.

Закрепление, обеспечиваемое уплотнительным кольцом, герметизирующим компаундом или закрепляющим устройством, считают приемлемым, если выскальзывание оправки или образца кабеля не превышает 6 мм.

B.3.1.5 Механическая прочность

После испытания на растяжение кабельный ввод снимают с разрывной машины и подвергают последующим испытаниям и проверкам, приведенным ниже.

B.3.1.5.1 В случае кабельных вводов с закреплением посредством уплотнительного кольца или закрепляющего устройства, винты или гайки (в зависимости от варианта) подвергают испытаниям на механическую прочность крутящим моментом, который в 1,5 раза превышает величину момента закручивания, необходимого для предотвращения выскальзывания кабеля. Кабельный ввод затем разбирают, а его детали проверяют. Механическую прочность кабельного ввода считают достаточной, если отсутствуют деформации, нарушающие вид взрывозащиты. Какие-либо деформации уплотнительных колец не принимают во внимание.

Если кабельные вводы изготавливают из пластмассовых материалов, а предписанный испытательный крутящий момент не может быть достигнут из-за пластических деформаций резьбы и в то же время отсутствуют видимые повреждения, кабельный ввод считают выдержавшим испытание.

В.3.1.5.2 В случае кабельных вводов с закреплением герметизирующим компаундом, сальник разбирают, насколько это возможно, без повреждения герметизирующего компаунда. При проверке не должно быть обнаружено физических или видимых повреждений в заполняющем компаунде, которые могли бы нарушить принятый вид взрывозащиты.

В.3.2 Испытания закрепления бронированных кабелей

В.3.2.1 Испытания закрепления, когда броня закрепляется устройством, расположенным на самом сальнике

В.3.2.1.1 Испытания должны проводиться с использованием для каждого размера кабельного ввода образца бронированного кабеля наименьшего предписанного размера.

Образец бронированного кабеля монтируют в закрепляющем устройстве кабельного ввода. Затем прикладывают крутящий момент к болтам (в случае фланцевого нажимного устройства) или к гайке (в случае резьбовых закрепляющих устройств) с целью зажатия закрепляющего устройства и предотвращения выскальзывания брони, когда прикладывают усилие в ньютонах, равное:

80-кратному значению (в миллиметрах) диаметра кабеля по броне для группы I;

20-кратному значению (в миллиметрах) диаметра кабеля по броне для группы II.

Примечание - Значения крутящего момента, упомянутые выше, могут быть определены до экспериментальных испытаний, или они могут быть представлены изготовителем кабельного ввода.

В.3.2.1.2 Испытание на растяжение

Подготовленный образец монтируют на разрывной машине и к нему прикладывают усилие, равное определенному выше, в течение (120 ± 10) с.

Испытание проводят при окружающей температуре (20 ± 5) °С.

Закрепление, обеспечиваемое закрепляющим устройством, считают достаточным, если выскальзывание брони практически равно нулю.

В.3.2.1.3 Механическая прочность

После монтажа болтов и гаек они должны быть затянуты крутящим моментом, в 1,5 раза превышающим значения по В.3.2.1.1, после чего кабельный ввод разбирают. Механическую прочность считают достаточной, если не обнаружены какие-либо деформации, нарушающие вид взрывозащиты.

В.3.2.2 Испытания закрепления, когда броня не закрепляется устройством на самом сальнике

Кабельный ввод должен рассматриваться как предназначенный для ввода небронированных кабелей по В.3.1.

В.3.3 Испытания на старение материалов, используемых для эластомерных уплотнительных колец

Материал, применяемый для изготовления уплотнительных колец, подготавливают в виде испытательных образцов в соответствии с ГОСТ 20403 и ИСО 1818 [4]. Твердость образцов определяют в соответствии с теми же стандартами при окружающей температуре.

