NR10-电缆桥架系统在爆炸性环境安装

本文讨论了使用电缆布线系统和电缆桥架系统在 电缆桥架 或 电缆导管 以及通过 电缆压接工具 "Ex" 在含有易燃气体或可燃性粉尘的爆炸性气氛的工业场所中的主要优势和利益,根据 ABNT NBR IEC 60079-14规范,从 CAPEX (资本支出/初始投资和设计与安装成本)以及 CAPEX (运营支出/持续的运营和维护成本)的角度进行讨论。


使用系统进行电力、控制和自动化电缆的布线利用托盘或母线槽在有区域分类存在易燃气体或可燃性粉尘的工业场所,这种方式提供了多种优势和诸多好处,相较于通过母线进行安装的方法。

在这些主要的好处和优势中,可以突出以下几点:

  • 降低人工成本:电缆在托盘或电气母线系统中的安装通常所需时间和精力较少,与通过导电杆的布线系统相比,从而降低了人工成本(更好的资本支出)

  • 安装的灵活性:托盘和电缆桥架允许简单地添加或移除电缆,无需切割或打开电缆管道,这在所有可能有电力和仪表负载变化的安装或环境中都是一个很大的简化因素(最佳资本支出)

  • 更好的散热:通过托盘系统或电缆桥架布置的电缆周围的的空间更多,这改善了散热,有助于增加电缆的使用寿命或甚至减少其所需的标称截面(更好的资本支出和运营支出)

  • 最佳电缆组织:托盘和电缆桥架使得电缆组织更加有序,便于识别和分离电路,相较于电缆导管系统(最佳资本支出和运营支出)

  • 较少的配件和连接:在托盘系统中,与电缆系统相比,配件或安装连接的数量(如弯曲和接头)减少,因为电缆系统需要多种螺纹接头、弯头、配件、公母接头、柔性电缆、导体、膨胀接头、电缆密封单元),减少了潜在的故障点,提高了设施的安全性和完整性(更好的资本支出)

  • 扩展能力:在托盘或导电轨道系统中扩展新电缆更容易,只需在现有托盘中添加更多电缆,而无需安装新的导电轨道(最佳资本支出和运营支出)

  • 安全:在发生电路过载或短路的情况下,电缆在托盘或导电槽系统中的暴露允许更快地视觉检测问题,有助于预防事故,与无法对电缆进行目视检查的导电槽系统相比(更好的资本支出和运营支出)。

  • 重量更轻和结构负载更小:通过托盘和导电槽的电缆分配系统比导电管系统更轻,对支撑结构的负载更小(更好的资本支出)

  • 维护和访问的便利性:带有托盘或电气轨道,电缆暴露在外,便于执行检查、维护和更换服务,无需拆卸电极,减少服务时间和成本(最佳OPEx)

  • 清洁便利性:安装在托盘或电气导轨上,使得设备的清洁更加方便,因为电缆是暴露的,没有被电气导管保护,不会积累灰尘或湿气(最佳OPEx)

这些好处使得在许多应用中,通过托盘或母线槽使用电力、控制、电信或自动化系统成为首选,无论是在大型、中型或小型的工业“Ex”设施中,安全、灵活性、维护和效率的要求都是至关重要的。

这些技术和经济优势表明,通过使用托盘系统或电缆桥架在含有易燃气体或可燃性粉尘的区域进行电缆分配,无论在初始投资(CAPEx)方面还是在持续的运营成本(OPEx)方面,都是更为有利可图的选择,从而使其成为各种工业和商业应用的可行方案。

以下是一些在II类(易燃气体)和III类(可燃性粉尘)爆炸性环境区域安装电气设备、自动化设备和“Ex”电气系统的示例,利用电缆分配系统通过电缆桥架或电缆导管,以及通过电缆压接装置“Ex”将电缆引入设备“Ex”的外壳中,基于采用的巴西技术规范ABNT NBR IEC 60079-14(“Ex”装置的设计、选择、安装和初步检查),这代表了“良好的设计实践”。

电力、控制、仪表、自动化和电信系统布线和电缆敷设的典型项目细节示例,通过托盘和电缆桥架在易燃气体和可燃粉尘危险区域进行安装,适用于陆地和海上设施

在FPSO(浮式生产储卸油船)船舶的海上设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电线系统,以在易燃气体区域分类的区域内。

在陆地上,将电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电线系统和电缆布设通过托盘和电缆桥架,在易燃气体和可燃粉尘危险区域进行安装的例子。

在农业综合体的陆地上,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电缆系统,以在易燃气体和可燃粉尘分类区域。

在FPSO(浮式生产储卸油船)船舶的海上设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电线系统,以在易燃气体区域分类的区域内。

在石油化工企业的易燃气体区域内,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电线系统的示例。

在石油化工企业的易燃气体区域内,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电线系统的示例。

在陆地设施(炼油厂)中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电线系统,特别是在易燃气体和可燃粉尘分类区域。

在农业综合体的陆地上,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电缆系统,以在易燃气体和可燃粉尘分类区域。

设备和装置“Ex”技术规范的准则

可以作为主要的“驱动因素”和“设计标准”来规范陆地和海上分类区域的布线系统的技术规格,通过托盘和电气导轨系统:

  • 设施“Ex”和人员的安全(CAPEx)

  • 产品“Ex”的技术规格便利性 (CAPEx)

  • “Ex”(CAPEx)建设领域的服务便利

  • 定期检查服务领域的便利性 “Ex” (OPEx)

  • 维护“前”期服务的便利性 (OPEx)

  • 设备“退役”(OPEx)恢复服务的便利性

  • 减少由人为失误导致的“偏差”“Ex”,从而防止“Ex”设备成为点火源(CAPEx/OPEx)。

项目设计标准和典型项目细节 “Ex” 用于在分类区域通过托盘系统布线和通过电缆压接机接入电缆的系统安装

以下是对在分类区域中使用电缆系统进行“布线”而非“传统”电缆系统的各种考虑和示例,因为这可以减少安装时间和成本,便于安装和检查,并且在需要扩展布线系统时,可以避免对传统电缆系统的改造。

在II组(气体)和III组(粉尘)的危险区域的陆地和海上设施中,近年来在过去的几十年里,通过使用“Ex”电缆分线系统和“Ex”电缆压接系统,电缆分配系统被越来越多地使用。

采用这种“项目标准”是由于众所周知的安装、检查、维护困难,以及基于“电缆导管”频繁需要扩展电缆系统的情况。

作为例子,以下是由“Ex”系统在II类(易燃气体)和III类(可燃性粉尘)区域安装的封闭式电气设备通过电缆进入包装中频繁出现的严重问题:

  • 电缆通道箱 (导体) 安装时无盖子(打开)或螺钉松动,允许水进入封闭的电极内部

  • 电缆桥架 (导体) 被不当地用于安装内部配件或电气设备,如无认证的端子,以连接“紧急出口”设备的“兔耳”

  • 金属防爆外壳内电极入口处缺少“d”型密封装置防爆型

  • 安装封条装置 Ex “d” 在错误的位置

  • 缺乏封条的封条装置 Ex “d”

  • 封口机封口不正确 Ex “d”

  • 导体在绝缘套和密封单元之间安装不当。

  • 柔性电极在Ex “d”单元与Ex “d”外壳之间的安装不正确

  • 电极或附件未通过至少五根螺纹线固定到外壳上,例如 Ex “d”

  • 在旋转接头中使用“veda rosca”型胶圈以避免在这种类型的电缆安装中频繁进水

  • 在“防爆型”金属外壳的电极入口处未认证的公/母接头的不适当安装防爆型

  • 在“防爆型”金属外壳的电气接点处未认证的无认证螺柱安装防爆型

  • 不同包装的不适当电气连接,例如通过电极,而未安装密封单元,例如“d”级,导致连接包装的体积被不当地累加,并且由于预压缩而存在爆炸风险。

例如,在巴西,自2000年代以来,大型石油公司逐渐放弃了通过电极对区域进行分类的电缆布设标准,转而采用电缆铺设的布设标准,这是由于电极系统存在的问题以及好处所带来的好处,特别是通过电缆压接机进行电缆压接。

此外,许多跨国公司仅使用通过“Ex” 电缆桥架 + 压接“Ex” 评估的系统布线标准,从未使用过电缆导管系统。

通过“电导管” (导管)的布线系统具有来自北美古老文化的悠久历史,这种系统在上个世纪中期被使用,但在其他如欧洲和亚洲的国家并未被广泛使用。需要了解“新的”或“当前的”设计标准,以提高资本支出(设计和安装成本)和运营支出(运营和维护成本的降低)的指标。

通过电导管进行电力和控制电缆的安装与传统的敷设或导轨安装方法相比,存在许多显著的“挑战”,特别是在资本支出(Capital Expenditure)和运营支出(Operational Expenditure)方面。以下是15个问题或困难:

与电镀系统相关的资本支出(CAPEx)问题示例:

  1. 缺乏灵活性:在需要通过电缆扩展现有系统或设施的情况下,即使在现有电缆中有可用空间,也需要安装新的电缆和基础设施

  2. 材料成本高:电极通常由更昂贵的材料制成,如镀锌钢,与托盘或电极槽相比,初始成本更高

  3. 安装时间延长:安装电极所需的时间通常更长,这可能会延误项目并增加与建设时间表相关的成本

  4. 连接和配件的成本:敷设电缆需要大量的连接、弯曲和配件,这增加了材料的总成本

  5. 安装的复杂性:在特定点折叠、切割和连接电线的需求增加了项目复杂性,需要更多时间和专业技能,从而提高了成本

  6. 人工成本高:敷设电缆的工作量更大,耗时更多,导致人工成本增加

  7. 特殊设备的需求:电缆的安装可能需要特定的工具和设备,例如电缆弯曲机,这会增加安装成本

  8. 结构修改成本:在中大型安装中,为了容纳新的电力、控制、仪表、自动化或电信回路的安装,电力导体可能需要建筑结构的修改,从而增加安装和施工服务的成本

  9. 扩展的难度:在现有的电缆中添加新的电缆可能具有挑战性和成本高昂,需要安装新的电缆以允许所需的扩展

与电缆系统相关的操作和维护(OPEx)问题示例:

  1. 维护难度:电缆维护在导电管中更为复杂和耗时,因为需要打开导电管,这可能费力且昂贵。

  2. 设备“Ex”中湿度和水的积聚风险:电极随着时间的推移可能会积聚湿度或水,这可能导致电缆的腐蚀和劣化,增加更换和维护的成本。电极还可能不当地用作“水管”,在常见的导体开放情况下,存在水进入设备“Ex”内部的风险,特别是在密封不正确、缺少密封或没有安装电极密封装置的情况下

  3. 延迟检查:对电缆进行检查需要部分或全部拆卸电缆,增加了定期检查的时间和成本

  4. 高昂的维修和恢复成本:如果电缆发生故障,由于难以进入电极,维修成本会更高,无论是时间还是资源

  5. 无效的热量散发:电镀导体提供较低的热量散发,可能导致电缆过热或出现高温,从而减少其使用寿命,导致更换的额外成本

  6. 有限的灵活性变更:在电缆排管中进行电缆的更改或重新配置更加困难和昂贵,增加了需要灵活性的项目中的运营成本

  7. 安全成本:电气线路可能会隐藏潜在问题,例如损坏的电缆或过热,这会使得早期检测变得困难,并增加严重故障的风险,从而由于意外停机和紧急维修的需要而导致运营成本增加

这些问题使得在通过电极管分类的区域安装电气系统在许多情况下变得不那么有吸引力,特别是在试图减少项目和安装的总成本,以及在整个爆炸性环境设施的生命周期内减少运营和维护费用时。

由于所提供的降低费用和更便捷的安装、检查和维护的益处,目前“Ex”装置的仪表、自动化、电信和电气系统是通过电缆托盘系统进行的,电缆通过“Ex”电缆压接机进入外壳。

