Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Охранно-пожарная сигнализации для объектов ТЭК

В рубрику "Директор по безопасности" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Охранно-пожарная сигнализации для объектов ТЭК

На объектах топливно-энергетического комплекса, химической, горнорудной и металлургической промышленности существуют технологические процессы, связанные с переработкой, хранением, транспортировкой горючих жидкостей и взрывоопасных газов. Кроме того, к взрывоопасным производствам относятся автозаправочные станции, фармацевтические, деревообрабатывающие, кондитерские, мукомольные предприятия, зернохранилища, предприятия и объекты ВПК и многое другое. Практически на любом современном производстве есть взрывоопасные помещения или зоны: газовые котельные, склады горюче-смазочных и лакокрасочных материалов, окрасочные цеха или камеры. Опасность возгорания и взрыва несут в себе самые различные технологические процессы
Сергей Образцов
Директор по развитию ЗАО "РИЭЛТА"

Любая нештатная ситуация, например поломка оборудования или неквалифицированные действия персонала, на взрывоопасном объекте зачастую приводят к гораздо более тяжким последствиям, чем аналогичное проишествие на "обычном" производстве. По статистике, наиболее частой причиной гибели рабочих на опасных производствах являются взрывы и вызванные ими пожары. Ежегодно сотни людей гибнут при взрывах на различных нефте- и газодобывающих, перерабатывающих предприятиях, шахтах, объектах энергетики, при пожарах на складах горючих веществ и химреактивов. В современном мире также нельзя списывать со счетов и опасность предумышленных попыток совершения террористических актов. В таких случаях к оборудованию для организации охраны от несанкционированных проникновений предъявляются дополнительные требования по имитостойкости, количеству рубежей охраны, тактикам охраны и уровням доступа.

Выбираем вид защиты

Для предотвращения чрезвычайных происшествий во всем мире разрабатываются нормативные документы, регламентирующие дополнительные требования к оборудованию, устанавливаемому во взрывоопасных зонах. Помимо функционального назначения такое оборудование ни в коем случае само не должно стать источником взрыва – оно должно иметь взрывозащищенное исполнение.

По способу обеспечения взрывобезопасности электротехнического оборудования различают несколько так называемых видов взрывозащиты. В сфере охранно-пожарной сигнализации наиболее часто применяют такие способы, как:

1) взрывонепроницаемая оболочка d (рис. 1);


2) искробезопасная электрическая цепь i (рис. 2).


Первый вид взрывозащиты основывается на локализации взрыва в оболочке, то есть допускается возникновение взрыва внутри оболочки, однако ее конструкция гарантирует, что разрыв не распространится во внешнюю среду. Такое оборудование обычно выполняется в усиленных металлических корпусах и имеет достаточно большие габариты и вес. При использовании этого вида взрывозащиты шлейфы сигнализации и питания должны прокладываться в стальных водогазопроводных трубах либо необходимо использовать бронекабель. К числу очевидных преимуществ этого вида взрывозащиты можно отнести то, что потребляемая мощность подключаемых датчиков и оповещателей практически не ограничивается и они могут подключаться к ПКП в обычном исполнении. К числу недостатков такого способа построения системы охранно-пожарной сигнализации можно отнести высокую стоимость оборудования и монтажа, а также повышенные требования, предъявляемые к регламентному обслуживанию сигнализации.

