Abschnitt 7. Elektrische Ausrüstung von Sonderanlagen

Elektrolyseanlagen und Anlagen für galvanische Beschichtungen. Allgemeine Anforderungen

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regeln für die Installation elektrischer Anlagen (PUE)

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7.10.8. Der Stromversorgungskreis (Gruppe oder einzeln) von Elektrolyseanlagen und Galvanikanlagen sowie die Typen, Typen, Parameter und Anzahl der Gleichrichtereinheiten und deren Bauart, das Material und der Querschnitt der Verbindungsleiter und der Sammelschienen der Bäder selbst Die Auswahl sollte in der Regel auf der Grundlage einer technischen und wirtschaftlichen Analyse unter Berücksichtigung der Gewährleistung der erforderlichen Zuverlässigkeit der Stromversorgung erfolgen.

7.10.9. Für Unternehmen, die über Elektrolyseanlagen mit Umspannwerken mit großer installierter Leistung von Gleichrichtereinheiten verfügen, wird empfohlen, separate Stromversorgungssysteme für die technologische Last der Elektrolyseproduktion mit den elektrischen Lasten der Energieanlagen und der elektrischen Beleuchtung aller Haupt- und Nebenanlagen einzuführen das Unternehmen über separate Abwärtstransformatoren, die über Übertragungsleitungen mit Verteilungsgeräten in der Nähe von Erzeugungsquellen oder mit den Stromnetzen des Versorgungsenergiesystems für eine Spannung von 110-500 kV nach dem „Deep Input“-Schema mit einer Mindestanzahl verbunden sind von Transformations- und Schaltstufen (die Spannungsklasse wird auf der Grundlage technischer und wirtschaftlicher Berechnungen in Abhängigkeit vom Stromverbrauch des Unternehmens bestimmt).

An die 0,4-kV-Schaltanlage sind Gleichrichtereinheiten von Elektrolyseanlagen zur Erzeugung von Wasserstoff zur Kühlung von Turbogeneratoren für den Eigenbedarf des Kraftwerks angeschlossen.

7.10.10. Das System der örtlichen Stromversorgung von technologischen und anderen elektrischen Verbrauchern von Elektrolyseanlagen und galvanischen Beschichtungsanlagen muss unter Berücksichtigung der Bedingungen für die Sicherstellung im Verteilungsnetz des Unternehmens und an der Grenze der Bilanz elektrischer Netze durchgeführt werden akzeptabel gemäß GOST 13109 Stromqualitätsindikatoren (PQE).

Um den Gehalt höherer harmonischer Spannungskomponenten im Allzweckversorgungsnetz in Umspannwerken von Elektrolyseanlagen und Galvanikanlagen zu begrenzen, wird empfohlen, Gleichrichtereinheiten mit einer großen Anzahl von Gleichrichtungsphasen und jeweils einem äquivalenten Mehrphasen-Gleichrichtungsmodus zu verwenden der Einheiten (Einheitengruppen) und andere technische Lösungen zur Kompensation harmonischer Komponenten. Konkrete Entscheidungen zur Kompensation von Oberschwingungen im Verteilnetz eines Unternehmens werden auf der Grundlage entsprechender technischer und wirtschaftlicher Berechnungen getroffen.

7.10.11. In Elektrolyseanlagen sind Reihen von Elektrolysebad-Elektrolyseuren hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Stromversorgung als Stromempfänger der Kategorie I einzustufen.

Die Kategorien anderer elektrischer Empfänger von Elektrolyseanlagen und elektrischer Empfänger von Galvanikanlagen sollten gemäß den Industriestandards für technologisches Design festgelegt werden.

7.10.12. Bezüglich der Gefahr eines Stromschlags für Personen in den Räumlichkeiten von Anlagen, Werkstätten¹⁾ (Bahnhöfe, Gebäude, Abteilungen) Elektrolyse und galvanische Beschichtungen gelten als Hochrisikobereiche.

1. Elektrolysewerkstatt – eine Reihe von Elektrolysegebäuden (Gebäuden) einer oder mehrerer Serien. Die Elektrolysewerkstatt kann auch eine Gießereiabteilung sowie Hilfs- und Wirtschaftsräume umfassen.

7.10.13. Die Spannung elektrischer Empfänger, die in Elektrolysewerkstätten (Stationen, Gebäuden) installiert sind, sollte in der Regel nicht mehr als 1 kV Wechsel- und Gleichstrom betragen. Mit einer entsprechenden Machbarkeitsstudie ist es möglich, Gleichrichter mit einer höheren Nennspannung zum Betrieb einer Reihe von Elektrolysebädern zu verwenden.

7.10.14. Allgemeinbeleuchtungskörper – das „obere Licht“ von Elektrolysehallen (Gebäuden) – können von Allzwecktransformatoren mit einer Sekundärspannung von 0,4 kV und einem fest geerdeten Neutralleiter mit Strom versorgt werden. Gleichzeitig befinden sich im Erdgeschoss zweistöckiger Gebäude und in einstöckigen Gebäuden Metallgehäuse für Lampen, Vorschaltgeräte, Abzweigkästen usw. Elektrische Leitungselemente müssen von den Gebäudestrukturen isoliert werden.

Metallgehäuse von Deckenleuchten, Vorschaltgeräten und Abzweigkästen, die sich in einer Höhe von mehr als 3,5 m über dem Versorgungsbereich des Elektrolyseurs befinden, müssen nicht von Stahlkonstruktionen isoliert werden.

7.10.15. Eine stationäre lokale Beleuchtung in Elektrolysewerkstätten (Gebäude, Hallen) ist in der Regel nicht erforderlich. Eine Ausnahme bilden die Hauptproduktionsstätten von Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Chlor (siehe 7.10.47).

7.10.16. Tragbare (handgehaltene) elektrische Lampen, die in Elektrolysehallen (Gebäuden) und in Hilfswerkstätten (Werkstätten) verwendet werden, dürfen eine Spannung von nicht mehr als 50 V haben und über einen sicheren Trenntransformator der Klasse II gemäß § 30030 Abs. XNUMX BGB an das Stromnetz angeschlossen sein GOST XNUMX.

7.10.17. Elektrowerkzeuge (elektrische Bohrmaschinen, elektrische Bohrmaschinen, elektrische Staubsauger usw.), die in Elektrolyseräumen (Gebäuden) verwendet werden, müssen über eine doppelte Isolierung verfügen und über einen Trenntransformator an das Versorgungsnetz angeschlossen werden.

7.10.18. Elektromotoren, Elektroheizungen und andere elektrische Wechselstromempfänger, deren Gehäuse direkt mit dem vom Boden isolierten Elektrolyseurkörper verbunden sind, sollten in der Regel eine Spannung von nicht mehr als 50 V haben. Es wird empfohlen, spezielle Elektromotoren zu verwenden eine Spannung von 50 V mit verstärkter Isolierung in einer den Umgebungsbedingungen gerechten Bauweise.¹⁾

Elektromotoren für Spannungen von 50 bis 380 V Wechselstrom dürfen unter folgenden Bedingungen verwendet werden: Elektromotoren oder eine Gruppe von Elektromotoren, die in nicht mehr als 15 Elektrolyseuren installiert sind, sind an ein Allzwecknetz (an einen Allzwecktransformator mit) angeschlossen einem isolierten Neutralleiter) über einen Trenntransformator.

Tragbare Elektroheizgeräte mit einer Leistung von bis zu 120 kW (während des Heizvorgangs im Elektrolyseur installiert) dürfen über einen außerhalb des Raums mit Elektrolysebädern angebrachten Trenntransformator an das Versorgungsnetz angeschlossen werden, sofern die Gesamtlänge der Sekundärspannungsverteilung erreicht ist Das Netzwerk darf 200 m nicht überschreiten und es ist eine Blockierung vorgesehen, um die gleichzeitige Aktivierung der Heizungen mehrerer Elektrolyseure zu verhindern.

1. Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Chlor unterliegen nicht der Anforderung einer verstärkten Isolierung von Elektromotoren; darüber hinaus darf in solchen Anlagen ein Elektromotor oder eine Gruppe von Elektromotoren, die nur zu einem Elektrolyseur gehören, an a angeschlossen werden gemeinsamer Trenntransformator.

