Взрывозащищенные коммутационные протяжные и ответвительные коробки

Никифоров С.В. Доклад на семинаре.

Для подачи напряжения питания от общей сети нескольким потребителям (светильникам, выключателям, двигателям и т.п.), которые распределены по территории объекта, широко используются проходные (протяжные), угловые, тройниковые и крестообразные ответвительные коммутационные коробки, а также коробки с выходом в дно. 

«7-7. В трубопроводах электрических сетей для протягивания проводов и кабелей, их соединений и ответвлений должны применяться чугунные коробки (фитинги) с уровнем взрывозащиты В4Т5 или серии Ф.
7-8. Коробки в зависимости от их назначения разделяются на:
а) протяжные – для создания нормальных условий протягивания проводов (в трубопроводах большой длины или сложной конфигурации) и соединения проводов;
б) ответвительные – для соединения и ответвления проводников от магистральных и распределительных линий;
в) разделительные – для устройства разделительных уплотнений трубопроводов.
Соединение проводов в разделительных коробках не допускается.
7-9. Должны применяться коробки следующих типов
      - КПП – для протягивания и соединения проводов;
      - КТО – для выполнения одного ответвления;
      - ККО – для выполнения двух ответвлении;
      - КПД – для протягивания и соединения проводов с изменением направления трубы под прямым углом;
      - КТД – для протягивания и соединения проводов с ответвлением трубы под прямым углом при проходе сквозь стену;
      - КПЛ – проходная разделительная для локальных испытаний;
      - КПР – проходная разделительная для выполнения разделительных уплотнений трубопроводов»

Рис. П4-3. Коробки чугунные взрывозащищенные.
1 - коробка проходная прямая (КПП); 2 - коробка проходная через дно (КПД); 3 - коробка тройниковая ответвительная (КТО); 4 - коробка тройниковая с ответвлением в дно (КТД); 5 - коробка крестовая ответвительная (ККО); 6 - коробка проходная разделительная (КПР); 7 - коробка проходная разделительная для локальных испытаний (КПЛ)».

Способы электропроводки и монтажа для взрывоопасных зон регламентирует глава 7.3 ПУЭ (1) и стандарты (2,3,4). В частности Правила (1) допускают два основных способа прокладки кабелей и проводов: непосредственно кабелем и кабелем, помещенным в металлическую трубу.

Таблица 7.3.14ПУЭ – Допустимые способы прокладки кабелей и проводов во взрывоопасных зонах

Кабели и провода	Способ прокладки	Сети выше 1 кВ	Силовые сети и вторичные цепи до 1кВ	Осветительные сети до 380 В
Бронированные кабели	Открыто - по стенам и строительным конструкциям на скобах и кабельных конструкциях; в коробах, лотках, на тросах, кабельных и технологических эстакадах; в каналах; скрыто - в земле (траншеях), в блоках	В зонах любого класса
Небронированные кабели в резиновой, поливинилхлоридной и металлической оболочках	Открыто - при отсутствии механических и химических воздействий; по стенам и строительным конструкциям на скобах и кабельных конструкциях; в лотках, на тросах	В-Iб, В-IIа, В-Iг	В-Iб, В-IIа, В-Iг	B-Iа, В-Iб, В-IIа, В-Iг
	В каналах пылеуплотненных (например, покрытых асфальтом) или засыпанных песком	В-II, В-IIа	В-II, В-IIа	В-II, В-IIа
	Открыто - в коробах	В-Iб, В-Iг	В-Iа, В-Iб, В-Iг	В-Iа, В-Iб, В-Iг
	Открыто и скрыто - в стальных водогазопроводных трубах	В зонах любого класса
Изолированные провода	То же	То же

Соответственно при выборе соединительных и ответвительных коробок надо учитывать особенности этих способов прокладки кабеля.

1. Особенности выбора коробок при непосредственной прокладке кабеля.