Второй наиболее широко применяемый в системах ОПС вид взрывозащиты – искробезопасная электрическая цепь i. Он основывается на ограничении энергии, поступающей во взрывоопасную зону, до безопасного уровня, при котором исключается возникновение искры, способной вызвать воспламенение газовой смеси. Искрообразование не происходит даже при коротком замыкании цепи или ее обрыве, когда на оборванных контактах появляется напряжение холостого хода. Предъявляются также требования по предотвращению накопления энергии внутри оборудования и исключению возможности нагрева каких-либо из его элементов. Основное преимущество такого вида взрывозащиты заключается в том, что подобные устройства при подключении к соответствующим искробезопасным цепям даже при каких-либо неисправностях не способны генерировать искру или оказать тепловое воздействие, которое может инициировать взрыв. Это в значительной степени облегчает техническое обслуживание и исключает серьезные последствия при ошибках обслуживающего персонала. Поскольку особые требования к способу прокладки проводов не предъявляются, стоимость монтажа такой сигнализации практически не отличается от стоимости монтажа обычной ОПС. Искробезопасная электрическая цепь считается самым надежным видом взрывозащиты, и только с ее применением допускается создавать оборудование для установки в тех зонах, где взрывоопасная газовая смесь может находиться постоянно. Но, исходя из самого принципа недопущения опасной энергии во взрывоопасную среду, барьеры искрозащиты необходимо устанавливать вне взрывоопасной зоны и, следовательно, их включение в любой обычный ПКП недопустимо. Да и само оборудование должно быть согласовано по искробезопасным параметрам.

Искробезопасная цепь: изучаем особенности

Традиционно, невзирая на дороговизну и неудобства, взрывозащищенное оборудование ОПС преимущественно выпускалась во взрывонепроницаемой оболочке, а с искробезопасной цепью на рынке имелось лишь несколько наименований извещателей, таких как пожарные ручные, пожарные тепловые или охранные магнитоконтактные. Большинство проектировщиков и заказчиков привыкли именно к оборудованию во взрывонепроницаемой оболочке, один только внешний вид которого внушает уважение. Но с развитием элементной базы все больше оборудования ОПС выпускается с видом взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь". Изменилась и нормативная база. Теперь в те зоны, где взрывоопасная газовая смесь может присутствовать постоянно (зоны класса 0), допустимо устанавливать только электрооборудование с видом взрывозащиты "искробезопасная цепь i".

Но у искробезопасной цепи есть некоторые особенности, которые необходимо учитывать при проектировании и монтаже ОПС. Рассмотрим их. Самым простым и привычным для искробезопасного оборудования способом формирования искробезопасной цепи является установка в разрыв шлейфа сигнализации обычного ПКП-барьера искрозащиты. Однако включение в разрыв шлейфа сигнализации внешнего барьера искрозащиты не гарантирует надежную работу ПКП с любыми типами извещателей. Вопрос согласования цепи "ПКП – барьер – извещатели" крайне важен, ведь большинство пассивных барьеров искрозащиты содержит в себе токоограничительный резистор величиной порядка 1 кОм. Этот резистор может вносить значительные изменения в параметры шлейфа сигнализации. Например, при включении барьера искрозащиты с токоограничительным резистором номиналом 1 кОм последовательно в шлейф сигнализации практически любого ПКП вместо извещения "Неисправность" при коротком замыкании шлейфа будет выдаваться извещение о пожаре. Это недопустимо по нормативным документам и может привести к ложному пуску системы автоматического пожаротушения.

Однако существуют барьеры искрозащиты, специально разработанные для работы в системах ОПС и не вносящие дополнительного сопротивления в шлейф. Они измеряют сопротивление шлейфа и через гальваническую развязку выставляют такое же значение сопротивления на выходе.

Проверка на совместимость

Промышленные объекты, в том числе крупные предприятия, обычно имеют в своем составе не только взрывоопасные помещения или зоны. Количество взрывоопасных зон никогда не бывает большим. По статистике, одного шлейфа сигнализации чаще всего не хватает даже для небольшого взрывоопасного помещения, а в большинстве случаев необходимо иметь от 4 до 16 шлейфов. В таком случае экономически более выгодно использовать не отдельные барьеры искрозащиты, а приемно-контрольные приборы со встроенными барьерами искрозащиты. Преимущество ПКП с интегрированными барьерами искрозащиты в том, что исключаются проблемы, связанные с согласованием, монтажом и правильным подключением внешних блоков или устройств искрозащиты. Однако, кроме согласованности по функциональным параметрам, искробезопасное оборудование должно быть совместимо между собой по искробезопасным параметрам. Искробезопасные параметры должны быть приведены в приложении к сертификатам о взрывозащищенности и указаны на корпусах приборов. Извещатели, имеющие взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь i", недопустимо подключать к ПКП в общепромышленном исполнении, так как во взрывоопасную зону может попасть такая электрическая мощность, которая при определенных ситуациях (например, повреждении кабеля) может вызвать искрообразование.

В свою очередь, какой-либо извещатель в общепромышленном исполнении или с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка d" недопустимо подключать к искробезопасным цепям ПКП или барьера, так как внутри извещателя на емкостных и индуктивных элементах может накопиться достаточная для искрообразования энергия.

В соответствии с нормативными документами необходимо, чтобы значения напряжений (U0) и токов (I0), которые могут возникать в искробезопасных цепях ПКП или барьеров искрозащиты, не превышали максимально допустимые для взрывобезопасного оборудования (Ui и Ii):

Ui ≥ U0;

Ii ≥ I0,

где Ui – максимальное допустимое входное напряжение извещателей; U0 – максимальное выходное напряжение барьеров искрозащиты; Ii – максимальный допустимый входной ток извещателей; I0 – максимальный выходной ток барьеров искрозащиты.

Кроме того, необходимо учитывать возможные суммарные емкость и индуктивность шлейфа в целом, которые определяются не только собственными Li и Ci оборудования, но и параметрами кабельной трассы, то есть погонными значениями Lш и Cш конкретного типа кабеля и его протяженностью. Эти величины не должны превышать предельные значения L0 и C0, указанные на корпусе и в паспорте ПКП или барьера искрозащиты:

(Ci + Cш) ≤ C0;

(Ii + Iш) ≤ I0,

где Сi – сумма максимальных внутренних емкостей всех извещателей, подключенных к данному шлейфу; Li – сумма максимальных внутренних индуктивностей всех извещателей, подключенных к данному шлейфу; Сш, Lш – погонная емкость и индуктивность кабелей (приведены в паспортах на кабель); С0 – максимально допустимая емкость, которую можно включать в шлейф; L0 – максимально допустимая индуктивность, которую можно включать в шлейф.

С проводом или без: взвешиваем "за" и "против"

На практике правильный подбор барьера искрозащиты для конкретной комбинации извещателя ПКП является затруднительным, дорогостоящим, а иногда и невозможным. Далеко не все извещатели согласуются по искробезопасным параметрам с приемно-контрольными приборами или барьерами искрозащиты, и учет всех этих параметров ложится на плечи проектировщика. К тому же необходимо учитывать, что еще имеется целый ряд пожарных и охранных извещателей, которым требуется отдельная цепь питания. Подбор искробезопасного барьера и согласование параметров может стать непростой задачей для проектировщика.

В современном мире мы наблюдаем активный переход от безадресных систем ОПС к адресным, также четко прослеживается тенденция роста использования беспроводных технологий. На взрывоопасных промышленных объектах беспроводные системы ОПС не получили широкого распространения по двум причинам:

  • необходимо обеспечить взрывобезопасность самой батареи, что непросто и требует дополнительных серьезных конструктивных доработок;
  • радиосигналы плохо проходят в условиях высокого уровня помех от различного оборудования.

Адресные проводные системы ОПС активно развиваются и вытесняют безадресные за счет высокой информативности, "живучести" и резкого сокращения количества проводов. Рынок ОПС для взрывоопасных объектов по своему техническому уровню догоняет общепромышленный рынок ОПС, и эта тенденция будет сохраняться. Конечно, существует проблема совместимости – адресный ПКП работает в своем протоколе и только со "своими" извещателями. Но компании – производители ПКП и извещателей заинтересованы в интеграции для расширения рынков сбыта, что мы и наблюдаем сегодня.

При использовании ПКП или барьеров взрывозащиты, специально согласованных по всем параметрам и протоколам с извещателями, проектировщик освобождается от множества проблем в оборудовании взрывоопасных объектов системами ОПС. Это позволяет снизить риск серьезных экологических аварий, техногенных катастроф, обеспечить безопасность людей.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2017
Посещений: 3785

  Автор

Сергей Образцов

Сергей Образцов

Директор по развитию ЗАО "РИЭЛТА"

Всего статей:  2

В рубрику "Директор по безопасности" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций