在具有可燃氣體、蒸氣或可燃粉塵的危險環境中，監控攝影機本身必須設計成防止點燃、抑制潛在的內部爆炸，並能抵抗惡劣條件——本白皮書探討相關的原則、標準、實施策略，以及ACTi的防爆外殼解決方案如何符合最佳實踐。

簡介

• 化工廠、石油和天然氣設施、採礦和煉油廠等工業環境通常存在爆炸風險；任何位於這些區域的電氣或電子設備必須確保不會成為點燃源。
• 標準監控攝影機如果沒有保護，可能會產生火花或表面加熱，從而引發爆炸。
• 因此，在危險區域部署IP監控時，防爆（防爆保護/防爆）設計成為必要。
• 本白皮書涵蓋：定義和分類、關鍵保護原則、相關標準、設計策略、權衡取捨，以及ACTi的實施如何體現這些原則。

爆炸區域分類與安全基本原理
危險區域區域與分區分類

• 在全球範圍內，危險區域根據系統如 IEC/ATEX 的“區域”系統進行分類（例如，氣體的區域 0、1、2；粉塵的區域 20、21、22），而在美國則使用類別/分區系統（例如，氣體的 Class I, Division 1/2）。
• 分類取決於潛在爆炸性氣氛的頻率、持續時間和濃度。攝影機必須具備適合其安裝區域的防護等級（即，區域 1 或分區 1 評級的攝影機通常也可以覆蓋較低的區域）。

防爆原則

兩個基本原則占主導地位：

• 封閉（“防火/防爆外殼，類型 d”）：如果發生內部點燃或火花，外殼將其限制，使爆炸不會傳播到周圍的危險環境。外殼必須承受內部壓力並防止火焰通過接縫。
• 預防設計：確保裝置在正常或故障條件下（本質安全、限制能量等）不會產生足夠的能量或溫度（火花、熱量、電弧）來點燃外部環境。

其他支持原則包括電路隔離、溫度控制、限制表面溫度以及堅固的密封和接縫設計。

認證與標準 攝影機或其外殼必須經過認可的安全標準認證，例如：

• IEC 60079 系列（例如 60079-0 一般要求，60079-1 防爆 “d”，60079-11 本質安全 “i”，60079-31 防塵 “t”）
• ATEX（歐洲指令）：例如 ATEX II 2G 下的設備等。
• IECEx（國際等效的防爆認證）
• 其他地區/市場標準（例如 UL、CSA、當地法規）
• 標示必須顯示保護等級、組別（氣體/粉塵）、溫度等級等。

確保合規性可提供設計已經過獨立驗證和點火安全測試的信心。

關鍵設計考量與技術

材料與外殼結構

• 使用不銹鋼（例如 316 級）或其他耐腐蝕、高強度的材料來抵抗內部壓力和惡劣的化學環境——許多防爆外殼都是使用 SS316 製造的。
• 外殼的牆壁和元件必須足夠厚，以承受內部爆炸壓力並避免永久變形。
• 部件之間的接縫（法蘭、螺紋連接）必須具有緊密的公差、火焰路徑或特殊設計（例如圓柱形配合面、重疊面）以阻止火焰傳播。
• 無縫外殼或最少的接合面可以減少火焰洩漏的風險。

熱和電氣安全

• 內部電子設計必須確保最大表面溫度低於點燃的閾值（溫度等級：T6、T5等）。
• 發熱元件（電源、LED、紅外燈）必須隔離、熱管理或限制功率。
• 在危險電路中抑制或避免電弧、火花或切換瞬變。必要時在某些子電路中使用本質安全電路或能量限制設計。

• 電纜管接頭和導管必須適用於危險區域使用（例如，Ex等級的管接頭）並保持防火邊界的完整性。
• 密封件和墊圈必須能抵抗化學侵蝕並在溫度範圍內保持密封。
• 佈線佈局應避免可能允許火焰傳播或破壞外殼邊界的路徑。

內部組件與模組佈局

• 敏感模組（感測器、電子元件）可能安裝在防爆板或隔離艙內。
• 可以使用冗餘或分離設計，以避免一個部分的故障傳播到其他部分。
• 內部表面應避免尖銳邊緣或會促使電弧傳播的特徵。
• 在需要的地方使用保形塗層、絕緣和灌封，以避免火花路徑。

認證測試與模擬

• 使用有限元素分析（FEA）和壓力/力模擬來驗證外殼設計在超壓情境下的可靠性。
• 在認證實驗室進行爆炸測試，以驗證外殼能夠控制點火並不會傳播火焰。
• 進行熱老化、振動和環境應力測試，以確保在現場條件下的耐久性。
• 檢查火焰路徑的完整性、材料疲勞、變形和密封性能。

ACTi 的防爆外殼方案
ACTi 的防爆設計實施包括以下符合最佳實務的屬性：

• ACTi 提供專為易燃/危險環境設計的盒式和 PTZ 攝影機外殼。
• 這些外殼使用 316 不鏽鋼製造，提供在惡劣條件下優異的耐腐蝕性和機械強度。
• 外殼具備 IP68 防護，確保防塵和防水密封—這對於在惡劣地點的長期可靠性至關重要。
• 它們獲得 ATEX II 2G Ex d IIB T6 Gb 認證，並支持 TS Ex d IIC T5/T6（氣體危險類別）和 TS Ex tb IIIC T100℃ Db（粉塵危險）防護。

• ACTi 的防護罩整合了內建的加熱器和風扇，以防止內部凝結、維持穩定溫度，並確保在各種環境條件下可靠運行。
• 其防爆外殼支持固定和變焦光學元件（即箱型和 PTZ 型），以確保在防爆限制下的監控覆蓋範圍和功能性。

這些設計決策反映了之前提到的許多原則（堅固的外殼、適當的認證、溫度和密封控制、模組化外殼），從而提高了在危險區域部署的攝影機的安全性和可靠性。

部署與操作指南

• 區域匹配：選擇適合預期最高危險區域的攝影機/外殼（例如，如果預期有易燃氣體，則選擇Zone 1）。
• 安裝與機械安全：使用防爆支架、穩固的安裝、安全繩或系繩以防止意外掉落。
• 電纜布線：使用防爆管道、接頭和接線盒；避免非認證電纜穿透外殼邊界。
• 檢查與維護：定期檢查密封、腐蝕、結構完整性和光學窗口。

• 韌體與電子設備：在防爆外殼內設計電子設備時，需考慮安全餘裕；確保內部韌體操作不會產生過熱或高能量事件。
• 失效安全規劃：規劃失效模式以避免產生火花，例如監控關機、冗餘電路、限流。
• 文件與標籤：提供適當的防爆標記、證書及安裝手冊以確保安全使用。
• 環境緩解措施：在極端惡劣的化學或海洋環境中，可能需要額外的保護塗層或犧牲層。

摘要

• 防爆設計在將 IP 攝影機部署到易燃或易塵的區域時至關重要；沒有它，攝影機會成為危險而非安全資產。
• 完善的解決方案結合了堅固的外殼機械、嚴格的認證、熱與電安全性以及可維護性。
• ACTi 的防爆外殼方法（不鏽鋼 316、IP68 密封、ATEX/TS 認證、加熱器/風扇整合）展示了監控供應商如何將這些元素整合到實用的解決方案中。
• 在指定或採購防爆攝影機時，堅持適當的認證（ATEX、IECEx 等），並驗證設計報告（有限元分析、爆炸測試結果、熱分析）。
• 對於您的專案，請提前根據現場分類（區域）、環境挑戰和預期的服務條件來調整設計要求。

應用

• 化工廠
• 石油設施
• 天然氣設施
• 礦業

解決方案

ACTi 提供多種類型的防爆外殼，適用於各種 IP 攝影機類型。請參考防爆外殼選項這裡。 每個外殼都有自己的產品頁面，並顯示與這些外殼兼容的所有 IP 攝影機列表。