这种通过系统布线进行电缆分配的项目利用标准目前被用于陆地和海上“Ex”环境中,无论是在II类(易燃气体)还是III类(可燃性粉尘)分区中。

以下是一些实际案例,展示了在分类区域使用分配系统进行电缆布设的情况,这些情况包括含有可燃气体的设施以及含有可燃粉尘的设施,既包括陆地设施(岸上)也包括海上设施(海上)

电力、控制、仪表、自动化和电信电路的布线和电缆分布系统安装的典型项目细节示例,通过托盘和电线槽在易燃气体和可燃粉尘分类区域,适用于陆地和海上设施

控制、仪器和自动化回路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆槽,并通过“Ex”电缆压接装置在电缆进入的区域,这些区域在陆地上(化工厂)被分类为易燃气体和可燃粉尘。

在FPSO(浮式生产储卸油船)船舶的海上设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表和自动化回路的电线系统,以在易燃气体区域。

在陆地上(农业工业)的设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表和自动化电路的电线系统,在易燃气体和可燃粉尘的危险区域。

在FPSO(浮式生产储卸油船)船舶的海上设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表和自动化回路的电线系统,以在易燃气体区域。

电力、控制、仪表和自动化电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆槽,并通过“Ex”电缆压接装置在电缆进入的区域,适用于有燃气和可燃粉尘的危险区域(陆上石油化工装置)。

电力、控制、仪表和自动化电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆桥架,并通过“Ex”电缆压接装置进行电缆引入,在陆地设施(化工厂)的易燃气体和可燃粉尘危险区域。

海上设施(FPSO)中,通过托盘和电缆槽以及“Ex”型电缆压接装置对电力、控制、仪表和自动化回路的布线和电缆分配系统进行安装,以确保在易燃气体区域的安全。

电力、控制、仪表和自动化电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆桥架,并通过“Ex”电缆压接装置在电缆进入的区域,适用于有燃气和可燃性粉尘的危险区域(陆上化学工厂)。

电力、控制、仪表和自动化电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆桥架,并通过“Ex”电缆压接装置在电缆进入处,在陆地上分类为易燃气体和可燃粉尘的区域(石油衍生物燃料终端)。

在FPSO(浮式生产储卸油船)船舶的海上设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表和自动化回路的电线系统,以在易燃气体区域。

控制、仪器和自动化回路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆槽,并通过“Ex”电缆压接装置在电缆进入的区域,这些区域在陆地上(化工厂)被分类为易燃气体和可燃粉尘。

在陆地上(农业工业)的设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表和自动化电路的电线系统,在易燃气体和可燃粉尘的危险区域。

在陆地上(农业工业)的设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表和自动化电路的电线系统,在易燃气体和可燃粉尘的危险区域。

电力、控制、仪表和自动化电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆桥架,并通过“Ex”电缆压接装置在电缆进入的区域,适用于有燃气和可燃性粉尘的危险区域(陆上化学工厂)。

电力、控制、仪表、自动化和电信电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆桥架,并通过“Ex”电缆压接装置进行电缆引入,在陆地上有易燃气体和可燃性粉尘分类区域的化工厂(化工厂)。

在陆地上(农业综合体工业)的设施中,通过托盘和电缆桥架安装电力、控制、仪表、自动化和电信电路的电缆系统,特别是在易燃气体和可燃粉尘分类区域。

电力、控制、仪表、自动化和电信电路的布线和电缆分配系统安装示例,通过托盘和电缆桥架,并通过“Ex”电缆压接装置进行电缆引入,在陆地上有易燃气体和可燃性粉尘分类区域的化工厂(化工厂)。

关于在分区区域内通过托盘和电缆槽进行电缆安装的结论

在包含易燃气体或可燃性粉尘的爆炸性气氛的区域内,通过使用系统盘或导电槽来安装电力和控制电缆,提供了显著的优势和好处,在资本支出(Capital Expenditure)和运营支出(Operational Expenditure)方面,与使用封闭式电缆导管(conduits)和导线等其他安装方法相比,具有以下主要方面的优势:

在CAPEx视角下,条形板和导电槽布线系统在分类区域的益处:

