Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Системы видеонаблюдения на взрывоопасных промышленных объектах Задачи. Выбор оборудования. Особенности построения систем Часть 2

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Системы видеонаблюдения на взрывоопасных промышленных объектах-2
Задачи. Выбор оборудования. Особенности построения систем
Часть 2

В первой части статьи, опубликованной в журнале "Системы безопасности" № 5/2010, были рассмотрены особенности построения систем видеонаблюдения на взрывоопасных промышленных объектах. Особое внимание было уделено классификации взрывоопасных зон в соответствии с российскими стандартами. Вторая часть статьи посвящена группам взрывозащищенного электрооборудования и областям его применения
М.В. Рукин
Генеральный директор компании "ЭРВИСТ"

Любое электротехническое оборудование, устанавливаемое во взрывоопасных зонах, должно быть выполнено в специальном взрывозащищенном исполнении.

Взрывозащищенное электрооборудование – это электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования. Взрыво-защищенное исполнение оборудования достигается с помощью различных видов взрывозащиты. Вид взрывозащиты – специальные меры, предусмотренные в электрооборудовании с целью предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной газовой среды; совокупность средств взрывозащиты электрооборудования, установленная нормативными документами.

Группы оборудования

Российские стандарты на взрывозащищенное оборудование вводят понятие "уровень взрывозащиты" – это степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях.

Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на две группы (табл. 1).


Электрооборудование, предназначенное для шахт и рудников, атмосфера которых может содержать в дополнение к метану примеси дргих горючих газов, должно конструироваться и ис-пытываться по требованиям, установленным для группы I, а также для той подгруппы группы II, которая соответствует другим горючим газам.

Уровни взрывозащиты

ГОСТ Р 51330.0 установлены три уровня взрывозащиты электрооборудования.

1. Электрооборудование повышенной надежности против взрыва – взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы. Знаки уровня – 2Ex или РПEx для рудничного оборудования.

2. Взрывобезопасное электрооборудование – взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Знаки уровня – 1Ex или РВEx для рудничного оборудования.

3. Особовзрывобезопасное электрооборудование – взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знаки уровня – 0Ex или РОEx (для рудничного оборудования).

Виды взрывозащиты

Виды взрывозащиты, обеспечивающие разные ее уровни, отличаются средствами и мерами обеспечения взрывобезопасности, оговоренными в стандартах на соответствующие виды взрывозащиты.

Основными и наиболее популярными видами взрывозащиты считаются вид взрывозащиты i – "искробезопасная электрическая цепь" и вид взрывозащиты d – "взрывонепроницаемая оболочка". Вид взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" (i) основывается на методе предотвращения взрыва или воспламенения за счет ограничения электрической и тепловой энергии. В оборудовании, выполненном с этим видом взрывозащиты, токи в цепях и электрических схемах приборов ограничиваются очень малыми значениями. В этом случае энергии искры не хватает для подрыва взрывоопасной смеси.

Многообразие видов взрывоза-щиты оборудования вызвано конкретными задачами по его применению. Любой вид взрывозащиты решает задачу преобразования оборудования в обычном исполнении во взрывозащищенное оборудование, но решает эту задачу по-своему. Тем не менее, согласно ГОСТ Р, наиболее высокий уровень взрывозащиты 0Ех (особо-взрывобезопасное оборудование) можно реализовать, только используя виды взрывозащиты i (ис-кробезопасные цепи уровня ia) или s – вид взрывозащиты "специальный". Соответственно во взрывоопасных зонах класса 0 возможно использование оборудования только с этими видами взрывозащиты. Приборы с видом взрывозащиты d (взрывонепрони-цаемая оболочка) способны обеспечить уровень взрывозащиты 1Ех или 2Ех в зависимости от конкретного исполнения оболочки корпуса и кабельных вводов. Области их применения – это взрывоопасные зоны класса 1 и 2. Для оборудования систем видеонаблюдения характерно в основном применение вида взрывоза-щиты d – "взрывонепроницаемая оболочка"

Вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" (d) основан на методе сдерживания взрыва, главный принцип которого – не дать энергии взрыва распространиться за пределы оболочки прибора. При использовании этого вида взрывозащиты на параметры прибора уже не накладываются ограничения по току, тепловой энергии, емкости и индуктивности электронных компонентов, но более жесткие требования предъявляются к конструкции и механической прочности корпуса прибора, а также к монтажу. Электротехническое оборудование может быть выполнено с несколькими видами взрывозащи-ты одновременно.

Электрооборудование группы II, выполненное с видами взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" и/или "искробезопасная электрическая цепь", подразделяется также на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасных смесей (табл. 2). Это подразделение базируется на безопасном экспериментальном максимальном зазоре (БЭМЗ) для оборудования с взрывонепроницаемыми оболочками или минимальном токе воспламенения (МТВ) для электрооборудования с искробезопасными цепями.


Электрооборудование, промаркированное как IIB, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА. Таким образом, электрооборудование, имеющее маркировку IIC, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА или IIB (табл. 2).


Электрооборудование группы II в зависимости от значения предельной температуры подразделяется на шесть температурных классов, соответствующих группам взрывоопасных смесей, где предельная температура – наибольшая температура поверхностей взрывозащищенного электрооборудования, безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды (табл. 3).

Взрывоопасные смеси

Группы и подгруппы электрооборудования, разделяющиеся по категориям взрывоопасных смесей, а также температурные классы конкретных взрывоопасных веществ регламентированы ГОСТ Р (табл. 4).


Из табл. 4 видно, что в наиболее взрывоопасную подгруппу газов IIC входят, например, водород и ацетилен, а самую низкую температуру самовоспламенения (всего 95 °С) имеет этилнитрит. Взрывоопасные зоны присутствуют в самых разнообразных отраслях промышленности, причем не только связанных с добычей и переработкой нефти и газа. В связи с этим показательными являются данные по воспламеняемости различных взрывоопасных пылей, приведенные в табл. 5.


Таким образом, мы подошли к расшифровке записи маркировки взрывозащиты, которая всегда присваивается конкретному виду взрывозащищенного электротехнического оборудования и является его своеобразным паспортом. В эту маркировку в указанной ниже последовательности входят:

  • знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);
  • знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащи-щенное электрооборудование. (от английского Explosion – взрыв);
  • знак вида взрывозащиты (d, p, q, o, e, i, m, n, s);
  • знак группы или подгруппы электрооборудования (I, II, IIА, IIВ, IIС);
  • знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

В маркировке по взрывозащите могут иметь место дополнительные знаки и надписи, напри-
мер буквы X и U, в соответствии со стандартами на электрооборудование с отдельными видами взрывозащиты. Назначение этих знаков описывается в "Ех-приложении к сертификату на взрывозащищенное оборудование".

Компоненты и оптимальный монтаж

Система видеонаблюдения объекта имеет разветвленную структуру, состоящую из периферийного оборудования: видеокамер, поворотных платформ, устройств ИК-подсветки, а также стационарного оборудования: мониторов, устройств управления, видеорегистраторов.

Видеокамеры, поворотные платформы, ИК-прожекторы располагаются непосредственно в зонах наблюдения, стационарное оборудование – в помещениях оператора или охраны.

На взрывоопасных объектах помещения мониторинга или охраны в подавляющем большинстве случаев не являются взрывоопасными зонами, именно поэтому исполнение мониторов, устройств управления и видеорегистраторов не требует средств взрывозащиты. Однако такое оборудование, расположенное вне взрывоопасной зоны, но связанное кабельными линиями с оборудованием во взрывоопасных зонах, относится к так называемому связанному оборудованию. Так, например, в системах охранно-пожарной сигнализации взрывозащищенным связанным оборудованием являются приемно-контрольные приборы (ПКП). Их выполняют с "входными искробезопасными электрическими цепями", чтобы обеспечить взрывозащиту всего шлейфа сигнализации в целом, включая сам ПКП, извещатели и кабельные трассы. Это является обязательным условием при использовании извещателей с видом взрывозащиты "ис-кробезопасная электрическая цепь". При таком построении системы кабельная трасса, в том числе ее часть, проложенная непосредственно во взрывоопасной зоне, может быть выполнена кабелем без средств защиты. В случае применения во взрывоопасных зонах периферийных устройств (извещателей) с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка", можно использовать ПКП в обычном исполнении, но кабельную трассу необходимо выполнить с применением бронированных типов кабелей или обеспечить его защиту с помощью прокладки в металлических трубах. Такой подход приводит к сильному удорожанию системы.

Современные системы видеонаблюдения для взрывоопасных объектов развивались по принципу заключения стандартных видеокамер на ПЗС-матрицах в специальные кожухи с взрыво-непроницаемой оболочкой. Такие кожухи изолируют электрическую схему видеокамеры от взрывоопасной среды и попутно решают задачу использования видеокамер в условиях уличного применения.


На современном промышленном взрывоопасном объекте не все 100% помещений или пространств являются взрывоопасными зонами, скорее, наоборот, количество обычных зон всегда превышает количество взрывоопасных. Кроме того, взрывоопасные зоны бывают различных классов. Несмотря на различие в зонах одного и того же объекта, система видеонаблюдения всегда представляет собой единое целое, в которой видеокамеры, расположенные и во взрывоопасных, и в обычных зонах, подключаются к одному и тому же видеорегистратору и монитору (рис. 1).