7.10.19. Die Räumlichkeiten von Elektrolyseanlagen, in denen während des Elektrolyseprozesses Wasserstoff freigesetzt oder in geschlossenen Geräten zirkuliert wird, müssen mit einer Absaugung mit natürlichem Impuls (mit Deflektoren oder Belüftungslaternen) ausgestattet sein, wobei die Bildung unbelüfteter Räume unter der Decke ausgeschlossen ist.

Solche Räume, in denen die Bedingungen des technologischen Prozesses die Bildung eines übermäßigen Explosionsdrucks im Raum von mehr als 105 kPa, berechnet nach NPB 95-5, ausschließen, verfügen gemäß der in GOST R 51330.9 angegebenen Klassifizierung über eine Explosionszone der Klasse 2 und nur im oberen Teil des Raumes. Die explosionsgefährdete Zone wird herkömmlicherweise auf 0,75 der Gesamthöhe des Raumes ab Bodenhöhe angenommen, die untere Grenze der Zone darf jedoch nicht höher als die Kranbahn sein.

In diesem Bereich sollten unter der Raumdecke Sensoren angebracht werden (in der Regel mindestens zwei pro 36 m2 Raumfläche), die an ein automatisiertes System zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration in der Luft angeschlossen sind. Das System muss Ton- und Lichtalarme bereitstellen und die Startvorrichtungen von Elektromotoren und anderen elektrischen Empfängern von Hebe- und Transportgeräten (sofern solche elektrischen Geräte in einem bestimmten Raum vorhanden sind) blockieren (oder ausschalten), wenn der Wasserstoffgehalt steigt im kontrollierten Bereich des Raumes 1,0 Vol. überschreitet. %.

7.10.20. In Räumen von Elektrolyseanlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen sollten zur elektrischen Beleuchtung grundsätzlich komplette Beleuchtungsgeräte mit Schlitzlichtwellenleitern (SFO) eingesetzt werden. Die Lichtquellen dieser Geräte sind in Kammern untergebracht, die Teil der COU sind. Der Anschluss von Kameras mit Lichtleitern muss einen Schutzgrad der Kameraseite der Lichtleiter von mindestens IP 54 gewährleisten. KOU-Kameras müssen außerhalb der explosionsgefährdeten Umgebung in einer Wand, die an einen angrenzenden nicht explosionsgefährdeten Raum grenzt, oder in einem externen Bereich angebracht werden Wand.

Zusätzlich zur KOU wird empfohlen, Allzwecklampen zu verwenden, die installiert sind:

• hinter nicht zu öffnenden doppelt verglasten Fenstern ohne Riegel und Lüftungsöffnungen;
• in speziellen Nischen mit Doppelverglasung in der Wand;
• in speziellen Laternen mit Doppelverglasung in der Decke;
• in Glaskästen.

Nischen und Laternen müssen mit natürlicher Außenluft belüftet werden.

Verglaste Kästen müssen mit sauberer Luft unter Überdruck ausgeblasen werden. An Stellen, an denen Glasbruch im Kasten möglich ist, sollte zur Verglasung bruchsicheres Glas verwendet werden.

7.10.21. Es wird empfohlen, Elektrolysehallen (Gebäude) mit Hebe- und Transportvorrichtungen für die Durchführung von Installations-, Technologie- und Reparaturarbeiten auszustatten. In den Räumlichkeiten von Elektrolyseanlagen, in deren oberen Zonen sich explosionsfähige Zonen befinden können (siehe 7.10.19), müssen diese Mechanismen (deren elektrische Ausrüstung) gemäß den Anforderungen des Kapitels ausgelegt sein. 7.3.

In Elektrolysegebäuden mit Laufkränen müssen Leitern für den Abstieg des Kranführers aus der Krankabine aus nichtleitendem Material bestehen. Wenn solche Gebäude nicht über eine Galerie für die Bedienung der Kranbahnen verfügen, muss eine Konstruktion getroffen werden, die einen sicheren Abstieg des Kranführers gewährleistet, wenn die Krankabine an einem anderen Ort als dem Landeplatz stoppt (z. B. bei einem Absturz). Unfall).

7.10.22. Stromleiter (Sammelschienen) von Elektrolyseanlagen müssen in der Regel aus Sammelschienen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit erhöhter mechanischer Festigkeit und Dauerfestigkeit bestehen. Sammelschienen von Stromleitern sollten mit korrosionsbeständigen Lacken und in Bereichen mit einer Betriebstemperatur von 45 °C und mehr mit hitzebeständigen Lacken geschützt werden (mit Ausnahme von Sammelschienen in Aluminium-Elektrolysegehäusen).

Kontaktverbindungen von Sammelschienen müssen durch Schweißen hergestellt werden, mit Ausnahme von Zwischenbädern, sowie Nebenschlusssammelschienen (Sammelschienen) und Verbindungsschienen zu Gleichrichtern, Schalt- und anderen Geräten, zu Abdeckungen oder Endplatten von Elektrolyseuren.

Für die Verlegung durch Elektrolyseure in Hochtemperaturbereichen müssen Drähte oder Kabel mit hitzebeständiger Isolierung und Ummantelung verwendet werden.

Zur Überbrückung des aus der Betriebsreihe ausgekoppelten Elektrolyseurs (Elektrolysebad) ist eine stationäre oder mobile Überbrückungseinrichtung (Trennschalter, Schalter, Kurzschließer, Flüssigmetall-Überbrückungseinrichtung) vorzusehen. Das mobile Shunt-Gerät muss vom Boden isoliert sein.

Die Reduzierung des Einflusses magnetischer Felder auf den Betrieb von Geräten und Instrumenten in der Elektrolysehalle (Gebäude und sonstige Produktionsräume) sowie auf den Betrieb der Elektrolyseure selbst muss durch Einhaltung der Industriestandards der jeweiligen Produktion sichergestellt werden.

7.10.23. Die elektrische Isolierung von Reihen von Elektrolysebädern, Gebäudestrukturen, Kommunikationsmitteln (Stromleiter, Rohrleitungen, Luftkanäle usw.) muss die Möglichkeit ausschließen, Erdpotential in die Elektrolysehalle (Gebäude) einzuführen und Potential aus der Halle (Gebäude) zu entfernen (siehe auch 7.10.24, 7.10.29 - 7.10.30).

Die elektrische Isolierung vom Boden der Reihe von Elektrolyseuren und Galvanikbädern sowie die Stromleiter zu ihnen müssen zur Inspektion und Überwachung ihres Zustands zugänglich sein.

7.10.24. In Elektrolysehallen (Gebäuden) (ausgenommen Hallen mit Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser) müssen diese zusätzlich zu den in 7.10.23 genannten Elementen über eine elektrische Isolierung zum Erdreich verfügen:

• Innenflächen von Wänden bis zu einer Höhe von bis zu 3 m und Säulen bis zu einer Höhe von bis zu 3,5 m ab der Höhe der Arbeitsplattformen des ersten Stockwerks bei einstöckigen Gebäuden bzw. des zweiten Stockwerks bei zweistöckigen Gebäuden;
• Metall- und Stahlbetonkonstruktionen von Arbeitsplattformen in der Nähe von Elektrolyseuren;
• Überlappung von Buskanälen und Fußböden in der Nähe von Elektrolyseuren;
• Kanaldeckel aus Metall;
• Metallteile von Lüftungsgeräten, die sich auf dem Boden und in der Nähe der Gehäusewände befinden;
• Metallrohrleitungen, Halterungen und andere Metallkonstruktionen, die sich innerhalb des Geländes in einer Höhe von bis zu 3,5 m über dem Boden befinden;
• Hebe- und Transportmechanismen (siehe 7.10.21).

7.10.25. Metall- und Stahlbetonkonstruktionen von Arbeitsplattformen in der Nähe von Elektrolyseuren müssen (mit Ausnahme von Konstruktionen in der Nähe von Elektrolyseuren von Magnesium- und Aluminiumelektrolyseanlagen) mit Gittern aus Holz abgedeckt werden, die mit einer feuerbeständigen Zusammensetzung imprägniert sind, die ihre dielektrischen Eigenschaften nicht negativ beeinflusst, oder aus anderem dielektrischen Material.

7.10.26. Die Einführungen von Sammelschienen in das Elektrolysegehäuse (Gebäude) müssen mit einem Metallgitter oder einer Konstruktion aus elektrisch isolierenden Materialien auf einem Metallrahmen bis zu einer Höhe von mindestens 3,5 m über dem Boden eingezäunt sein. Netze oder Metallrahmenkonstruktionen müssen vom Stromleiter isoliert werden.

7.10.27. Stromleiter von Elektrolyseanlagen, mit Ausnahme von Zwischenwannen, Nebenleitern und Stromleitungen (Ableitungen) zu Endbädern, müssen in folgenden Fällen eingezäunt sein:

• wenn sich horizontale Leitungsabschnitte oberhalb von Durchgängen in einer Höhe von weniger als 2,5 m über dem Boden befinden oder sich im Bewegungsbereich von Kränen und Werkstattfahrzeugen befinden1;
• in einem Abstand von weniger als 2,5 m zwischen Leitern, die sich in einer Höhe von weniger als 2,5 m über dem Boden befinden, und geerdeten Rohrleitungen oder geerdeten Geräten¹⁾;
• wenn sich Leiter in der Nähe der Landeplätze von Brückenkränen befinden, wenn der Abstand von ihnen zu diesen Landeplätzen weniger als 2,5 m beträgt.

7.10.28.1 In Elektrolysehallen (ausgenommen Hallen mit Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser) ist die Installation einer Erdungsleitung für Drehstromempfänger von Produktionsmaschinen nicht zulässig. Bei solchen elektrischen Empfängern sollten freiliegende leitfähige Teile an einen Schutzleiter angeschlossen werden. Als zusätzliche Maßnahme ist der Einsatz eines Fehlerstromschutzschalters möglich.

Offene leitende Teile von Wechselstromempfängern mit einem Abstand von weniger als 2,5 m zu den stromführenden Teilen von Elektrolyseuren müssen eine abnehmbare Isolierhülle haben.

1. Gilt nicht für Aluminiumelektrolyseanlagen.

7.10.29. Es wird empfohlen, Rohrleitungen in Aluminiumelektrolysegebäuden, in Werkstätten und in Elektrolysehallen (mit Ausnahme von Hallen mit Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser) aus nicht elektrisch leitfähigen Materialien auszuführen.

Bei der Verwendung von Metallrohrleitungen (auch gummierten) müssen Schutzrohre und -kanäle, elektrische Isoliereinlagen, Aufhänger und Isolatoren verwendet werden.

Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Leckströme zu reduzieren – um Strom aus Lösungen zu entfernen, die über isolierte oder nicht leitende Materialien (Violit, Vinylkunststoff, Glasfaser usw.) in Elektrolyseure gelangen oder aus diesen entfernt werden. Der Einsatz von Strahlbrechern oder anderen wirksamen Maßnahmen wird empfohlen.

7.10.30. Panzerkabel, Metallleitungen, Schutzrohre sowie Kommunikationskanäle für Technik, Dampf, Wasserversorgung, Belüftung usw. in Elektrolyseräumen (Gebäuden) sollten in der Regel in einer Höhe von mindestens 3,5 m über dem Gebäude verlegt werden Die Höhe der Arbeitsplattformen (nicht weniger als 3,0 m - für Hallen zur Elektrolyse wässriger Lösungen), vom Boden isoliert oder eingezäunt, verfügt über elektrisch isolierende Einsätze am Ein- und Ausgang der Halle (Gebäude) sowie an der Abzweigstellen zu den Elektrolyseuren und Verbindungen zu ihnen.

Wenn sich die aufgeführten Kommunikationsmittel in Elektrolysehallen (Gebäuden) unterhalb der angegebenen Höhe befinden, müssen sie zusätzlich über eine zweistufige elektrische Isolierung von Gebäudestrukturen sowie elektrisch isolierende Einsätze entlang der Länge der Halle (Gebäude) verfügen in Übereinstimmung mit den Anforderungen der Industriestandards.

Das Kabel, an dem Drähte oder Kabel im Elektrolyseraum (Gebäude) befestigt werden, muss gegenüber Gebäudestrukturen elektrisch isoliert sein.