Затем испытуемые образцы помещают в печь, в которой поддерживают температуру (100 ± 5) °С в течение 48 ч без перерывов. После этого образцы выдерживают 24 ч при окружающей температуре и затем помещают в холодильник, в котором поддерживают температуру (минус 20 ± 2) °С в течение 48 ч без перерывов; после чего их выдерживают не менее 24 ч при окружающей температуре. Затем снова определяют твердость.

В конце испытаний твердость, в единицах IRHD, указанная в приведенных выше нормативных документах, не должна отклоняться более чем на 20 % от твердости до старения.

Если кабельный ввод предназначен для применения при температуре более высокой, чем это оговорено в 16.8, испытания на старение должны проводиться при температуре, превышающей на (20 ± 5) °С максимальную заявленную рабочую температуру. Если кабельный ввод предназначен для применения при температуре ниже минус 20 °С, испытание в холодильнике должно проводиться при самой низкой заявленной рабочей температуре с отклонением ±2 °С.

В.3.4 Испытание на стойкость к удару

Испытание должно проводиться с учетом соответствующих требований 23.4.3. Кабельный ввод должен испытываться с введенным кабелем наименьшего предписанного размера.

Для целей испытания кабельный ввод закрепляют в жестко смонтированной стальной плите или монтируют точно так, как это предписывает изготовитель кабельного ввода. Крутящий момент, прикладываемый к резьбовым крепежным элементам кабельного ввода, должен выбираться в соответствии с В.3.1.5 или В.3.2.1.1.

В.3.5 Испытание степени защиты кабельных вводов

Испытание должно проводиться в условиях, оговоренных в ГОСТ 14254, с использованием кабельного ввода каждого типа с одним уплотнительным кольцом от каждого из ряда допущенных размеров.

При испытаниях на герметичность каждое уплотнительное кольцо монтируют на образце чистого сухого кабеля диаметром, равным наименьшему диаметру кабеля, предписанному изготовителем кабельного ввода для данного ввода. Кабельный ввод с кабелем испытывают смонтированным на герметизированной оболочке.

В.4 Маркировка

8.4.1 Маркировка кабельных вводов

Кабельные вводы должны иметь маркировку по 27.2 и, если ввод резьбовой, в соответствии с типом и размером резьбы. Если поверхность для маркировки ограничена, может быть применена сокращенная маркировка согласно требованиям 27.6.

8.4.2 Маркировка кабельных уплотнительных колец

Уплотнительные кольца кабельных вводов, позволяющих устанавливать ряд колец, должны нести на себе обозначения минимального и максимального диаметров (в миллиметрах) допущенных к вводу в них кабелей.

Если уплотнительное кольцо скреплено с металлической шайбой, маркировка может быть выполнена на шайбе. Кабельные уплотнительные кольца должны иметь идентифицирующую маркировку, позволяющую потребителю определять, соответствует ли кольцо кабельному вводу.

Если ввод и уплотнительное кольцо предназначены для применения в диапазоне окружающих температур, но вне диапазона от минус 20 до плюс 80 °С, и соответствующим образом испытаны согласно В.3.3, они должны иметь маркировку с указанием этого диапазона фактических температур.

ПРИЛОЖЕНИЕ С

(обязательное)

Таблица C.1 - Пункты требований настоящего стандарта, которым должны соответствовать Ex-компоненты

Примечания

1 Следует учитывать условия, при которых настоящие требования применяют к деталям, размещаемым в другой оболочке.

2 Температурную классификацию к взрывозащищенным комплектующим изделиям не применяют.

ПРИЛОЖЕНИЕ D

(справочное)

Пример установки для испытаний на ударную прочность

1 - регулировочный штифт; 2 - пластмассовая направляющая труба; 3 - испытуемый образец; 4 - стальная основа (масса ³ 20 кг); 5 - стальной груз массой 1 кг; 6 - ударная головка в форме сферы диаметром 25 мм из закаленной стали; h - высота падения

Рисунок D.I

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(обязательное)

Испытания материалов на фрикционную искробезопасность

Настоящий стандарт допускает изготовление оболочек электрооборудования групп I и II из легких сплавов, которые при определенных условиях могут представлять опасность с точки зрения фрикционного искрения. В стандарте рекомендуется, чтобы материалы, используемые для изготовления оболочек электрооборудования группы I, не содержали по массе:

a) более 15 % (в сумме) алюминия, магния и титана;

b) более 6 % (в сумме) магния и титана.

Материалы, используемые для изготовления оболочек электрооборудования группы II, не должны содержать по массе более 7,5 % магния.

Наличие указанных рекомендаций облегчает разработчику выбор исходного материала при проектировании оболочек, но не исключает необходимость их испытаний на фрикционную искробезопасность.

В настоящее время в МЭК отсутствует методика испытаний материалов на фрикционную искробезопасность. Поэтому ниже приводится методика испытаний, которая была разработана в Российской Федерации и является обязательной при оценке материалов на фрикционную искробезопасность.

Е.1 Испытания материалов и отдельных сборочных единиц электрооборудования на искробезопасность проводят на установках с падающим грузом, с вращающимся диском или других, позволяющих воспроизводить (моделировать) реальные процессы искрообразования во взрывоопасных смесях заданного состава.

Е.2 Моделирование процесса искрообразования на установке с падающим грузом для заданной пары материалов обеспечивается формой поверхности груза (цилиндр, конус, сфера), энергией и относительной скоростью перемещения деталей в момент соударения. Энергия соударения определяется высотой сбрасывания и массой груза

E = mgh, (E.1)

где т - масса груза, кг;

h - высота сбрасывания, м.

При испытаниях масса груза и высота сбрасывания, определяющие относительную скорость перемещения деталей в момент соударения, должны иметь наибольшие значения, которые имеют место в реальных условиях.

Моделирование процесса искрообразования на установке с вращающимся диском для заданной пары материалов обеспечивается формой трущихся поверхностей деталей, относительной скоростью скольжения и усилием прижатия трущихся деталей для механизмов с амортизаторами. Скорость скольжения определяют по формуле

, (Е.2)

где f - частота вращения элемента, мин^-1;

d - диаметр трущейся вращающейся детали, м.

Е.3 При испытаниях на фрикционную искробезопасность интенсивно окисляющихся материалов оболочек или отдельных сборочных единиц электрооборудования применяют следующие газовоздушные смеси:

- для взрывозащищенного электрооборудования групп I и IIА - СН₄ (5,5 - 6,5) %;

- для взрывозащищенного электрооборудования групп IIB и IIС - Н₂ (10 - 13) %.

Е.4 Поджигающую способность фрикционных искр, образующихся при трении или соударении алюминия и его сплавов без защитных или с защитными покрытиями со ржавой сталью, а также фрикционных искр трудно окисляющихся материалов оболочек определяют в горючих смесях:

- для взрывозащищенного электрооборудования группы I и IIА - СН₄ (6,5 - 7,5) %;

- для электрооборудования групп IIВ и IIС - Н₂(17 - 20) %.

Е.5 Воспламеняющую способность фрикционных искр определяют статистическим методом. Вероятность воспламенения определяют как отношение числа поджиганий к числу соударений

, (Е.3)

где т - количество поджиганий;

п - количество сбрасываний груза.

Число соударений на установке с вращающимся диском подсчитывают по формуле

. (Е.4)

где f - частота вращения элемента, мин^-1;

k - число соударяющихся элементов на вращающемся механизме;

St - общее время работы механизма.

За одно соударение при непрерывном трении принимают путь скольжения, равный 0,5 м.

Е.6 Безопасность фрикционных искр оценивают одним из следующих методов.

Оценка фрикционной искробезопасности деталей электрооборудования, подвергающегося одиночным ударам, способом добавки кислорода

Метод применяют при оценке поджигающей способности активно окисляющихся частиц (например, из сталей) при энергии соударения, скорости скольжения, форме поверхностей деталей, моделирующих процесс искрообразования.