Выбор коробки надо начинать с выбора требуемых кабельных вводов для заданных проектировщиком марок кабеля и способов его прокладки, а затем смотреть, подходят ли они по размерам, числу и виду взрывозащиты для данной коробки.

В частности стандарт (3) требует:

«1. Соединение кабелей с электрооборудованием должно быть выполнено с помощью кабельных вводов, соответствующих типу применяемого кабеля, и должно сохранять целостность вида взрывозащиты.

2. Кабельный ввод должен быть выбран в соответствии с диаметром кабеля. Не допускается использование уплотнительной ленты, термоусадочной трубки или других материалов для подгонки кабеля под кабельный ввод.

3. Кабельные вводы и/или кабели должны быть выбраны с учетом уменьшения влияния свойства «холодной текучести» кабеля.

4. Кабельные вводы должны соответствовать требованиям IEC 60079-0 и быть выбраны в соответствии с требованиями к виду взрывозащиты согласно таблице 10,(в частности таблица 10 допускает использования кабельных вводов Ex d в оборудование с видом взрывозащиты Ex е.)

5. Кабельные вводы должны быть установлены таким образом, чтобы после установки они могли быть ослаблены или демонтированы только с помощью инструмента».

Стандарт (2) еще дополнительно устанавливает повышенные требования к кабельным вводам для присоединения к взрывонепроницаемым оболочкам объемом выше 2000 см³ и для газов подгруппы IIС.

Исходя из этих требований, функционального назначения и параметров тока и напряжения выбирается соединительная коробка, обычно с видами взрывозащиты Ex d или Ex е, согласно опросным листам заказчика. Выбор вида взрывозащиты коробки зависит не только от ее стоимости и воздействия на нее внешних влияющих факторов, но от смелости проектировщика и его привычек. Хотя современный стандарт (10) и допустил использование коробок с видом взрывозащиты Ex е (также, как и Ex d ) во взрывоопасные зоны, опасные по воспламенению взрывоопасных газов и пыли, классов 1, 2, 21, 22 по ГОСТ IEC 60079-10-1, ГОСТ IEC 60079-10-2, но традиционная боязнь нового (как бы чего не вышло) заставляют проектировщика склонится к старому, хоть и гораздо более дорогому виду взрывозащиты - «взрывонепроницаемая оболочка d». Плоды титанической работы западных разработчиков по созданию и сертификации в РФ надежных и дешевых взрывозащищенных Ех-е клемм остаются невостребованными.

2.      Особенности выбора коробок при трубной прокладке кабеля.

«1. Электропроводка должна быть с трубными уплотнительными устройствами в местах входа и выхода из взрывоопасных зон для предотвращения проникновения или утечки газов или жидкостей из взрывоопасной зоны в невзрывоопасную зону.

2.Если систему трубопроводов используют в качестве защитного проводника, резьбовые соединения должны быть рассчитаны на протекание тока короткого замыкания, который будет возникать, если цепь соответствующим образом защищена плавкими предохранителями или устройствами защитного отключения.

3. Следует избегать сочетаний металлов, которые могут привести к гальванической коррозии.

4.Не должны применяться сочетания металлов, которые могут привести к контактной коррозии

5.Для электропроводки в трубах можно использовать изолированные одно- или многожильные кабели без оболочки. Однако если в трубе проложено три или более кабеля, суммарная площадь поперечных сечений кабелей, включая изоляцию, не должна превышать 40% площади поперечного сечения трубы.

6. Там, где трубопровод является единственным средством обеспечения непрерывности цепи заземления, резьбовое уплотнение не должно уменьшать эффективность контура заземления».

Стандарт (4) устанавливает аналогичные требования к электропроводке в зонах опасных по воспламенению пыли:

«1.Электрооборудование должно быть сконструировано и установлено так, чтобы обеспечивался свободный доступ для осмотра, ремонта и профилактики.

2. Типы электропроводки, которые могут использоваться в зоне классов 20, 21 и 22:

- кабели, протянутые в навинчивающемся, жестко соединенном или в сварном трубопроводе, или

- кабели, которые одновременно защищены от механического повреждения и проникновения пыли.

3. Кабельные и трубные вводы должны быть сконструированы и установлены таким образом, чтобы они не изменяли вид защиты электрооборудования, на котором они установлены. Это относится ко всем размерам кабеля, которые указаны изготовителем для данного типа кабельного ввода.

4. Соединения между трубопроводом и соединительной коробкой должны соответствовать требованиям технических условий на электрооборудование, и эти соединения должны быть либо уплотненными, либо резьбовыми, либо соединенными муфтами, либо фланцевыми, либо комбинацией всех этих соединений.

5.Резьбовые соединения должны иметь количество витков, обеспечивающее необходимую степень защиты оболочки. Может использоваться герметик, если допускается неразрывность соединений».

На предприятии ООО «Ех-прибор» в рамках технических условий (8) разработаны, сертифицированы и освоены в производстве несколько модификаций ответвительных и соединительных взрывозащищенных коробок, которые позволяют устанавливать в них до 40 кабельных вводов и до 70 двух-, трех или четырехпроводных клемм для проводников сечением от 0,25 до 6,0 мм². Взрывозащищенные коробки в вариантах исполнения имеют различные виды (d, e, ia, eia, еmа, emb, РВ, РО и ta) и уровни (Ga, Gb, Ma, Mb и Da) взрывозащиты по (11) и изготавливаются из нержавеющей стали (индекс в обозначении Н), конструкционной углеродистой стали (индекс в обозначении С) и алюминиевого сплава (индекс в обозначении А).

Ассортимент специализированных проходных, тройниковых, крестовых коробок и коробок с выходом в дно пока представлен двумя моделями:

1. Коробки модели ЕхК-Нм63 из нержавеющей стали с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d» (9), которые являются аналогами коробок по (7):КПП - для протягивания и соединения проводов; КТО - для выполнения одного ответвления; ККО - для выполнения двух ответвлений; КПД - для протягивания и соединения проводов с изменением направления трубы под прямым углом; КТД - для протягивания и соединения проводов с ответвлением трубы под прямым углом при проходе сквозь стену;

Рис.1.Внешний вид Коробки модели ЕхК-Нм63

2.      Коробки модели ЕхК-А13 из алюминиевого сплава с видом взрывозащиты «повышенная защита вида «е»(10), которые являются аналогами коробок по (7): КПП - для протягивания и соединения проводов; КТО - для выполнения одного ответвления; ККО - для выполнения двух ответвлении;

Рис.2. Внешний вид коробки модели ЕхК-А13

 Коробки модели ЕхК-Нм63

Рис.3 Общий вид, внутренние, габаритные размеры, обозначение сторон (А, Б, В, Г, Д), максимально-возможное количество и расположение кабельных вводов коробок модели ЕхК-Нм63.

а)

б)

а)

б)

Коробка представляет собой сварной прямоугольный корпус, снабженный резьбовой крышкой с наружной резьбой М63х1,5. По заказу на каждой из боковых стенок и/или на дне коробки может быть установлен один взрывозащищенный сертифицированный кабельный ввод для разных способов прокладки кабеля и диаметров кабеля или патрубок с трубной внутренней резьбой G1/2”-В, G3/4”-В.Внутри коробки по заказу устанавливаются фланцевые клеммы (Ф)(типа серии 264 фирмы «Wago») или экспресс-клеммы для коммутации жил кабелей на «весу» (В), например, экспресс клеммы серии IBC 2,5/5 фирмы «Phoenixcontact».

Климатическое исполнение коробок –Д3 по ГОСТ Р52931; ХЛ 1.1 по ГОСТ 1515.Температура эксплуатации – от минус 60 до плюс 70°С.Тип атмосферы – II, III, IV по ГОСТ 15150. Стойкость к воздействию внешних механических факторов(группа исполнения) F3 по ГОСТ Р 52931 и М25 по ГОСТ 30631. Возможные диаметры присоединяемого кабеля (по поясной изоляции) 4-8, 8-12, 12-14, 13-19,5 мм. Возможное сечение жил проводников, подключаемых к клеммам 0,25-2,5мм². Корпуса коробок имеют полимерное покрытие светло-серого цвета (RAL7035). По заказу возможна поставка коробок другого цвета.

Основные технические характеристики коробок модели ЕхК-Нм63 приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Наименование изделия, модель с условной маркировкой взрывозащиты, материала и резьбы корпуса	Маркировка взрывозащиты	Электрические характеристики и сечение проводников*	Возможное внутреннее наполнение*	Ррас, Вт	М, кг
Коробка ЕхК-(d)Нм63	1Ех d IIC Т6 Gb/ Ех ta IIIC Т85°С Da	U≤800В (Ф) I≤30А (Ф) U≤400В (В) I≤24А (В) Iкз≤30А 0,25-2,5мм2	8х2пров. клемм (Ф)	4,0	1,05
			4х4пров. клемм (Ф)
			4х5пров. клемм (В)
Коробка ЕхК-(РВ)Нм63	РВ Ех d I Mb	U≤800В (Ф) I≤30А (Ф) U≤400В (В) I≤24А (В) 0,25-2,5мм2	8х2пров. клемм (Ф)
			4х4пров. клемм (Ф)
			4х5пров. клемм (В)
Коробка ЕхК-(i) Нм63	0Ех ia IIC Т6Ga/ Ех ta IIIC Т85°С Da	Ui≤30В** Ii≤100мА** Pi≤3Вт** Li≤10мкГн** Ci≤100пФ** Iкз≤0,5А 0,25-2,5 мм2	8х2пров. клемм (Ф)
			4х4пров. клемм (Ф)
Коробка ЕхК-(РО) Нм63	РО Ех ia I Ma
			4х5пров. клеммы (В)
*Выбор значений тока и напряжения на клеммах и соединениях внутри коробки должен производиться Потребителем с учетом максимальной мощности, рассеиваемой корпусом. ** Определение параметров искробезопасной цепи коробки в сборе должно производиться Потребителем и не превышать значений Таблицы 1.

 Порядок обозначения коробки при заказе.

1 – наименование, модель и типоразмер изделия, где (Х)- условная маркировка взрывозащиты (d), (i), (PB), (PO)согласно Таблице 1,

2 – условное обозначение сторон корпуса (А, Б, В, Г, Д) в соответствии с Рисунком 3

3 – исполнение кабельных вводов на данной стороне коробки:

Примечание – Совместимость кабельных вводов типа Р с металлорукавами:
4– диапазон диаметра присоединяемого кабеля по поясной изоляции (4-8, 8-12, 12-14, 13-19,5)

Примечание – Возможна установка сертифицированных кабельных вводов с другими диапазонами диаметра присоединяемого кабеля;

5 –количество клемм в коробке определенного типа;

6 – через знак «х» тип клемм: Ф2пров – фланцевые двухпроводные клеммы, Ф4пров – фланцевые четырехпроводные клеммы, В5 – пятипроводные клеммы «на весу» (экспресс-клеммы)

7 – максимальное сечение проводника, вставляемого в клеммы в соответствии с Таблицей 2 – 2,5мм²,

8 – обозначение настоящих технических условий: РПБЦ.425113.002 ТУ и в скобках цвет корпуса по таблице RAL, в случае отличия от RAL 7035 (светло-серого).

Примеры записи при заказе

1) Коробка проходная (протяжная) соединительная ЕхК-Нм63 с маркировкой взрывозащиты1Ех d IIC Т6 Gb/Ех ta IIIC Т85°С Da (условная маркировка взрывозащиты при заказе – d), с двумя патрубками под трубную резьбу П G1/2 для присоединения кабельных вводов заказчика, установленными противоположно друг другу по одному на сторонах А и В корпуса, с 6-ю двухпроводными фланцевыми клеммами (6хФ2пров) (см. Рис.4а)

Коробка ЕхК-(d)Нм63-А(П G1/2);В(П G1/2 )-6хФ2провРПБЦ.425113.002 ТУ

2) Коробка тройниковая распределительнаяЕхК-Нм63 в рудничном взрывобезопасном исполнении (условная маркировка взрывозащиты при заказе – РВ), с тремя кабельными вводами под бронированный кабель (Б) с диаметрами по поясной изоляции 12-14 мм модели, установленными по одному на сторонах А, Б и В корпуса, внутри корпуса находятся четыре пятипроводные клеммы, для соединений жил кабеля на «весу» (4хВ5пров) (Рис.5а), коробка окрашена в зеленый цвет:

Коробка ЕхК-(РВ)Нм63-А(Б(12-14));Б(Б(12-14));В(Б(12-14))- 4хВ5пров. РПБЦ.425113.002 ТУ (RAL 6032);

Коробки модели ЕхК-А13

Сторона	Максимальное количество кабельных вводов, шт.
А	2
Б	1
В	2
Г	1

Рис. 6. Общий вид, внутренние, габаритные размеры, обозначение сторон (А, Б, В, Г), максимально-возможное количество и расположение кабельных вводов коробок клеммных модели ЕхК-А13

Рис.7. Коробка распределительная (крестовая, ККО) модели ЕхК-А13 с максимально возможным количеством четырехпроводных фланцевых клемм (остальное см. Рис.4).Проходная и тройниковая коробки имеют два или три ввода соответственно.

Коробка представляет собой литой алюминиевый корпус с плоской крышкой на винтах со степенью защиты от пыли и воды IP66по ГОСТ 14254, на боковых стенках которого в соответствии с Рис.4установлены сертифицированные взрывозащищенные кабельные вводы для различных способов прокладки кабеля. Внутри коробки размещаются сертифицированные взрывозащищенные Ех-е или Ех-i клеммы, установленные на дне корпуса по оригинальной технологии, что позволило уменьшить высоту корпуса при сохранении удобства монтажа проводников на клеммы. Сопротивлением контактов клемм не более 1,5 мОм.

Климатическое исполнение коробок Д3 по ГОСТ Р 52931, ХЛ 1.1 по ГОСТ 15150.Температура эксплуатации – отминус 60 до 70°С. Тип атмосферы – II по ГОСТ 15150. Стойкость к воздействию внешних механических факторов (группа исполнения) V1 по ГОСТ Р 52931 и М25 по ГОСТ 30631. Возможное сечение жил проводников, подключаемых к клеммам 0,25-2,5мм². Корпуса коробок имеют полимерное покрытие светло-серого цвета (RAL7035). По заказу возможна поставка коробок другого цвета.

Основные технические характеристики коробок модели ЕхКА13 приведены в Таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Наименование изделия, модель с условной маркировкой взрывозащиты, материала и типоразмера	Маркировка взрывозащиты	Электрические характеристики*	Iкз – по ГОСТ IEC 60079-31, не более	Ррас, Вт	М, кг
Коробка ЕхК-(е)А13	1Ех е IIС Т6 Gb/ Ех ta IIIC Т85°С Da	U≤630В I≤8А	23А	4,2	0,40
Коробка ЕхК-(еТ5)А13	1Ех е IIС Т5 Gb/ Ех ta IIIC Т85°С Da	U≤630В I≤23А
Коробка ЕхК-(i)А13	1Ех ia IIC Т6 Gb Ех ta IIIC Т85°С Da	Ui≤30В** Ii≤100мА** Pi≤3Вт** Li≤10мкГн** Ci≤100пФ**	0,5A
*Выбор количества клемм, значений тока и напряжения на клеммах и соединениях внутри коробки должно производиться Потребителем с учетом максимальной мощности, рассеиваемой корпусом, сопротивления установленных клеммных зажимов **Определение параметров искробезопасной цепи коробки в сборе должно производиться Потребителем и не превышать значений Таблицы 2

Таблица 3

Наименование изделия, модель с условной маркировкой взрывозащиты, типоразмера и материала	Внутреннее наполнение	Максимально-возможное количество клемм, шт.*	Сечение жил проводников, мм2	Максимально-возможный ток и напряжение	Iкз, не более
Коробка ЕхК-(е)А13 Коробка ЕхК-(еТ5)А13 Коробка ЕхК-(i)А13	фланцевые 2х-проводные	10	0,5-2,5	630В 8А для (е), 23А для (еТ5) 0,5А для(i)	23А
	фланцевые 4х-проводные	5

 Порядок обозначения коробки при заказе.

1 – наименование и модель изделия, где (Х) - условная маркировка взрывозащиты (е), (i), (eT5) согласно Таблице 1,

2 – условное обозначение сторон корпуса (А, Б, В, Г) согласно Рисунку 6

3 – количество кабельных вводов на данной стороне согласно Рисунку 6

Примечание – Если кабельный ввод на данной стороне только один, то количество вводов не указывается;

4 – исполнение кабельных вводов на данной стороне коробки:

Примечание – Совместимость кабельных вводов типа Р с металлорукавами:
5 – диапазон диаметра присоединяемого кабеля по поясной изоляции (4-8, 8-12, 12-14)

6 –количество клемм в коробке определенного типа;

7 – через знак «х» тип клемм: 2пров., 4пров.;

8 – максимальное сечение проводника, вставляемого в клеммы – 2,5мм²,

9 – Обозначение настоящих технических условий: РПБЦ.425113.002 ТУ и в скобках цвет корпуса по таблице RAL, в случае отличия от RAL 7035 (светло-серого).

Примеры записи при заказе:

1) Проходная (протяжная, КПП) коробка модели ЕхК-(е)А13 (условная маркировка при заказе (е)), с расположенными на стороне Б одним кабельным вводом для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм – Б(К(4-8)), на стороне Г одним кабельным вводам для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм – Г(К(4-8)), в которой установлены шесть 2х-проводных проходных клемм для максимального сечения проводников 2,5мм²

Коробка ЕхК-(е)А13-Б(К(4-8));Г(К(4-8))-6х2пров.(2,5мм²) РПБЦ.425113.002 ТУ.

2) Тройниковая ответвительная (КТО) коробка модели ЕхК-(е)А13 (условная маркировка при заказе (е)), с расположенными на стороне Б одним кабельным вводом для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 8-12 мм А(К(8-12)), на стороне В одним кабельным вводом для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 8-12 мм В(К(8-12)), а на стороне Г одним кабельным вводам для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм Г(К(4-8)), в которой установлены пять 4х-проводных пружинных проходных фланцевых клемм для максимального сечения проводников 2,5мм², коробка окрашена в зеленый цвет

Коробка ЕхК-(е)А13-Б(К(8-12));В(К(8-12));Г(К(4-8))-5х4 пров.(2,5мм²) РПБЦ.425113.002 ТУ (RAL 6032);

3) Крестовая ответвительная (ККО) коробка модели ЕхК-(еТ5)А13 (условная маркировка при заказе (еТ5)), с расположенными на стороне А одним кабельным вводом для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм - А(К(4-8)), на стороне Б одним кабельным вводом для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 8-12 мм - Б(К(8-12)), на стороне В одним кабельным вводом для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 8-12 мм - В(К(8-12)), а на стороне Г одним кабельным вводам для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм - Г(К(4-8)), в которой установлено пять 4х-проводных пружинных проходных фланцевых клемм для максимального сечения проводников 2,5мм²,

Коробка ЕхК-(еТ5)А13-А(К(4-8));Б(К(8-12));В(К(8-12));Г(К(4-8))-5х4 пров.(2,5мм²) РПБЦ.425113.002 ТУ.

Литература.