  • 最低工程和设计成本:通过导体进行布线的区域分类通常比通过电极进行安装的设计和规划更简单、成本更低、所需时间和资源更少

  • 减少安装设备的投资:安装托盘和电气导轨所需的工具不那么专业,从而在购买或租赁设备上节省了成本

  • 材料成本降低:与电极棒相比,托盘和电极条通常使用更少的材料,从而导致较低的初始材料成本

  • 最低安装成本:在托盘或电缆桥架上安装电缆通常更快、更简单,从而降低人工成本并缩短项目完成所需时间

  • 带曲线和组装配件的经济性:与需要多种导体的母线相比,柔性母线、螺纹接头、公/母接头、膨胀接头、弯头、曲线和连接件,电缆托盘和母线系统只需要很少的配件,从而节省成本

  • 扩展性:托盘和母线允许轻松添加新电缆,从而减少新安装的需求,并相应地降低扩展项目相关的成本

  • 较少的结构修改需求:安装托盘或导电条可能对现有结构的干预更少,需要的结构修改更少,从而减少与翻新相关的成本

在运营和维护(OPEx)视角下,系统盘管和电气母线在分类区域的益处:

  • 通过安全来降低成本:在被分类的区域中,如在传送系统中发现的大量偏差或不符合项,例如缺少封条装置的安装或缺少带有防爆认证“d”的金属包装的螺纹或公/母接头的安装,以及电缆的暴露,可以早期检测到故障或问题,从而减少与非计划停机或事故相关的成本

  • 检查便利性:对安装在托盘或母线上的电缆进行目视检查更加简单快捷,从而降低了对设备和设施“Ex”进行定期检查的运营成本

  • 未来对更新和修改的较少需求:托盘系统的优势在于其灵活性,允许在较少影响运营成本的情况下进行调整或扩展,因为与使用电极丝系统相比,更换或修改系统的必要性较小

  • 较低的维修和恢复成本:在发生故障或需要更换电缆的情况下,通过托盘或电气导轨系统进行的便捷访问减少了“Ex”装置维修和恢复服务的时间和成本

  • 降低维护成本:将电缆暴露在托盘或电气导轨上,便于对“Ex”电气和仪表设备进行维护,使其更加快速、成本更低,并减少复杂的拆卸需求

  • 运营效率:通过在托盘或电缆架上组织和方便访问电缆,提高了“Ex”维护和电缆管理服务的效率,减少了停机时间和运营连续性中断

  • 能源消耗减少:在托盘或电线槽中最佳的散热可以导致电缆温度降低,减少电阻,从而减少能源消耗,这正面影响了运营成本指数

  • 系统最长使用寿命:在电缆槽和电缆桥架系统中,最佳的散热效果可以延长电缆的使用寿命,推迟更换的需求,并在整个生命周期中降低仪表、自动化、电信和电力“Ex”设施的维护成本

在MCT(多电缆传输)区域分类的区域中进行电缆托盘系统 - 在分类区域和非分类区域之间的边界

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14

电缆布线和分配系统通过电缆桥架和电缆导管安装,电缆通过电缆压接“Ex”装置进入易燃气体或可燃性粉尘危险区域。规范 ABNT NBR IEC 60079-14



优弘YOHO国际认证检测中心是一家独立第三方技术服务机构,专业从事产品测试、评估、检验与认证,主营范围:NR13认证、巴西NR12认证、欧盟CE认证、哥伦比亚RETIE认证、德国Blue Angel认证、马来西亚DOSH认证、巴西NRs认证以及墨西哥NOM认证等等。 优弘是亚太地区惟一一家经巴西劳工福利(MTE)部注册和圣保罗CREA批准设立具有CREA资质从事NR12/NR13认证的机构,YOHO巴西分公司位于圣保罗,拥有20余名专业工程师,常年为MODEC、SBM、YINSON、PETRONAS等大型海工集团提供NR认证服务,且YOHO-Brazil常年为PETROBRAS提供海工设备检验和年检。凡是出口到出口到巴西的所有压力容器,锅炉和管道均必须遵守NR 13法规。