7.10.31. Kabelleitungen von Elektrolyseanlagen müssen auf Strecken verlegt werden, auf denen Notfallsituationen unwahrscheinlich sind (z. B. ist das Eindringen von geschmolzenem Elektrolyten bei einem Notaustritt des Elektrolyten aus dem Elektrolyseur ausgeschlossen).

7.10.32. Elektrische Geräte, die auf Fundamenten, Rahmen und anderen Strukturen installiert sind, dürfen keine lösbaren elektrischen Verbindungen haben, die der Beobachtung entzogen sind. Abnehmbare elektrische Anschlüsse müssen für Wartungs- und Reparaturzwecke leicht zugänglich sein.

7.10.33. Elektrische Verteilungseinrichtungen mit einer Spannung bis zu 1 kV für Strom- und Beleuchtungsnetze müssen in einem Abstand von mindestens 6 m von ungeschützten Leitern oder Teilen von Elektrolyseuren unter gleichgerichteter Stromspannung angeordnet sein.

7.10.34. Die Zentrale und (oder) die Instrumentierung und Automatisierung (sofern ihr Bedarf gerechtfertigt ist) müssen mit geeigneten Mitteln zur Regelung und Steuerung von Elektrolyseprozessen und zur Überwachung des Betriebs von Geräten, einschließlich Konvertern, sowie einem Alarmsystem ausgestattet sein, das über den Start informiert. Stopp und Verstöße gegen den Betriebsmodus des Geräts oder über Schäden an der Isolierung in kontrollierten Stromkreisen.

7.10.35. Um außer Sichtweite befindliche Geräte zu aktivieren, muss ein Startalarm vorhanden sein. In begründeten Fällen wird auch der Einsatz optischer Geräte (Spiegel, Teleskoprohre etc.) und industrieller Fernsehgeräte empfohlen.

7.10.36. In Elektrolyseanlagen, in denen Notfallsituationen eine sofortige Abschaltung der Stromversorgung der Elektrolyseure erfordern, müssen in der Elektrolysehalle und in der zentralen Schalttafel und (oder) der Instrumententafel Druckschalter zur Notabschaltung der Gleichrichter installiert werden. Die Möglichkeit, diese Geräte zur nachträglichen Inbetriebnahme von Gleichrichtern zu verwenden, muss ausgeschlossen werden.

7.10.37. Elektrolyseanlagen, in deren Elektrolyseuren eine erhöhte Spannung auftreten kann (z. B. durch den „Anodeneffekt“), müssen mit einer Alarmanlage ausgestattet sein, um das Personal hierüber zu informieren.

7.10.38. In den Räumlichkeiten der Elektrolyseproduktion, einschließlich der Konverterstation, müssen Lautsprecher- und (oder) Telefonkommunikation gemäß dem im Unternehmen (Pilotanlage) akzeptierten Servicesystem bereitgestellt werden.

7.10.39. Zur Steuerung des Betriebsmodus einer Reihe von Bädern in Gebäuden, Elektrolysestationen (Werkstätten) oder an einer Umspannstation muss Folgendes bereitgestellt werden:

• Amperemeter für jede Serie;
• Voltmeter für jede Serie und jedes Gehäuse, wenn sie über Sammelschienen versorgt werden;
• ein Voltmeter für jedes Bad (oder ein Voltmeter mit Mehrstellungsschalter für eine Gruppe von Bädern), wenn der technologische Prozess auf der Grundlage der Betriebsspannung der Bäder durchgeführt wird;
• Geräte (Instrumente) zur Überwachung der Isolierung jedes Gleichstrom-Bussystems oder jeder Gruppe von Elektrolyseuren, die entweder von einem geregelten Gleichstromnetz oder von einem Wechselstromnetz über einzelne oder Gruppen-Trenntransformatoren mit Strom versorgt werden;
• Voltstunden- oder Amperestundenzähler (je nach technologischen Anforderungen) für eine Reihe oder Gruppe von Bädern;
• Auf der Primärseite des Wandlertransformators der Gleichrichtereinheit installierter Zähler für den Stromverbrauch.

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