Чебыкина Светлана Анатольевна, директор ООО «Абрис»
Световые пожарные и охранные оповещатели по стандартам [1, 2] широко применяются в системах сигнализации. Световое излучение этих оповещателей может быть как точечное, так и в виде подсветки несколькими дискретными излучателями надписи или символа. Оповещатели с предупреждающей или указывающей на определенные действия надписью/символом на практике чаще называют словом «табло». В качестве типовых примеров таких надписей можно привести надписи «Пожар», «Автоматика отключена», «Выход», «Газ! Уходи!» и т.п. Минимальные эргономические требования к световому излучению таких табло устанавливают стандарты, а также свод правил.
ГОСТ Р 53325-2012 и ГОСТ Р 54126-2010 [1, 2] на пожарные и охранные световые оповещатели требуют обеспечивать контрастное восприятие человеком световой информации (надписи или символа) при освещенности табло от внешнего источника в диапазоне от 1 до 500 лк, что соответствует вечерним сумеркам или неяркому освещению в помещении, и наличие моделей табло с разным режимом свечения: постоянное свечение или мигание с определенной частотой (0,5–2 Гц).
СП 5.13130.2009 [3] дополнительно требует для некоторых установок пожаротушения, чтобы надпись на неактивированном табло была еще и не видна, что вполне разумно. При сильном освещении, которое в солнечный день достигает 60 000 лк, практически невозможно различить включено табло или выключено, но прекрасно видна его надпись [4].
ГОСТ 12.4.026-2015 [5] регламентирует цвет излучения и цвет фона табло при формировании предупреждающих и указывающих надписей.
Рассмотрим теперь, как эти и другие требования реализуются в световых взрывозащищенных табло российских производителей [6-11].
Основная задача производителя при разработке взрывозащищенного табло — применить такие конструкторские решения, при которых взрывоопасная смесь горючих газов или пыли в зоне расположения табло не смогла бы вспыхнуть от искры или перегрева табло и не взорвала бы окружающее пространство, где находятся другое оборудование и люди. Эти решения должны быть подтверждены при обязательной сертификации взрывозащищенного табло на соответствие регламенту ТР ТС 012/2011 [12] (воспламенение взрывоопасной среды от адиабатического сжатия или излучения высокочастотных колебаний для таких табло не характерны и поэтому здесь не рассматриваются).
До недавнего времени взрывозащищенные световые табло выпускались только с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» по ГОСТ IEC 60079-1-2013 [13], где электронная плата с излучающими элементами помещалась в прочный взрывоустойчивый корпус, сопрягаемые элементы которого образовывали длинные и узкие щели, в которых гасилось пламя от вспышки внутри корпуса. Естественно, конструкция такого корпуса резко увеличивала стоимость табло и ограничивала размер экрана, т.к. увеличение внутреннего объема корпуса табло соответственно увеличивало мощность возможного взрыва внутри него.
Ситуация изменилась после введения в действие в РФ новых международных стандартов на взрывозащиту серии МЭК 60079.
Путевкой в жизнь для стандартов серии МЭК 60079, как обычно, стало развитие технологии, в частности, создание и сертификация, в том числе и в РФ, взрывозащищенных клемм. Ведущие мировые фирмы Wago,Weidmuller, Phoenixcontact провели титаническую работу по созданию таких клемм и аксессуаров к ним, добившись в результате отсутствия искрения провода, закрепленного в такой клемме, в широком диапазоне внешних воздействий (усилий, температуры, вибрации и т.п.).
В результате, принятый ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012 [14] допустил использование изделий с видом взрывозащиты «повышенная защита вида «е»» во взрывоопасных зонах классов 1, 2, 21, 22 по ГОСТ IEC 60079-10-1 и ГОСТ IEC 60079-10-2 [15, 16], где в основном и применяются взрывозащищенные табло.
Разработка новых компаундов с улучшенными характеристиками стала причиной внедрения новой редакции ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012 [17] и вид взрывозащиты «герметизация компаундом «m»» допущен во все взрывоопасные зоны с уменьшенными расстояниями между электрическими проводниками.
Таким образом, у разработчиков появилась возможность, комбинируя в конструкции табло виды взрывозащиты по стандартам [14, 17], создавать табло для тех же взрывоопасных зон классов 1, 2, 21, 22, что и табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» по [13], при этом не используя прочный (выдерживающий давление взрыва) и, соответственно, дорогой, и ограниченный по размерам корпус табло, чем они сразу и воспользовались, представив на рынке новые модели табло.
Но за все надо платить!
Кроме выполнения основного требования обеспечения взрывозащиты, табло, как и любой другой прибор, должно соответствовать интересам изготовителя и потребителя, т.е. обладать еще рядом технологических и сервисных особенностей, которые делают его удобным в эксплуатации и производстве.
Остановимся на особенностях конструкций взрывозащищенных световых табло, созданных с учетом требований прогрессивных стандартов серии МЭК 69079.
В настоящее время конструкции таких табло проходят «болезни роста», неуклонно приближаясь по своим сервисным функциям к традиционным взрывонепроницаемым табло. Источников проблем у разработчиков таких табло несколько, и они взаимосвязаны.
Первый — на взрывоопасном объекте взрывозащищенными должны быть не только прибор, но и прокладка кабеля, связанного с ним. Способы прокладки кабеля во взрывоопасной зоне регламентируют ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и ГОСТ IEC 60079-14-2011 [18, 19]. Это может быть открытая прокладка кабеля, прокладка кабеля в трубах, металлорукаве, бронированным кабелем. Кабель, в зависимости от статуса объекта, может иметь разную марку и диаметр по поясной изоляции, а согласно требованиям стандарта [13] он должен быть еще и надежно зажат во взрывозащищенном кабельном вводе табло, с целью сохранения уровня взрывозащиты всей конструкции. Надежность закрепления кабеля в кабельном вводе проверяют посредством нормированного усилия его выдергивания из ввода. Такое нормированное усилие выдергивания кабеля обеспечивается эластичным уплотнителем ввода в узком диапазоне диаметров кабеля. Все это обуславливает значительную номенклатуру кабельных вводов как по диаметру кабеля, так и по виду его прокладки на объекте и, соответственно, вариантов исполнений табло.
Второй — нормативные документы [1, 3] требуют обеспечить постоянный контроль целостности линии связи с табло, что вполне понятно и разумно. Выполнение этого требования в неадресных табло производится посредством постоянного контроля небольшого тока потребления табло, которое находится в дежурном режиме и подключено к приемно-контрольному прибору (ПКП). Для выполнения этого требования потребителю надо самостоятельно устанавливать токоогранивающий резистор, а при контроле линии связи обратным напряжением ПКП еще и диод, на выходные клеммы питания табло.
Третий — изготовителю нужна возможность оперативной поставки табло с требуемым режимом свечения. Дело в том, что для сокращения стоимости и сроков поставки табло нужна серийность, а держать на складе электронные платы с разным цветом излучения светодиодов, да еще в двух вариантах свечения (постоянное и мигающее), накладно, а угадать, что срочно понадобится заказчику «ЗАВТРА» очень трудно.
Рис. 1. Традиционные табло с маркировкой взрывозащиты 1Ех d IIВ Т5 Gb
В табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» [13] эти проблемы решены следующим образом. В толстой стенке или приливе взрывонепроницаемого корпуса табло выполняется длинное резьбовое отверстие, которое согласно требованиям стандарта должно иметь не менее 5 полных витков резьбы класса точности 6Н/6g (для гашения возможного выхода пламени из корпуса). В это отверстие вкручивается изготовителем требуемый заказом сертифицированный взрывозащищенный кабельный ввод с таким же видом взрывозащиты (d). На электронной плате табло устанавливаются малогабаритные общепромышленные, не взрывозащищенные (нормальноискрящие) DIP-переключатели выбора режимов свечения табло, а в не взрывозащищенные клеммы на не залитой компаундом плате табло потребитель устанавливает сам как провода линии связи, так резисторы и диоды для ее контроля. Всю взрывозащиту «держит» только прочная оболочка табло, выполненная по требованиям стандарта, которая в случае воспламенения горючей смеси внутри табло не пропустит пламя наружу и не развалится от взрыва внутри, тем самым не воспламенит горючую или взрывоопасную смесь снаружи табло. Наличие такой оболочки позволяет разработчику вольно конструировать и располагать элементы внутри ее (как в невзрывоопасной зоне), в том числе без проблем соединять проводники линии связи табло с ПКП с электрическими элементами печатной платы, принимая во внимание только возможный перегрев корпуса табло.
На рынке представлены несколько моделей табло подобного исполнения, с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» и маркировкой взрывозащиты 1Ех d IIВ Т6 Gb/Ех ta IIIC Т85°С Da по ГОСТ 31610.0-2012 (IEC 60079-0:2004) [20] различных производителей, фактически отличающиеся друг от друга только стоимостью.
Хотя прогресс не стоит на месте, и в этом традиционном секторе появилась усовершенствованная модель табло с маркировкой взрывозащиты 1Ех d IIС Т6 Gb, что позволяет использовать его в наивысшей по опасности группе горючих газов группы IIС (а это водород и ацетилен). Это удалось достичь полной герметизацией корпуса табло, чтобы эти газы не смогли никогда проникнуть в корпус (потребителю доступ во внутреннюю полость корпуса табло также закрыт). Платой за такое решение явилось снабжение табло взрывонепроницаемой соединительной клеммной коробкой для установки сменных кабельных вводов и элементов контроля линии связи, что естественно отразилось на стоимости готового изделия.
В табло с видом взрывозащиты «герметизация компаундом «m»» взрывозащита обеспечивается заливкой электронной платы табло светопропускающим компаундом, который не дает проникнуть взрывоопасным газам к ее электрическим проводникам, хотя и снижает яркость свечения экрана. Стандарт ГОСТ Р МЭК 6007918-2012 [17] строго регламентирует способы организации выхода электрических проводников из компаунда (чтобы горючие газы не проникли внутрь по поверхности электрического проводника). Это существенно усложняет задачу конструкторам по организации ввода внешних проводников к элементам платы и, соответственно, снабжению такого табло сменным кабельным вводом, переключателем режимов работы табло и способом установки дополнительных элементов для контроля линии связи.
Рис. 2. Табло световое с маркировкой 1Ех е mb IIC Т5 Gb
Многие производители табло с таким видом взрывозащиты не стали решать задачу сменного кабельного ввода, выведя из корпуса табло, залитого компаундом, отрезок постоянно присоединенного двухжильного кабеля конкретной (несменяемой) марки, тем самым оставив проблему включения табло в систему сигнализации потребителю, которому приходится приобретать дополнительно взрывозащищенную соединительную коробку с клеммами, нужными кабельными вводами, и устанавливать уже в нее резисторы и диод для контроля линии связи. Обычно это коробка с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» и, соответственно, не дешевая. Выбор режима свечения производится при заказе табло и не может быть изменен потребителем. Для расширения сервисных функций у некоторых производителей применена конструкция с четырехпроводной схемой включения, позволяющей потребителю в дополнительной соединительной коробке выбрать требуемый режим свечения посредством коммутации этих двух дополнительных проводов, а по заказу производитель готов установить в корпус табло конкретные и не сменяемые резистор и диод для контроля линий связи табло с конкретным ПКП.
Желание достичь по уровню сервисных функций традиционные табло заставило производителей наряду с выполнением требований ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012 и ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012 [14, 17] дополнительно применить в конструкции электронной платы табло еще и вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» по ГОСТ Р МЭК 60079.11-2010 [21], согласно которому электрическая энергия, подводимая к возможно искрящимся элементам (перемычкам и переключателям), ограничивается до такого минимального уровня, при котором искра не возможна. Такая комбинация трех видов взрывозащиты позволила создать табло, у которых сервисные функции (кроме сменного кабельного ввода) практически приблизились к уровню табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка». В конструкции таких табло нормальноискрящие переключатели выбора режима свечения размещены на электронной плате табло и защищены внутренним барьером искрозащиты. Для решения задачи организации сменного кабельного ввода некоторые производители скрепляют корпус таких табло с соединительной коробкой с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» или прячут ее внутрь корпуса, где и устанавливают дорогие (с 5 витками резьбы) сменные кабельные вводы вида «Ехd». Применение внутреннего барьера искрозащиты, наряду с дополнительной сменной коробкой для установки кабельных вводов, сказывается как на помехозащищености табло (из-за снижения уровня сигнала и требований к уравниванию потенциалов), так и стоимости.
Как уже отмечалось, «прогресс не остановить», и недавно появились на рынке модели табло с маркировкой взрывозащиты 1Ех е mb IIC Т5 Gb по запатентованному конструкторскому решению [22], в котором установка более дешевого сменного взрывозащищенного кабельного ввода вида «Ех е», выбор режима работы и установка элементов контроля линии связи происходит аналогично моделям табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»». Согласно этому патенту взрывозащищенные клеммные колодки с видом взрывозащиты «повышенная защита вида «е»» частично приподняты над слоем компаунда, образуя взрывобезопасный выход электрических проводников из компаунда на поверхность, и используются как для установки элементов контроля целостности линии связи, так и для выбора режимов свечения (посредством подключения проводов к конкретной комбинации клемм) при наличии сменного взрывозащищенного кабельного ввода вида «Ех е».
Снижение требований к корпусу табло по стандартам МЭК 60079 позволили производителям оперативно (не надо создавать дорогие пресс-формы для литья корпуса) выпустить на рынок изделия с экранами, размеры которых как больше, так и меньше, по сравнению с традиционными табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»».
Что касается устойчивости табло к различным внешним воздействующим факторам, отметим, что кроме обязательного сертификата по регламенту ТР ТС 012/2011 [12] некоторые модели табло еще дополнительно сертифицированы на соответствие федеральному закону №123-ФЗ от 22.07.2008 [23]. Данный сертификат подтверждает возможность использования табло в системах пожарной сигнализации по всем требованиям ГОСТ Р 53325-2012 [1], включая требования по электромагнитной совместимости, напряжениям питания, устойчивости к вибрации и конструктивным особенностям, что при сертификации по регламенту ТР ТС 012/2011 [12] частично не проверяется. На рынке также присутствуют табло с Типовым одобрением морского регистра судоходства РФ, которые допустимы и для применения их на водном транспорте.
Во исполнение требований СП 5.13130.2009 [3] о невидимости символа табло в выключенном состоянии многие производители вывели на рынок модели с так называемой «скрытой надписью». Однако, проведенные исследования [24] восприятия информации с них требуют более тщательного выбора и учета внешнего освещения табло с разным цветом свечения и фоном при превышении внешней освещенности свыше требований стандарта. Выполнение моделей табло с требуемым стандартом [4] для оповещения об опасности разного уровня цветом свечения (красным, желтым, зеленым, синим) и цветом фона (черным — только для желтого цвета и белым для всех остальных цветов) выполняются практически всеми производителями табло даже с лихвой, поставляя табло с любым цветом свечения, включая очень яркий белый свет, и на любом фоне.
Анализ предлагаемых на сегодняшний день потребителю конструкций табло показывает:
1. Табло, выполненные по стандартам серии МЭК 60079 с видами взрывозащиты «повышенная защита вида «е»» и «герметизация компаундом «m»», обладают существенно меньшей массой и стоимостью по сравнению с табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»» и имеют более широкую номенклатуру размеров экрана.
2. Производители табло по стандартам серии МЭК 60079 с видами взрывозащиты «повышенная защита вида «е»», «герметизация компаундом «m»» и «искробезопасная электрическая цепь» неуклонно приближают конструкции своих табло по уровню сервисных функций к табло с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d»».
Литература
1. ГОСТ Р 53325-2012 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний».
2. ГОСТ Р 54126-2010 «Оповещатели охранные. Классификация. Общие технические требования и методы испытаний».
3. СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».
4. Сысоев Ю.С., Магдеев В.Ш., Воронин Е.П. Исследование восприятия текстовой информации со световых взрывозащищенных табло методами субъективных измерений // Пожаровзрывобезопасность. 2012. № 6. С. 43–49.
5. ГОСТ 12.4.026-2015 «Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний».
6. ООО «Завод Горэлтех»
7. ЗАО «НПК Эталон»
8. ООО «Компания СМД»
9. ООО «Ех-прибор»
10. НПО «Спектрон»
11. ЗАО «Эридан»
12. ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах».
13. ГОСТ IEC 60079-1-2013 «Взрывоопасные среды. Часть 1. Оборудование с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d»».
14. ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012 «Взрывоопасные среды. Часть 7. Оборудование. Повышенная защита вида «е»».
15. ГОСТ IEC 60079-10-1 «Взрывоопасные среды. Часть 10-1. Классификация зон. Взрывоопасные газовые среды».
16. ГОСТ IEC 60079-10-2 «Взрывоопасные среды. Часть 10-2. Классификация зон. Взрывоопасные пылевые среды».
17. ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012. «Взрывоопасные среды. Часть 18. Оборудование с видом взрывозащиты «гермети- зация компаундом «m»».
18. ПУЭ. Правила устройства электроустановок. 7-е издание.
19. ГОСТ IEC 60079-14-2011 «Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок».
20. ГОСТ 31610.0-2012 (IEC 60079-0:2004) «Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0. Общие требования».
21. ГОСТ Р МЭК 60079.11-2010 «Взрывоопасные среды. Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь «i»».
22. Патент РФ на полезную модель № 185134 «Световое взрывозащищенное табло».
23. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008.
24. Магдеев В.Ш, Голубев М.Н. «Невидимые» световые пожарные оповещатели (табло) // Пожарная безопасность. 2015. № 1. С. 117–119.
Информация и фото с https://algoritm.org/arch/arch.php?id=97&a=2361