Проводят 10 опытов в горючих средах по Е.3 и 32 опыта в этих же средах, обогащенных кислородом до (25 ± 0,5) %. Фрикционные искры считают безопасными, если:

- в 10 опытах в горючих средах по Е.3 не произошло ни одного поджигания;

- в 32 опытах во взрывоопасных средах по Е.3, обогащенных кислородом до (25 ± 0,5)%, произошло не более восьми поджиганий.

Материалы, выдержавшие эти испытания, безопасны для применения в соответствующих частях оболочек взрывозащищенного оборудования.

Оценка фрикционной искробезопасности деталей электрооборудования, подвергающегося одиночным ударам, способом изменения энергии соударения

Метод применяют при испытании пар материалов, в результате соударения которых не образуются активно окисляющиеся частицы или в случае соударения которых протекают экзотермические реакции между их химическими элементами (например, термитная реакция между алюминием и окислами железа).

Проводят 32 опыта при максимально допустимой скорости перемещения и увеличенной в два раза энергии соударения. Фрикционные искры считают безопасными, если во взрывоопасных смесях по Е.4 не произошло поджиганий.

Материалы, выдержавшие эти испытания, безопасны для применения в соответствующих частях оболочек взрывозащищенного оборудования.

Оценка безопасности фрикционных искр, образующихся в результате трения и быстро чередующихся ударов деталей электрооборудования, способом добавки кислорода

Проводят 16000 соударений при максимально допустимой скорости перемещения, усилии прижатия и форме трущихся поверхностей, моделирующих процесс искрообразования в горючих средах по Е.3 и 16000 соударений в этих смесях, обогащенных кислородом до (25 ± 0,5) %.

Фрикционные искры считают безопасными, если при максимально допустимых скорости перемещения и давлении:

- при 16000 соударениях во взрывоопасных смесях, приведенных в Е.3, не произошло ни одного поджигания;

- при 16000 соударениях во взрывоопасных смесях по Е.3, обогащенных кислородом до (25 ± 0,5) % произошло не более восьми поджиганий. Материалы, выдержавшие эти испытания, безопасны для применения в соответствующих частях оболочек взрывозащищенного электрооборудования.

Е.7 По усмотрению испытательной организации опыты в горючих смесях без обогащения кислородом могут не проводиться.

Если в результате ранее проведенных испытаний материалов (покрытий) и отдельных сборочных единиц электрооборудования на фрикционную искробезопасность установлено, что обеспечивается фрикционная искробезопасность, то повторные испытания могут не проводиться.

ПРИЛОЖЕНИЕ F

(справочное)

Примерный перечень проверок и испытаний взрывозащищенного электрооборудования

Примечания

1 Испытания по пунктам 1 и 2 проводят в соответствии с требованиями стандартов на виды взрывозащиты.

2 Испытания по пунктам 3-5, 8, 11, 14 могут не проводиться, если такие испытания ранее проводились на аналогичных образцах и материалах и соответствующие требования подтверждены протоколами испытаний.

23.4.2 Каждое испытание должно проводиться на образцах изделий, которые рассматриваются испытательной организацией в качестве наиболее представительных.

ПРИЛОЖЕНИЕ G

справочное)

Библиография

[1] ИСО 286-2-88 Система ИСО допусков и посадок. Часть 2. Таблицы стандартных классов допусков и предельные отклонения для отверстий и валов

[2] МЭК 60192-73 Натриевые лампы низкого давления

[3] ИСО 4892-1-94 Пластмассы. Методы экспозиции в лабораторных источниках света. Часть 1. Общее руководство

[4] ИСО 1818-75 Резины вулканизированные низкой твердости (от 10 до 35 IRHD). Определение твердости

Ключевые слова: электрооборудование взрывозащищенное, общие требования, классификация, маркировка, испытания, уровень взрывозащиты, вид взрывозащиты, максимальная температура, температура окружающей среды, кабельный ввод, трубный ввод, блокировка, оболочка