III. Методы испытаний (разделы 14 - 16)

III Методы испытаний

14 Общие положения

14.1 Оболочка электрооборудования должна подвергаться испытаниям на взрывозащищенность по программе, составляемой испытательной организацией в соответствии с таблицей 7, в зависимости от требований, предъявляемых настоящим стандартом к оболочкам и их частям.

Данные испытания дополняют испытания, изложенные в ГОСТ 30852.0.

Оболочку или отдельные ее части допускается не испытывать по отдельным пунктам таблицы 7 или не подвергать испытаниям на взрывозащищенность, если она или ее части идентичны оболочке или частям, выдержавшим соответствующие испытания.

На предприятии-изготовителе все оболочки электрооборудования должны подвергаться испытаниям по подпунктам 1 и 4 таблицы 6, включенным в программу приемо-сдаточных испытаний.

Таблица 6 - Программа проверок и испытаний

Виды испытаний и проверок	Разделы технических требований	Пункты методов испытаний
1 Проверка соответствия оболочки технической документации	5-10, 12	15.1, 15.2
2 Испытание кабельных вводов на герметичность и механическую прочность	12	15.7
3 Определение давления взрыва	11	15.3
4 Испытания оболочки на взрывоустойчивость	11	15.4, 15.6
5 Испытания оболочки на взрывонепроницаемость при искровом разряде	5	15.5
6 Испытания огнепреградителей на химические, механические, тепловые воздействия и взрывозащищенность	9	15.6
7 Испытания на взрывозащищенность оболочек из металлических сеток и спеченных материалов	9	15.6.1

14.2 Могут не испытываться по подпункту 4 таблицы 6 по программе приемо-сдаточных испытаний:

- электроизоляционные колодки, установленные во взрывонепроницаемых перегородках внутри оболочки;

- оболочки со свободным объемом до 10 , за исключением оболочек сварной конструкции;

- оболочки не сварной конструкции объемом св. 10 , образцы которых выдерживают испытания повышенным статическим давлением, равным четырехкратному давлению взрыва, определенному по 15.3.6;

- оболочки и их детали, изготовленные из проката, не имеющие глухих отверстий из сварных швов, за исключением швов приваренных охранных колец, табличек и других подобных деталей, если они выдерживают испытания статическим давлением, равным 1,5-кратному давлению взрыва, определенному по 15.3.6.

14.3 Все изготовленные пластмассовые заглушки должны подвергаться проверке по 15.2. Не допускается наличие трещин, раковин, посторонних включений и других дефектов.

Одна заглушка из каждой изготовленной партии, но не менее одной заглушки из партии 100 шт. должна подвергаться на предприятии-изготовителе испытаниям статическим давлением, определенным по 15.3.6.

Допускается не подвергать заглушки испытаниям статическим давлением, если в объеме предварительных и типовых испытаний они выдерживают испытания давлением, превышающим в четыре раза давление взрыва, определенное по 15.3.6.

15 Проверка и испытания оболочки

15.1 Соответствие оболочки требованиям настоящего стандарта должно проверяться осмотром с использованием стандартных средств измерений, обеспечивающих измерение размеров с погрешностью, указанной в стандартах или технических условиях на конкретное электрооборудование.

15.2 Проверка параметров взрывозащиты проводится стандартными средствами измерений с погрешностью:

ширина щели плоских взрывонепроницаемых соединений - 0,05 мм;

цилиндрических соединений - 0,01 мм;

длина щели - 0,5 мм.

При наличии в оболочке нескольких одинаковых по конструкции сборочных единиц (проходных зажимов, смотровых окон, валиков управления и др.) допускается проводить измерение параметров только одной сборочной единицы.

15.3 Определение давления взрыва

15.3.1 Испытания заключаются в воспламенении искровым разрядом взрывоопасной смеси внутри оболочки при атмосферном давлении и температуре окружающей среды, и в измерении давления, возникающего при взрыве, при ширине взрывонепроницаемых щелей в пределах допусков, указанных в технической документации.

Горючие газы, применяемые для получения взрывоопасных смесей, их содержание в смеси с воздухом и число опытов должны соответствовать таблице 7.

