Профессиональная радиосвязь — это важный инструмент коммуникации в самых разных сферах деятельности. Однако условия эксплуатации радиостанций могут кардинально отличаться. На нефтегазовых месторождениях, в шахтах, на энергетических объектах и других опасных производствах радиосвязь становится не просто средством коммуникации, а критически важным элементом безопасности.
Производители профессионального оборудования оснащают терминалы защитой от агрессивного воздействия внешних факторов, таких как вода, пыль, экстремальные температуры, удары, вибрация и другие. Для классификации уровней защиты и условий применения разработаны международные и национальные стандарты:
Взрывозащита и искробезопасность:
- ATEX (ATmosphères EXplosibles)
- IECEx
- IEC 60079
- ТР ТС 012/2011
- UL 913
Защита от вредного воздействия воды и мелких частиц:
- IP (Ingress Protection)
Защита от механических воздействий:
- MIL-STD-810
- IK-код
Ex взрывозащита
В условиях промышленной эксплуатации оборудование должно соответствовать строгим нормам безопасности. Одним из ключевых аспектов является взрывозащита — комплекс мер, направленных на исключение воспламенения устройством, которое может повлечь детонацию пылегазовоздушной среды, подвергая опасности персонал. Особенно это критично для профессиональных средств связи, которые могут стать источником воспламенения при несоответствующем выборе уровня защиты. Для обеспечения безопасного применения оборудования разработаны различные национальные и международные стандарты, регулирующие требования к взрывозащите. Они определяют методы испытаний, маркировку, классификацию зон и условия эксплуатации техники.
На международном уровне основным сводом правил являются стандарты IEC (Международной электротехнической комиссии) серии IEC 60079, которые охватывают все аспекты применения электрооборудования во взрывоопасных средах. Эти стандарты используются как основа для разработки аналогичных документов в разных странах и регионах. Стандарты серии IEC 60079 легли в основу двух ключевых систем сертификации:
Стандарт ATEX (ATmosphères EXplosibles) был принят в ЕС в 2003 году и применяется на территории всех стран Европейского союза. Он охватывает требования к оборудованию, предназначенном для работы в атмосфере, насыщенной горючими газами, парами, пылью или смесями. Оборудование, соответствующее ATEX, имеет маркировку с символом Ex , за которым следуют данные о типе защиты, категории оборудования и температурном классе.
IECEx — это глобальная система сертификации, действующая в более чем 30 странах. Она базируется на стандартах IEC 60079 и отличается высокой степенью доверия благодаря обязательному участию независимых органов по сертификации (Certification Bodies, ExCB). В отличие от ATEX, где допускается самооценка производителя, в IECEx она исключена. IECEx также предусматривает сертификацию систем менеджмента качества, инструкций по обслуживанию и ремонту, что делает его более комплексным подходом.
В России основным нормативным документом в области взрывозащиты является Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 012/2011 “О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах”. Он действует на территории ЕАЭС (включая Россию) и обязателен для всех производителей и поставщиков оборудования, предназначенного для эксплуатации во взрывоопасных зонах. Этот регламент пришёл на смену национальному стандарту ГОСТ Р 51330.0–99 и связанным с ним сериям, которые ранее регулировали вопросы взрывозащиты в РФ. ТР ТС 012/2011 отражает специфику российского законодательства, но при этом гармонизирован с международной серией стандартов IEC 60079.
В рамках сертификации и проектирования используются адаптированные стандарты ГОСТ IEC 60079, охватывающие все основные типы взрывозащиты. Эти стандарты позволяют применять международные принципы обеспечения безопасности, но в контексте российского надзора. Для ввоза и применения оборудования на территории РФ обязательна сертификация по ТР ТС 012/2011, тогда как международные сертификаты (IECEx, ATEX) могут использоваться только как часть обоснования, но не заменяют российских требований.
В США и Канаде используется собственный стандарт UL 913, разработанный Underwriters Laboratories. Он касается искробезопасности и применяется для оборудования, работающего во взрывоопасных средах. UL 913 гармонизирован с IEC 60079-11, но имеет свои особенности:
- Более строгие ограничения по энергии цепи,
- Упрощённый подход к сертификации,
- Ориентация на конкретную область применения — искробезопасность.
Однако, в отличие от ATEX и IECEx, он не охватывает другие виды защиты, такие как взрывонепроницаемость или защита под давлением.
В технических характеристиках взрывозащищенных радиостанций можно увидеть отдельный пункт, обозначающий конкретные характеристики, для работы в каких условиях подходит конкретная модель: какой температурный режим, тип защиты, для работы в каких классифицированных зонах она подходит. Количество обозначений в таких маркировках обширно, чтобы детально разобраться в обозначениях, предлагаем ознакомиться с отдельной статьей, посвященной взрывозащите.