Взрывозащищенное видеооборудование

Подробнее остановимся на взрывозащищенном оборудовании с видом взрывозащиты d – "взрывонепроницаемая оболочка", так как именно с этим видом взрывозащиты выполнены все современные взрывозащищенные видеокамеры и кожухи.

Согласно ГОСТ Р 51330 п. 3.1, взрывонепроницаемая оболочка – вид взрывозащиты электрооборудования, в котором его части, способные воспламенить взрывоопасную смесь, заключены в оболочку, способную выдерживать давление взрыва воспламенившейся смеси без повреждения и передачи воспламенения в окружающую взрывоопасную смесь, для которой она предназначена. 


Взрывозащищенные видеокамеры – это сложные электротехнические устройства, состоящие из собственно видеокамеры на ПЗС-матрицах, объектива, устройства обогрева (если оно предусмотрено), взрывонепроницаемой оболочки кожуха, устройств ввода кабеля, поворотного устройства (если оно предусмотрено), кронштейна. ГОСТ Р по взрывозащите накладывает на такую конструкцию корпуса и изделие в целом определенные обязательства. Приведем несколько ключевых определений из ГОСТ Р 51330.0.

Пункт 3.23. гласит, что Ex-компонент – часть взрывозащищенного электрооборудования, которую отдельно во взрывоопасной среде не используют. При встраивании во взрывозащищенное электрооборудование Ex-компонентов в обязательном порядке требуется подтверждение соответствия их взрывозащитных свойств требованиям нормативных документов. В нашем случае такими Ех-компонентами являются встраиваемые во взрывонепроницаемый кожух видеокамера, объектив, термостат. Пункт 3.15: Ех-кабельный ввод – ввод, устанавливаемый на оболочке при монтаже электрооборудования.

Примечание: Ех-кабельный ввод рассматривают как самостоятельное изделие, его испытания и сертификацию на соответствие требованиям по взрывозащите проводят отдельно от электрооборудования, на котором он устанавливается.

Уплотнение кабеля в кабельном вводе (рис. 2) должно обеспечиваться одним из следующих способов:

  • эластомерным уплотнительным кольцом;
  • металлическим или составным уплотнительным кольцом;
  • герметизацией компаундом.

Российские производители взрывозащищенных приборов с Exd-оболочками, в том числе производители взрывозащищенных видеокамер или кожухов, как правило, комплектуют свои изделия различными типами кабельных вводов или в производственных условиях осуществляют монтаж видеокамеры в кожух с последующей установкой кабельных вводов и даже их герметизацией компаундом.

По мнению автора, такой подход крайне неудобен для потребителя в лице монтажной и эксплуатационной организаций.

В зарубежной практике производители приборов с Exd-оболочками, в том числе производители взрывозащищенных видеокамер, свои приборы кабельными вводами не комплектуют. В оболочке прибора делают отверстия со стандартной резьбой для Ex-кабельных вводов, которые выпускаются специализированными предприятиями (рис. 3). В этом случае выбор типа кабельного ввода в зависимости от класса взрывоопасной зоны, группы взрывоопасной
смеси и типа кабеля отдан на откуп монтажной организации. Такой подход гораздо более гибкий и удобный для потребителя.

Выводы

  1. Взрывоопасные промышленные объекты являются объектами стратегическими. Система видеонаблюдения на таком объекте решает несколько важных задач безопасности.
  2. Любое оборудование, применяемое на взрывоопасном объекте, должно иметь специальное взрывозащищенное исполнение.
  3. Маркировка взрывозащиты является своеобразным паспортом взрывозащищенного оборудования, с ее помощью определяют области применения конкретного типа прибора.
  4. Современные взрывозащищенные видеокамеры состоят из взрывонепроницаемого кожуха и встраиваемых в него Ех-компонентов: видеокамеры, объектива, термостата.
  5. Взрывозащищенные Ех-кабельные вводы являются самостоятельными устройствами, которые следует выбирать в зависимости от области применения оборудования и типа кабеля.
  6. Промышленные взрывоопасные объекты имеют в своем составе как взрывоопасные, так и обычные зоны. Система видеонаблюдения на таком объекте является единым целым, она сочетает взрывозащищенное оборудование и оборудование в обычном исполнении – без средств взрывозащиты.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2010
Посещений: 11158


  Автор
Рукин М. В.

Рукин М. В.

Генеральный директор компании "ЭРВИСТ технологии безопасности"

Всего статей:  23

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций