1. Статьи
2. Проектирование и монтаж систем безопасности
3. Видеонаблюдение во взрывопожароопасной среде - алгоритм проектирования

Попов Александр Леонидович

ООО «Тахион»

Общий стремительный рост рынка видеонаблюдения объективно ведет к тому, что значительно возросли и потребности в оснащении и неординарных объектов, к которым, в частности, относятся взрывопожароопасные. Однако, несмотря на общий рост, еще не сформировалась в некий отдельный рыночный сегмент категория инсталляционных компаний, владеющих в полном объеме всей необходимой информацией по данной теме, знакомых со всеми спецификами подобных работ. Как производителю взрывозащищенного оборудования для систем видеонаблюдения с 20-летним стажем, нам постоянно и ежедневно (а то и по несколько раз в день) приходится сталкиваться и с вопросами инсталляторов, и с их типовыми ошибками.

Многочисленные обращения выявили типовые заблуждения, неверные сложившиеся стереотипы и, в целом, вопросы, носящие массовую актуальность. Ответить на подобные вопросы и ликвидировать самые базовые массовые «незнания» и призвана настоящая статья.

А начнем мы с самого понятия - взрывобезопасное оборудование. Сплошь и рядом на нашем рынке применяется термин «взрывозащищенное оборудование», которое абсолютно тождественно в данном случае термину «взрывобезопасное». Но из-за разницы в терминах, хотя и редко, случаются недоразумения. То, что на нашем рынке часто называют «взрывозащищенным», скорее всего, является просто «взрывобезопасным», и ни для какого функционирования в условиях взрыва специально не предназначено.

Взрывобезопасность электрооборудования заключается в том, что, будучи установленным и эксплуатируемым во взрывоопасной среде, такое оборудование само не явится причиной взрыва. Обеспечивается это разными путями. Например, для особо взрывобезопасного оборудования, способного работать в среде, где взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительного периода времени, это достигается непроницаемой оболочкой, которая должна выдерживать внутреннее избыточное давление 13 атм. То есть, даже если не только искра где-то в схеме проскочит, но и, например, конденсатор по какой-то причине взорвется, все это не будет иметь никакого прямого контакта с окружающей средой и не повлечет каких-либо последствий для объекта в целом. И в зависимости от опасности окружающей среды устанавливается требуемый класс взрывобезопасности оборудования. Например:

■ «0» - особо взрывобезопасное электрооборудование;

■ «1» - взрывобезопасное электрооборудование;

■ «2» - оборудование повышенной надежности против взрыва.

И для понимания, и для дальнейшего практического применения на нашем рынке этого списка достаточно. Особняком стоит класс взрывобезопасности для рудничного оборудования. Если ваше оборудование должно быть установлено где-нибудь в угледобывающей шахте, оно должно иметь исключительно класс рудничного оборудование. Никакая так называемая «наземная» классификация уже не рассматривается.

Соответственно, оборудование, которое будет установлено в конкретной зоне, должно соответствовать по своему исполнению требуемому классу. И соответствие это должно быть подтверждено необходимыми документами. А само взрывобезопасное оборудование должно иметь маркировку взрывобезопасности, и первая цифра этой маркировки указывает именно на класс оборудования -0Ех..., 1Ех..., 2Ех... Далее будут еще идти цифры и буквы, но с ними уже разбираться можно потом и детально, насколько они должны совпадать с характеристикой самой зоны. Например, что далее идущая буква B «перекрывает» требования для характеристики зоны, в маркировке которой стоит на этом месте буква «А». На данном самом базовом этапе мы это вообще рассматривать не будем. Нам бы в этих «трех соснах» не заблудиться - 0, 1, 2.

Думаю, всем понятно, что для того, чтобы оборудование получило какой-либо класс взрывобезопасности и могло являться и называться таковым, оно должно пройти весь комплекс необходимых проверок и испытаний в специальных сертификационных центрах, точно соответствовать заявленным техническим условиям. И должно иметь сертификат взрывозащищенности от уполномоченного федерального органа (ранее обязательное в дополнение к сертификату разрешение на применение от федеральной службы по экологическому, технологического и атомному надзору теперь не требуется).

Весь процесс от уже разработанного изделия и воплощенного в испытательном образце до получения всех необходимых для применения документов совершенно объективно оказывается крайне небыстрым. И занимает около года. И для инсталлятора, в практическом плане, это означает следующее. Всякие личные фантазии и творческие решения касательно применяемого оборудования надо сразу отбросить. И исходить нужно из того, что сегодня и сейчас есть на рынке. Любое изменение утвержденного и сертифицированного конструктива, любое отклонение от технических условий автоматически выводит оборудование из разряда взрывобезопасного и делает запрещенным к применению там, где оно требуется. Переделки производитель может сделать по вашему желанию, только как вы потом сдадите систему контролирующим органам?

Например, если гермобокс чуть-чуть меньше, чем требуется, - берите гермобокс заведомо большего размера, пусть и ощутимо дороже. Но это все равно выгоднее, чем заказывать новую разработку с получением всех разрешительных документов. Сомневаюсь, что кто-либо согласится ждать год с той лишь мотивацией, чтобы оборудование было выполнено сугубо по чьим-то личным предпочтениям. Если не хватает размера коммутационного шкафа, берите дополнительный шкаф. Потому что увеличить в размерах существующий - фактически означает сделать совершенно новое изделие с прохождением всех необходимых стадий испытаний и сертификации. В общем-то, хотя данная категория оборудования особым разнообразием на рынке похвастать не может, тем не менее, практически для всех задач оно существует. Поэтому, надо просто искать и не терять времени на создание чего-то нового. Это будет первая практическая рекомендация инсталлятору.

Переходим к следующей рекомендации. Заказчик объявил проектировщику, что у него объект взрывоопасный. И он, в свою очередь, проектирует систему, подразумевая, что все ее элементы должны иметь класс взрывобезопасности. А инсталлятор, в свою очередь, кидается по поставщикам или производителям на поиски всех этих элементов с требуемым классом защиты.

Мало того, что цена на такое оборудование в несколько раз превышает цену своих обычных «собратьев», так еще и не удается отыскать все необходимые элементы в таком исполнении. И не потому, что производители что-то упустили в маркетинговой политике. А потому, что политика эта строилась исходя из грамотного подхода к вопросу.

Что самое главное в понимании данной задачи? Если кто-то заявляет, что абсолютно весь объект имеет класс взрывоопасности, это либо от полного незнания вопроса, либо от нежелания выполнять свои должностные обязанности. Даже у любого закрытого помещения есть внешнее пространство за его стенами, где на свежем воздухе все зоны взрывоопасности имеют весьма ограниченные размеры. Когда мы сами с этим столкнулись впервые, то тоже удивились, узнав, что зона нулевого класса (для особо взрывобезопасного электрооборудования) ограничивалась радиусом 5 м от открытой горловины емкости с легковоспламеняющейся жидкостью.

В обязательном порядке надо получить от заказчика схему всего объекта, подлежащего оснащению, с точным нанесением всех зон с указанием требуемого класса взрывобезопасности электрооборудования. Это вообще не прерогатива службы безопасности. Это исключительно дело технологов совместно со специалистами проектной организации, а также надзорных органов. В обязательном порядке на объекте должны быть нормативные документы с указанием точных геометрических размеров всех взрывоопасных зон. Без таких официальных, подписанных заказчиком документов браться за объект опасно по чисто финансовым соображениям - велик риск не сдать систему в первоначально определенном бюджете.

А теперь, имея расположение зон на объекте, рекомендация будет следующая. Всячески попытаться минимизировать нахождение оборудования нашей системы в какой-либо взрывоопасной зоне. В идеале - вообще избежать такого нахождения. Для этого надо просто включить голову.

Например. Все представляют автозаправочную станцию. Насколько жестко там в целом регламентирован режим пожаробезопасности. И в определенных местах требуемый класс защиты, как раз, нулевой. И любая искра в этих местах может привести к необратимым последствиям. А теперь обратите внимание, какими видеокамерами оснащены заправочные станции. Самыми обычными рядовыми всепогодными. Просто установлены эти камеры вне зон какой-либо взрывоопасности. Были бы они установлены, скажем, непосредственно на заправочной колонке, однозначно потребовался бы «нулевой» класс защиты для особо взрывоопасной среды, поскольку в непосредственной близости происходит фактически открытая заливка топлива в бак автомобиля. В жаркую погоду испарения из бака видны даже визуально. Достаточно малейшей искры, и взрыв практически гарантирован. Но вот вверху на колонне, держащей крышу АЗС, уже всякая взрывоопасность исчезает, и к камере уже не предъявляются какие-либо особые требования вовсе. А обеспечить «картинку» необходимого поля зрения всюду и во все времена призваны только две вещи - направление обзора и фокусное расстояние объектива, о чем мы говорили еще в самом первом сигнальном выпуске настоящего издания 15 лет назад.

Вполне разделяю мнение, что заставить заказчика выдать схему расположения взрывоопасных зон по всему объекту не просто. Но уверяю, это значительно проще, чем строить систему, все элементы которой будут иметь класс взрывобезопасности.

Если же мы имеем такую схему, мы просто выбираем направление, с которого должна наблюдаться интересующая нас сцена, и находим на этом направлении место, расположенное вне взрывоопасной зоны. На нем и устанавливаем видеокамеру. Самую обычную. А необходимое поле зрения обеспечиваем правильным выбором фокусного расстояния объектива. Ведь и со 100 м можно во всех подробностях видеть необходимые детали. Но обычно речь идет о нескольких метрах, максимум о паре десятков. Возможно, на выбранном направлении имеются объективные ограничения, но и в этом случае даже просто снижение требуемого класса взрывобезопасности даст очень и очень ощутимый эффект - и финансовый, и эксплуатационный. Например, снизить класс с нулевого до первого. В абсолютном большинстве случаев эта задача снижения класса на открытых площадях имеет решение. Помешать его найти могут только стены. Обратите внимание - видеокамеры именно для нулевого класса в момент появления на нашем рынке носили название видеокамер для особо взрывопожароопасных ПОМЕЩЕНИЙ. Однако, наш инсталлятор зачастую предпочитал решать задачу «в лоб», оттого переименовали мы «помещение» на «среду».

И третья рекомендация - не стоит брать оборудование более высокого класса защиты «про запас». И для наглядности - самые общие требования для камер нулевого класса. Использование камеры с маркировкой взрывозащиты, начинающейся с символов 0Ех..., означает, что абсолютно вся сборка, вся настройка самой камеры производится предприятием изготовителем. После чего камера помещается в бокс, закрываемый и герметизируемый также предприятием-изготовителем, бокс опломбируется, и никакое самостоятельное вскрытие инсталлятором или потребителем более не допускается. В противном случае камера теряет свой класс. Все подключения камеры к линиям осуществляются исключительно через герметичные разъемы, кабели, проходящие в особо взрывоопасной зоне, распаиваются со стороны ответной части разъема, и герметизируются такие соединения также изготовителем. Инсталлятору разрешается только герметизация пространства вокруг подключенного к камере и обжатого разъема. Никакие гермовводы вместо разъемов не допускаются. То есть, вся кабельная трасса по своему составу и длине, необходимой для выхода из зоны, должна быть заранее точно определена. Никакие сростки кабеля внутри зоны не допускаются. Питающее напряжение в нулевой зоне только низковольтное. И выносной блок питания для камеры установлен однозначно вне такой зоны. Прокладка кабелей внутри зоны должна осуществляться в металлорукаве. Сами кабели допускаются к прокладке только те, которые оговорены в технических условиях на взрывобезопасное оборудование.

Таким образом, ситуация складывается следующая. Изготовитель может находиться за многие тысячи километров от инсталлятора, а последнему надо заранее на объекте точно определить место установки камеры, которой пока еще вообще нет, определить необходимое поле зрения конкретной сцены, точное расстояние до сцены, на основании этого определить фокусное расстояние объектива и, наметив расположение трассы будущего кабеля до выхода из зоны, определить длину кабеля. После чего сообщить изготовителю камеры все полученные результаты. Настройку камеры на резкость также будет выполнять изготовитель по измеренному инсталлятором расстоянию от места установки камеры до сцены. Понятно, что никакие последующие перемещения камеры уже не допускаются, поскольку всякая перенастройка будет связана с необходимостью отправлять камеру на предприятие-изготовитель и сообщатьновые параметры настроек.

И еще важная рекомендация для таких «особо взрывоопасных» случаев. Самым кратчайшим путем выходите кабелем, идущим от камеры, из этой зоны. Если это помещение -до ближайшей стены и... напрямую на улицу, сделав в стене отверстие. Там точно особо взрывоопасная зона закончится. И всю коммутационную, защитную аппаратуру, аппаратуру передачи сигнала, блоки питания располагайте однозначно вне опасной зоны. Честно говоря, вызывают удивление заказы кабеля более чем стометровой длины. Не бывает таких особо взрывоопасных зон вне помещений. И трудно представить себе такие гигантские помещения с требуемым нулевым классом взрывозащиты, где расстояние до ближайшей стены более 100 м. Все ж подозреваю, что это результат неграмотно и не до конца проработанной задачи. И не случайно на рынке редко встречаются коммутационные коробки и взрывозащищенные шкафы для нулевого класса защиты - грамотный проект практически всегда позволяет обойтись без подобного оборудования, а делать ставку на неграмотность производителю однозначно невыгодно.

Даже уход в 1 класс - взрывобезопасное оборудование - очень сильно упрощает жизнь. Здесь уже инсталлятор вправе использовать и питание напряжением 220 В и может самостоятельно не только вскрывать бокс и настраивать камеру, но и самостоятельно произвести всю боксировку, ограничившись приобретением у производителя только гермобоксов, соответствующих первому классу. Ввод кабелей осуществляется через гермовводы, что также упрощает и проектирование кабельных трасс (с возможностью последующей корректировки), и подключение оборудования.

Конечно, нулевой класс полностью перекрывает требования всех остальных. Но даже если вы используете их в зоне более низкого класса, должны быть соблюдены все требования для такой аппаратуры согласно прописанных технических условий, никакие самовольные отступления от требований, мотивированные снижением требований самой зоны, не пройдут. Оборудование просто потеряет вовсе какой-либо класс взрывозащиты и станет бесполезным для ваших задач. Поэтому, брать класс оборудования так сказать «с запасом» - верх технической безграмотности. Это, как раз, тот случай, когда пословица «запас не тянет» не то что не работает, а работает в противоположную сторону.

В качестве четвертой рекомендации имеет смысл остановиться на применении поворотных устройств для камер с трансфокаторами во взрывоопасных зонах.

Что касается особо взрывопожароопасных помещений, то лично мне поворотных устройств с классом взрывозащиты 0Ех... на нашем рынке встречать вообще не приходилось. Допускаю, что сотворить такое устройство - что-то подобное манипулятору батискафа - возможно. Но применение его разумным назвать не получится. Мы же наблюдаем не вообще, а с конкретной целью и за конкретными сценами. Думаю, что на стоимость подобного гипотетического поворотного устройства можно будет расставить такое количество стационарных камер, которое перекроет всякую фантазию заказчика. И решение стационарными камерами не только будет на несколько порядков дешевле, но и несравненно проще и надежней. Видимо, поэтому никто из именитых мировых фирм массово такую продукцию никогда не предлагает. Она просто никогда не окупится - не найдется столько малограмотных проектировщиков и неразборчивых заказчиков.

А для первого класса защиты поворотные устройства существуют и вполне доступны в реальные сроки. Но опять-таки, это оборудование, предназначенное для работы в очень специфических условиях, отвечающее специальным требованиям, выполненное из отнюдь не рядовых материалов, и цена на него очень ощутимо отличается от обычных всепогодных поворотных устройств. Поэтому и в этом случае имеет смысл продумать вопрос о действительном предназначении такой управляемой камеры - не выгоднее ли и разумнее обойтись несколькими стационарными видеокамерами?

И напоследок относительно всевозможной магистральной аппаратуры в системах взрывоопасных объектов.

Если для камеры нахождение ее непосредственно даже в особо взрывоопасной зоне все же объективно бывает оправдано, то для магистральной аппаратуры такая необходимость вызывает очень большое сомнение. Если это какое-то защитное оборудование для собственно камеры, то его логично разместить в гермобоксе самой камеры. Для этого надо просто взять гермобокс необходимого объема, вмещающий помимо собственно камеры с объективом еще и ту аппаратуру, которая должна находиться в непосредственной близости к камере. Ну, а размеры таких особо взрывоопасных зон, как мы говорили, не представляют никакой сложности в передаче сигнала от камеры, или питания на камеру непосредственно по кабелю без применения какой-либо дополнительной магистральной аппаратуры. И далее уже строить систему на обычных магистральных модулях.

Для первого класса защиты существуют и магистральные коробки, и шкафы. Но имеет смысл подумать, а нет ли возможности в принципе обойти какие-либо зоны со специальными требованиями. Решить вопрос передачи сигнала на лишнюю сотню метров, как правило, намного проще, нежели решать вопросы взрывозащищенности для магистрального оборудования.

И еще важное замечание. Существует оборудование климатической защиты для подобных систем. При этом важно обращать внимание - взрывозащищенность обеспечивается таким оборудованием для всей установленной в него аппаратуры или же только собственной для данного оборудования аппаратуры обогрева и термостабилизации? В последнем случае все устанавливаемое внутри оборудование должно также иметь собственный класс взрывобезопасности, соответствующий требуемому классу в месте нахождения на объекте.

В заключение самый главный вывод.

Детальная проработка конечной потребительской задачи еще на предпроектной стадии может очень сильно упростить ее технической решение. И напротив, желание «не вдаваться в детали» может означать в дальнейшем большие организационно-технические трудности и значительные, никак не оправданные финансовые потери.

И уже пройдя все стадии анализа объекта с использованием вышеизложенных рекомендаций и придя к необходимости использования взрывозащищенного оборудования любого класса, ознакомьтесь со всеми необходимыми сертификатами и ТУ. Напоминаю, возможно придется решать текущие вопросы с производителем, поэтому оцените его доступность и надежность.

Информация и фото с https://algoritm.org/arch/arch.php?id=83&a=2026