IP пылевлагозащита
Помимо взрывозащиты, не менее важную роль играет стойкость оборудования к внешнему воздействию — особенно в суровых климатических условиях и на производственных объектах с агрессивной средой. С этой задачей справляется система стандартизации IP (Ingress Protection) — международная классификация, определяющая уровень защиты корпуса электронного устройства от попадания пыли, грязи и влаги. В России Росстандартом принят эквивалент стандарта IEC 60529, который служит основой IP-классификации, а именно ГОСТ 14254–2015.
Код маркировки IP представляет собой две цифры и имеет следующий вид: IPXX. На позиции «X» стоит цифра, обозначающая уровень защиты устройства, либо обозначение «X» остается, если степень не определена. Чем выше значение кода, тем более защищен от вредного воздействия воды и твердых частиц корпус устройства.
Первая цифра, обозначает степень защиты устройства от проникновения внешних твердых предметов, пыли и защиты человека от контакта с опасными частями устройства, обеспечиваемой оболочкой. Степень ранжируется от 0 до 6:
Вторая цифра в маркировке IP обозначает уровень защиты устройства от проникновения воды, включая защиту от капель, брызг, струй и даже временного или длительного погружения. Диапазон значений — от 0 до 9, где 0 означает отсутствие защиты, а 9 — максимальную защиту.
Большинство сложных устройств имеют класс защиты начиная с IP40. При этом далеко не все возможные комбинации кодов IP встречаются на практике — это связано как с техническими особенностями конструкций, так и с методикой сертификации. Например, высокий класс защиты от воды требует определённой герметичности корпуса, однако это не обязательно означает высокий уровень пылезащиты. Пылезащищённость оценивается по отдельным критериям, в том числе с учётом возможных щелей, отверстий или элементов конструкции, через которые может проникнуть мелкий предмет или частица, даже если корпус герметичен в отношении влаги. Поэтому низкий класс защиты от твёрдых тел не исключает высокую влагозащиту и наоборот. На практике чаще всего встречаются такие сочетания, как IP40–44, IP52–55, IP64–69, тогда как другие комбинации встречаются реже или вовсе невозможны из-за различий в требованиях к защите от пыли и влаги.
Таким образом, устройства IP40-44 имеют защиту от попадания твердых частиц более 1мм, но их корпус еще не является герметичным, хотя может быть в некоторой степени защищен от капель и брызг, в зависимости от величины второго показателя.
Класс пылевлагозащиты IP52-55 уже чаще можно встретить в сложных электронных устройствах, например в смартфонах, так как такой корпус имеет более серьезную защиту от попадания пыли и подразумевает наличие защиты от брызг и несильных потоков воды.
IP64-69 относится к наиболее серьезному классу защиты. Попадание пыли и крупных частиц в корпус устройства исключено, а защита от вредного воздействия воды доходит вплоть до максимально возможного уровня. Рации, рассчитанные на использование в экстремальных условиях, чаще всего имеют рейтинг IP67 или IP68. В маркировке IP67 первая цифра 6 означает полную пыленепроницаемость — максимальный уровень защиты от проникновения твёрдых частиц. Вторая цифра 7 обозначает защиту от кратковременного погружения в воду: устройство должно выдерживать погружение на глубину до 1 метра в течение до 30 минут без утраты работоспособности.
Для IP68 первая цифра также означает полную защиту от пыли, а вторая — допускает более длительное и глубокое погружение в воду. Конкретные параметры (глубина и продолжительность) определяются производителем.
Важно отметить, что степени IP67 и IP68 не обязательно включают соответствие требованиям предыдущих уровней. Это означает, что устройство с маркировкой IP67 или 68 устойчиво погружению в воду, но по умолчанию не соответствует требованиям более низких уровней защиты, например, требованиям по защите от водяных струй высокого давления (IP66), если такой тест не проводился дополнительно.
Таким образом, выбор между IP67, IP68 и другими степенями защиты зависит от условий эксплуатации. Оба стандарта являются серьезной защитой корпуса устройства, однако IP68 лучше справится при работе в условиях, подразумевающих частый контакт с водой. Такие стандарты особенно актуальны в пустынной, тропической или северной климатической зоне, где и влага, и мелкодисперсные частицы создают сложные условия работы не только для человека, но и для оборудования, которое может выполнять критически важные функции.
MIL-STD
Если степень защиты IP говорит о взаимодействии с окружающей средой, то MIL-STD-810 — это комплекс методов испытаний, разработанный для оценки способности оборудования сохранять работоспособность при воздействии различных факторов окружающей среды. Он применяется не только к военной технике, но и к гражданскому оборудованию, которое должно выдерживать суровые условия эксплуатации.
Стандарт регулярно обновляется, последняя редакция — MIL-STD-810H была выпущена в 2020 году.
MIL-STD-810 состоит из множества методов и процедур, каждые из которых имитируют определённое воздействие. Ниже приведены наиболее распространенные процедуры, проводимые при тестах:
Механические воздействия:
- Method 516.7 – Shock (Удар)
Имитирует падения, удары при транспортировке или аварийные ситуации. - Method 514.8 – Vibration (Вибрация)
Тестирование на устойчивость к длительной вибрации при работе на борту летательных аппаратов, автомобилях, судах. - Method 513.7 – Transit Drop (Падение при транспортировке)
Устройство многократно роняют под разными углами на жёсткое основание.
Температурные испытания:
- Method 501.5 – High Temperature (Высокая температура)
Проверяет работу устройства в условиях палящего зноя. - Method 502.5 – Low Temperature (Низкая температура)
Проверка работоспособности при экстремальном холоде. - Method 503.5 – Temperature Shock (Температурный удар)
Резкие перепады температур, например, при переходе из холода в тепло и обратно.
Климатические воздействия:
- Method 507.5 – Humidity (Влажность)
Длительное воздействие высокой влажности. - Method 509.5 – Salt Fog (Соляной туман)
Проверка устойчивости к коррозии в морской или прибрежной среде. - Method 521.3 – Fungus (Плесень)
Оценка сопротивляемости развитию плесени в тропическом климате. - Method 510.5 – Sand and Dust (Пыль и песок)
Проверка работы устройства в пыльных и песчаных условиях.
Атмосферные и высотные испытания:
- Method 520.2 – Explosive Atmosphere (Взрывоопасная атмосфера)
Проверка поведения устройства в потенциально опасных газовых средах. - Method 500.5 – Low Pressure (Низкое давление)
Испытания на высоте, актуально для авиационного оборудования.
Для промышленных раций соответствие MIL-STD — это не просто бонус, а часто обязательное требование, особенно на объектах, где оборудование подвергается частым механическим нагрузкам, перевозкам и работе в агрессивной среде.
IK-код
Стоит обратить внимание и на более узкоспециализированные стандарты защиты корпуса устройства от механических воздействий. В то время как MIL-STD охватывает комплексные условия эксплуатации — от вибраций до температурных перепадов — IK-код фокусируется строго на ударной прочности корпуса.
IK-код — это международная система классификации, определяющая степень защиты оболочек электрооборудования от внешних механических ударов. Он введён стандартом ГОСТ IEC 62262 и обозначается в виде двух символов: IK00–IK10, где более высокое значение соответствует большей ударопрочности. IK-код напрямую указывает, какую энергию удара в джоулях способен выдержать корпус без повреждений, влияющих на его безопасность и работоспособность.
Для определения уровня IK оборудования проводят испытания: по стандартной методике на корпус воздействуют ударным грузом определённой массы, сбрасываемым с заданной высоты. Например, IK10 соответствует удару энергией 20 джоулей — это эквивалент падения стального груза массой 5 кг с высоты 40 см.
IK-код важен при выборе оборудования, эксплуатируемого в сложных условиях — он помогает оценить его устойчивость к случайным или преднамеренным механическим воздействиям. В реальных проектах часто требуется сочетание высокой степени защиты от ударов (IK) и пылевлагозащиты (IP), о которой уже говорилось выше. Маркировки этих двух классификаций идут в паре, например: IP66 / IK10 — пылевлагонепроницаемый и вандалостойкий корпус.
Ниже приведены классы защиты IK и характеристики тестов:
- IK00 — защиты нет.
- IK01 — энергия удара 0,15 Дж, эквивалентно падению молотка весом 200 грамм с высоты 7,5 см.
- IK02 — энергия удара 0,2 Дж, высота падения — 10 сантиметров, вес — 200 грамм.
- IK03 — энергия удара 0,35 Дж, высота падения — 17,5 сантиметров, вес — 200 грамм.
- IK04 — энергия удара 0,5 Дж, высота падения — 0,25 метра, вес — 200 грамм.
- IK05 — энергия удара 0,7 Дж, высота падения — 0,35 метра, вес — 200 грамм.
- IK06 — энергия удара 1 Дж, высота падения — 20 сантиметров, вес — 500 грамм.
- IK07 — энергия удара 2 Дж, высота падения — 40 сантиметров, вес — 500 грамм.
- IK08 — энергия удара 5 Дж, высота падения — 29,5 сантиметров, вес — 1,7 килограмм.
- IK09 — энергия удара 10 Дж, высота падения — 20 сантиметров, вес — 5 килограмм.
- IK10 — энергия удара 20 Дж, высота падения — 0,4 метра, вес — 5 кг.
Понимание стандартов защиты оборудования — от взрывозащиты и искробезопасности до устойчивости к механическим воздействиям — имеет важное значение при выборе специализированного оборудования. Эти знания помогают не только ориентироваться в многочисленных маркировках, но и осознанно подходить к выбору техники, которая будет работать надёжно и соответствовать требуемым условиям эксплуатации. Ведь грамотно подобранное оборудование — это не только удобство использования, но и устойчивость к износу, стабильность и бесперебойная работа, даже в самых сложных условиях.