Таблица 7 - Параметры испытаний

Группа или подгруппа электрооборудования	Определение давления взрыва		Испытания на взрывонепроницаемость
	Число опытов	Горючий газ и его содержание во взрывоопасной смеси	Число опытов	Горючий газ и его содержание во взрывоопасной смеси
I	3	Метан %	5	Метан %
				Метан и водород, % и % при концентрации %
IIA	3	Пропан %		Водород %
IIB	3	Этилен %		Водород %
IIC	5	Водород %		Водород %
	5	Ацетилен %		Ацетилен %

Оболочки электрооборудования группы I могут также испытываться на смеси природного газа с воздухом, эквивалентной в части развиваемого давления взрыва метановоздушной смеси, указанной в таблице 6 концентрации.

В случае испытания оболочки электрооборудования группы I с внутренними разгрузочными устройствами взрывоопасную смесь создают во всех отделениях оболочки.

При испытаниях оболочек электрооборудования подгруппы IIB, в которых при взрыве происходит поджатие взрывоопасной смеси, должно быть проведено не менее пяти опытов на этиленовоздушной смеси и не менее пяти опытов на взрывоопасной смеси, содержащей % и % .

Если электрооборудование подгруппы IIC предназначено для применения только в среде водорода или ацетилена, то испытания должны быть проведены только для данного газа. Электрические аппараты, предназначенные для использования в среде индивидуального газа или пара, могут быть испытаны в смеси этого газа или пара с воздухом при атмосферном давлении, которая обеспечивает наибольшее давление взрыва.

15.3.2 Оболочка должна быть испытана со всеми находящимися внутри частями или их эквивалентами, но если она сконструирована так, что в нее может встраиваться различное электрооборудование или его детали, то испытания должны быть проведены в наиболее жестких условиях. Отделение электрических соединителей испытывают в положении, когда вилка вставлена в розетку до начала касания заземляющих контактов. Если в оболочке предусмотрены уплотнительные прокладки, то они должны быть смонтированы при испытаниях.

15.3.3 Вращающиеся электрические машины должны быть испытаны в состоянии покоя и на ходу. По усмотрению испытательной организации оба вида испытаний могут быть не обязательны.

При испытаниях на ходу электрическая машина может быть включена или выключена, но испытание должно выполняться со скоростью, равной или близкой к максимальной номинальной скорости электрической машины. Давление взрыва должно быть измерено как со стороны источника воспламенения, так и с противоположной стороны.

15.3.4 Взрывоопасная смесь внутри оболочки должна быть воспламенена посредством одной или большего числа высоковольтных запальных свеч, или посредством других низкоэнергетических источников зажигания. Где оболочка имеет встроенное коммутирующее устройство, оно может быть использовано в качестве источника воспламенения.

15.3.5 Давление взрыва должно быть измерено и зарегистрировано в процессе каждого испытания. Местоположение свечи или свечей зажигания и прибора или приборов для измерения давления определяется испытательной организацией.

15.3.6 В качестве расчетного давления взрыва принимают максимальное значение сглаженного давления, измеренное в проведенных опытах.

16.3.7 Допускается не измерять давление взрыва, если измерение его затруднительно или оно мало, например вследствие малого объема оболочки.

15.4 Испытания на взрывоустойчивость

15.4.1 Испытания должны проводиться статическим или динамическим методом. Оба метода считают эквивалентными. В качестве испытательного давления принимают 1,5-кратное давление взрыва, определенное по 15.3.6, но не менее 0,35 МПа.

15.4.2 При испытаниях статическим методом оболочку необходимо заполнить водой или другой жидкостью. Затем в оболочке создают давление, равное испытательному, которое должно быть выдержано в течение с. Оболочка может быть испытана также сжатым воздухом.

15.4.3 Для оболочек объемом св. 10 , которые не подвергают установленным испытаниям (см. 15.2.), испытательное давление должно составлять четырехкратное значение давления взрыва, определенного по 15.3.6.

15.4.4 Если давление взрыва в оболочке не может быть измерено вследствие ее малых размеров и динамический метод испытаний не приемлем, то статическое испытательное давление в оболочке должно быть: 1,0 МПа для электрооборудования группы I и подгрупп IIA и IIB; 1,5 МПа для электрооборудования подгруппы IIC.

15.4.5 Испытания статическим методом проводят один раз.

15.4.6 Испытаниям статическим методом могут подвергаться как оболочки в сборе, так и ее части. Схемы испытаний должны быть согласованы с испытательной организацией.

15.4.7 При испытаниях динамическим методом в оболочке должно создаваться давление, равное испытательному. Скорость нарастания давления не должна слишком отличаться от скорости, которая была получена во время определения давления взрыва. Это может быть достигнуто путем предварительного увеличения начального давления взрывоопасной смеси, примененной для определения давления взрыва.

В оболочках с разгрузочными устройствами для достижения при взрыве смеси давления, равного испытательному, допускается сочетание повышения начального давления с закрытием части разгрузочных устройств. Оболочки, в которых давление взрыва не измерялось, могут испытываться при начальном избыточном давлении взрывоопасной смеси 0,05 МПа.

15.4.8 Испытания динамическим методом проводят один раз, за исключением оболочек подгруппы IIC, испытания которых должны проводиться по три раза для каждой взрывоопасной смеси.

15.4.9 Оболочку считают выдержавшей испытания, если не происходит разрушения ее частей и остаточная деформация стенок и крепежных элементов не приводит к остаточной деформации фланцев или других сопряжений, ведущих к увеличению ширины взрывонепроницаемой щели до значений, превышающих допустимые настоящим стандартом.

15.5 Испытания оболочки на взрывонепроницаемость при искровом разряде

Оболочка должна помещаться во взрывную камеру и заполняться той же взрывоопасной смесью, которой заполняется взрывная камера.

Взрывоопасная смесь внутри оболочки должна воспламеняться с помощью высоковольтной свечи зажигания или другим низкоэнергетическим источником воспламенения. Где оболочка содержит коммутирующее устройство, оно может быть применено для инициирования взрыва.

Результаты испытаний считают положительными, если воспламенение не передалось во взрывную камеру.

15.5.1 Оболочки электрооборудования группы I и подгрупп IIA, IIB

15.5.1.1 Испытания должны проводиться при ширине щели во всех взрывонепроницаемых соединениях, обусловленной нормальной сборкой оболочки (искусственно не увеличивается), соответствующей уравнению:

,

где - максимальная ширина щели, указанная в рабочих чертежах;

- ширина щели, устанавливаемая при испытаниях;

- максимальная ширина щели, допустимая настоящим стандартом.

Испытуемую оболочку и взрывную камеру заполняют взрывоопасной газовоздушной смесью. При этом должны применяться следующие взрывоопасные смеси:

- для электрооборудования группы I - метановодородно-воздушная смесь при атмосферном давлении, содержащая % метана и % водорода или метановоздушная смесь при начальном давлении на 60% выше атмосферного, содержащая % метана, или эквивалентная ей в части БЭМЗ, равном 0,8 мм, смесь природного газа с воздухом или кислородом при таком же начальном давлении, как и давление метановоздушной смеси;

- для электрооборудования подгруппы IIA - водородно-воздушная смесь при атмосферном давлении, содержащая % водорода, или эквивалентная ей в части БЭМЗ, равном 0,65 мм, смесь природного газа с воздухом или кислородом при таком же начальном давлении, как и давление пропановоздушной смеси;

- для электрооборудования подгруппы IIB - водородно-воздушная смесь при атмосферном давлении, содержащая % водорода, или эквивалентная ей в части БЭМЗ, равном 0,35 мм, смесь природного газа с воздухом или кислородом при таком же начальном давлении, как и давление этиленовоздушной смеси;

- для электрооборудования подгруппы IIC - смесь природного газа с кислородом, БЭМЗ которой равен 0,19 мм;

- электрические аппараты, предназначенные для использования в среде индивидуального газа или пара, могут быть испытаны в смеси природного газа с воздухом или кислородом, БЭМЗ которой равен БЭМЗ смеси индивидуального газа или пара с воздухом, уменьшенному на величину коэффициента безопасности.

Для испытаний огнепреградителей допускается применять другие взрывоопасные смеси, эквивалентные указанным, например метановоздушные смеси, обогащенные кислородом.

15.5.1.2 Испытания могут проводиться также при увеличенной ширине щели свыше максимально допустимой настоящим стандартом. При этом коэффициент увеличения ширины щели должен составлять:

- для электрооборудования группы I и подгруппы IIA - 1,42;

- для электрооборудования подгруппы IIB - 1,85.

В этом случае должны применяться следующие взрывоопасные смеси при атмосферном давлении, которыми заполняют испытуемую оболочку и взрывную камеру:

- для электрооборудования группы I - метановоздушная смесь, содержащая % метана или эквивалентная ей в части БЭМЗ смесь природного газа с воздухом;

- для электрооборудования подгруппы IIA - пропановоздушная смесь, содержащая % пропана;

- для электрооборудования подгруппы IIB - этиленовоздушная смесь, содержащая % этилена, или водородно-метановоздушная смесь, содержащая % водорода и % метана;

- электрические аппараты, предназначенные для использования в среде индивидуального газа или пара, могут быть испытаны в смеси их с воздухом или в смеси природного газа с воздухом или кислородом, БЭМЗ которой равен БЭМЗ смеси индивидуального газа или пара с воздухом.

15.5.1.3 Отделения оболочек с малым свободным объемом или с малыми габаритными размерами могут испытываться следующим образом: испытуемое отделение соединяют посредством трубки с экспериментальной, заранее испытанной взрывонепроницаемой оболочкой обьемом до 500 . Диаметр и длину соединительной трубки принимают такими, чтобы обеспечивалась передача взрыва из экспериментальной оболочки в испытуемое отделение. К экспериментальной оболочке присоединяют газопроводы и свечу зажигания.

15.5.1.4 Если испытуемая оболочка состоит из нескольких одинаковых отделений, то допускается подвергать испытаниям одно отделение.

Под одинаковыми отделениями понимают отделения, имеющие одинаковые размеры, конфигурацию, объем, материал, технологию изготовления и параметры взрывозащиты. Такие отделения могут отличаться количеством проходных зажимов, вводных устройств, смотровых окон и тому подобных стандартизованных (нормализованных) и испытанных ранее деталей.

15.5.1.5 Производят не менее пяти опытов

В случае испытаний отделений оболочек вращающихся машин проводят не менее пяти опытов при остановленной машине и не менее пяти опытов при вращающейся машине. Если опыты, ранее проведенные на оболочках аналогичных машин, показали, что при вращении не возникают более жесткие условия в части передачи взрыва, то все опыты могут проводиться при остановленной машине.

15.5.2 Оболочки электрооборудования подгруппы IIC

15.5.2.1 Испытания должны проводиться во взрывной камере с применением водородно-воздушной взрывоопасной смеси, содержащей % водорода, и ацетиленовоздушной взрывоопасной смеси, содержащей % ацетилена.

Перед началом испытаний на смеси, содержащей % ацетилена, в оболочке производят воспламенение ацетиленовоздушной смеси при атмосферном давлении, содержащей 30,0% ацетилена.

Испытания на ацетиленовоздушной смеси допускается не проводить, если электрооборудование не предназначено для применения в среде ацетилена.

15.5.2.2 Испытания должны проводить одним из следующих методов.

Первый метод. Испытуемую оболочку или отделение и взрывную камеру заполняют взрывоопасной смесью согласно 15.5.2.1 при избыточном давлении 0,05 МПа. Ширина щели во взрывоне-проницаемых соединениях обуславливается нормальной сборкой оболочки (искусственно не увеличивают).

Второй метод. Испытуемую оболочку или отделение и взрывную камеру заполняют взрывоопасной смесью согласно 15.5.2.1 при атмосферном давлении. Ширина щели во взрывонепроницаемых соединениях устанавливается равной

, минимум 0,1 мм - для плоских соединений;

- для цилиндрических соединений;

- для плоских соединений,

где - ширина щели, устанавливаемая при испытаниях;

- максимальная ширина щели по конструкторской документации;

- максимальная ширина щели, допускаемая настоящим стандартом.

Длина резьбовых взрывонепроницаемых соединений должна быть уменьшена на 1/3 по сравнению с минимально допустимой по конструкторской документации и на 1/2, если посадка хуже рекомендованной стандартом.

Длину конусных резьбовых соединений не уменьшают. При этом при испытаниях оболочки в ацетиленовоздушной взрывоопасной смеси уплотнительные прокладки не удаляют.

15.6 Испытания оболочек из металлических сеток и огнепреградителей

15.6.1 Испытания оболочек из металлических сеток на взрывозащищенность, а также гранулированных и металлокерамических огнепреградителей на механические и тепловые воздействия и на взрывонепроницаемость должны проводиться по методикам испытательных организаций.

Указанные испытания щелевых огнепреградителей должны проводиться по разделу III настоящего стандарта совместно с испытаниями оболочек, в которые они встроены, как часть взрывонепроницаемых соединений оболочки.

15.6.2 Испытания огнепреградителей на химические воздействия должны проводиться в соответствии с требованиями стандарта или технических условий на конкретное электрооборудование.

15.7 Испытания кабельных вводов на герметичность и механическую прочность

15.7.1 Испытание материала для эластомерных уплотнительных колец кабельных вводов

15.7.1.1 Материал, используемый для изготовления уплотнительных колец, подготавливают в виде образца согласно ГОСТ 18829 и ГОСТ 9833; твердость определяют в соответствии с теми же нормами по ГОСТ 20403.

15.7.1.2 Образцы для испытаний помещают в печь и выдерживают при температуре °С в течение не менее 168 ч без перерыва; затем их выдерживают в течение 24 ч при температуре окружающей среды, потом помещают в холодильник и выдерживают при температуре минус °С в течение 48 ч без перерыва; после чего выдерживают при температуре окружающей среды в течение 24 ч.

15.7.1.3 Результаты испытаний считают положительными, если твердость материала после старения, выраженная в единицах IRHD, не превышает 20% твердости материала до старения.

15.7.2 Испытания кабельных вводов с эластомерными или металлическими уплотнительными кольцами

15.7.2.1 Для проверки уплотнительных колец из эластомеров необходимо испытывать кольца каждого размера, предусмотренного в документации. Кольцо закрепляют на чистом сухом и гладком валике из мягкой стали диаметром, равным наименьшему по документации диаметру кабеля или провода.

Испытания проводят в системе, принцип которой показан на рисунке 24.

Необходимо постепенно увеличивать гидравлическое давление, зажимая одновременно кольцо из эластомера таким образом, чтобы не произошло вытекание цветной жидкости. Давление увеличивают до 1 МПа, а затем в течение 2 мин проверяют, сохраняется ли герметичность кольца. Кроме того, необходимо определить величину минимального момента, зажимающего уплотняющие элементы (металлическое кольцо, болты), при котором сохраняется герметичность уплотнительного кольца.

При проверке герметичности вводов с использованием металлического кольца последние закрепляют на чистой сухой оболочке кабеля диаметром, равным минимальному допустимому диаметру, обозначенному на вводе.

Испытания необходимо проводить аналогично испытаниям колец из эластомеров.

15.7.2.2 Проверку механической прочности вводов с резьбовым соединением проводят, применяя крутящий момент, в два раза больший минимального крутящего момента, определенного по 15.7.2.1., но не менее значения, равного трем диаметрам (в миллиметрах) кабеля или провода.

Для вводов с фланцевым уплотнением, зажатым болтами, при проверке механической прочности для каждого болта принимают крутящий момент, равный двукратному значению минимального крутящего момента, определенного согласно 15.7.2.1., причем значения этого момента, в зависимости от диаметра болта, должны быть не ниже указанных в таблице 8.

Результат испытания считают положительным, если не появились повреждения или деформации вводов кабелей и проводов.

Таблица 8 - Зависимость крутящего момента от диаметра болта

Болт	Крутящий момент,
М6	10
М8	20
М10	40
М12	60
М14	100
М16	150

15.7.3 Испытания кабельных вводов, залитых эпоксидным компаундом

Проверку герметичности вводов, залитых эпоксидным компаундом, необходимо проводить в системе, принцип действия которой показан на рис. 25.

Необходимо постепенно увеличивать гидравлическое давление от 0 до 1 МПа в течение 1 мин, а затем в течение 2 мин проверить, не снижается ли давление и не вытекает ли цветная жидкость.

15.8 Оформление результатов испытаний

Результаты испытаний оболочек электрооборудования на взрывозащищенность должны оформляться протоколами.

16 Испытания оболочек на предприятии - изготовителе электрооборудования

16.1 На предприятии-изготовителе должна проводиться проверка параметров взрывозащиты оболочки на соответствие технической документации, согласованной с испытательной организацией.

16.2 На предприятии-изготовителе оболочки или их части должны подвергаться испытаниям на взрывоустойчивость по 15.4. Значение испытательного давления и критерии оценки испытаний должны приниматься в соответствии с технической документацией, согласованной с испытательной организацией. Схемы проведения испытаний оболочек или их деталей должны разрабатываться разработчиком или предприятием-изготовителем электрооборудования и согласовываться с испытательной организацией.

16.3 Стекла смотровых окон, установленные на замазке или компаунде, должны испытываться в оправе.

16.4 Оболочка вновь разрабатываемого электрооборудования может быть рассчитана, а впервые изготовленный опытный образец может быть испытан исходя из ориентировочных значений давлений, указанных в таблице 9.

Таблица 9 - Ориентировочные значения давления для расчета и испытания опытных образцов оболочек электрооборудования

Подгруппа электрооборудования	Ориентировочные значения расчетного давления, МПа, при свободном объеме оболочки,
	до 100	св. 100 до 500	св. 500 до 2000	св. 2000 до 10000	св. 10000
I	0,3	0,6	0,7	0,8	0,9
IIA, IIB	0,4	0,4	0,8	1,0	1,0
IIC	0,5	0,6	0,8	1,0	1,0