Чтобы обеспечить бесперебойную работу пожарной сигнализации датчики соединяются с устройствами оповещения и пультом диспетчера посредством проводов (шлейфов). Кабели также передают контрольные извещения, оптический сигнал и т.д. Типы шлейфов пожарной сигнализации делятся по своей структуре, требования к ним оговариваются в СНиП и ФЗ №123.
Требования к проводам пожарной сигнализации
Все основные требования к шлейфам пожарной сигнализации заключаются в обеспечении работоспособности системы в случае возгорания в течение необходимого времени. В идеале кабель должен иметь идентичную помещению степень огнестойкости.Оконечное устройство шлейфа обеспечивается конструктивной дополнительной или любой другой огнезащитой.
Согласно ФЗ нормы по кабелю регламентируются указом от 10.07.2012. В частности указывается:
- Сопротивление шлейфа пожарной сигнализации должно выдерживать воздействие открытого пламени в течение заданного количества времени. Работоспособность систем оповещения и сигнализации при этом сохраняется в полном объеме, до тех пор, пока сотрудники и посетители не покинут здание.
- Поможет выбрать кабели соответствующий ГОСТ. Обозначение шлейфов пожарной сигнализации регламентируется в ФЗ, поэтому маркировка провода должна в обязательном порядке присутствовать на обмотке.
- Горизонтальные и вертикальные защищаются негорючими конструкциями и огнезащитой. Нормы прокладки кабелей пожарной сигнализации предписывают использовать провод с термостойкой обмоткой. Внутри стен перекрытия, пустотах и нишах монтаж осуществляется в гофротрубе. При открытой прокладке пожарной сигнализации используется негорючий провод.
- Проходка кабельных линий через стены нуждается в обязательной обработке огнезащитными составами. Во время работ выполняется герметизация стыков и другими . Способ прокладки через стены определяется с учетом технических характеристик здания, его огнеопасности. Обязательность прокладки в коробах определяется степенью пожароопасности помещения.
- Прокладка с другими кабелями допускается при условии наличия термоизолирующей обмотки.
- Проводить ТО пожарной сигнализации должен специалист, представитель компании осуществляющей установку систем оповещения.
Чтобы определить месторасположение возгорания, необходимо, чтобы все системы находились в работоспособном состоянии. Для пожарной сигнализации должен применяться кабель устойчивый к открытому воздействию огня. Предел огнестойкости высчитывается по требованиям ППБ предъявляемым к несущим конструкциям в помещении.
Виды шлейфов для противопожарной сигнализации
Выбор сечения кабеля, максимальная длина шлейфа ПС и многие другие аспекты рассчитываются после выбора схемы подключения датчиков. Существует несколько основных способов выполнения этой задачи:- Пороговые системы с радиальным шлейфом
. Один прибор управления, моноблок в состоянии обслуживать не более десяти линий и датчиков. Увеличение возможностей достигается благодаря установке еще одного блока контроля шлейфа. Название система получила благодаря используемому принципу работы. У каждого датчика есть свой порог чувствительности. При достижении его срабатывает оповещение.
Недостатком пороговой системы является большое количество ложных сигналов. Прокладка совместно с другими кабелями только усугубляет ситуацию. Еще один минус – невозможность точного определения места возгорания. Система оповещает только о разрыве линии, поэтому проверять приходится весь шлейф радиального типа.
К преимуществу решения можно отнести низкую стоимость оборудования и монтажных работ. - Пороговые структуры с модульным шлейфом . Практически ничем не отличается от предыдущей схемы. Отличие состоит в том, что используемый модуль может контролировать работу многих линий одновременно. Параметры шлейфа позволяют дублировать сигнал оповещения, методом подключения двухпороговых конструкций.
- Адресно-аналоговые линии
. Контроль над системой осуществляет модуль, к которому подключен кольцевой шлейф. Отличием адресно-аналогового устройства является то, что сам датчик не принимает решение о наличие возгорания, а просто передает необходимую информацию на пульт.
Система с кольцевым построением шлейфов позволяет отсеивать ненужную информацию. Сигнал дублируется и передается на пульт контроля. Анализ позволяет отличить случаи возгорания от обрыва кабеля и других неисправностей шлейфов. Транзитная прокладка допускает использования длины кабеля до 2000 м. - Комбинированные системы
. Для вывода сигнала диспетчеру используется как пороговое, так и аналоговое оборудование. Современная сигнализация, в которой учитываются все недостатки предыдущих линий. Алгоритм поиска неисправностей шлейфа облегчен благодаря использованию кольцевой схемы.
Комбинированные системы могут использоваться как внутри, так и снаружи помещения. Во втором случае используется экранированный кабель уличного исполнения.
Для некоторых категорий помещений ППБ устанавливают определенные ограничения по шлейфам. Монтаж исключительно негорючего провода, недопустимость скрытой проводки, прокладка в кабельном лотке – эти и другие ограничения описаны в СНиП 3.05.06-85 и ВСН 116-87.
Какой нужен кабель для ПС
Марка провода для монтажа определяется по категории пожароопасности здания и установленной системы оповещения. Решение об использовании термокабеля и других видов материалов принимается во время разработки проектной документации.Во время выбора кабеля важную роль играют следующие показатели:
- Расчет сечения. Недостаточная мощность и пропускная способность может привести к неточным показаниям датчиков. В случае пороговых систем слаботочный кабель, может стать причиной постоянного срабатывания ложной сигнализации.
- Достаточная защита кабеля. Помимо теплоизоляции и наличия негорючей обмотки, может потребоваться понизить чувствительность шлейфа. В обычной ситуации можно сразу использовать защищенный провод. Но если по недосмотру или другим причинам ПС дает сбои из-за чувствительности кабеля, проводят измерение сопротивления изоляции шлейфа.
- Маркировка. Предел огнестойкости кабелей, наличие экранирования шлейфа и другие показатели должны указываться на обмотке провода. Правила маркировки кабельных линий также требуют указывать коэффициент дымности и горючести.
- НГ – негорючий - имеет классификацию по мере огнестойкости от A до D.
- LS – рекомендована прокладка во взрывоопасных зонах, а также в групповом лотке. Не распространяют вредные испарения во время горения.
- HF – при горении не выделяют вещества, обладающие высокими коррозионными свойствами. Допускается прокладка в кабельном лотке вместе с другими проводами сигнализации.
Нормы по прокладке шлейфов зависят от используемой системы сигнализации и действующими требованиями ППБ. Перечень кабелей допустимых к применению приводится в СНиП и ПУЭ. Нарушения рекомендаций приводит к неисправности ПС.
Если кабель не соответствует нормам, при обнаружении этого, инспектор МЧС выпишет пояснительную записку и привлечет к административной ответственности с указанием сроков замены действующих шлейфов.
Способы прокладки шлейфов ПС
Монтаж и техническое обслуживание системы сигнализации описан в ВСН 116-87, дополнительные требования находятся в СНиП 3.05.06-85. Среди всех указаний можно выделить следующее:
Шлейф
(луч) охранно-пожарной сигнализации
- электрическая цепь от извещателей до приемно-контрольных приборов
(контрольных панелей
) или до распределительной коробки. Шлейф
, соединяющий выходные цепи извещателей (датчиков
) и приемно-контрольный прибор (ПКП
), может включать в себя вспомогательные элементы (устройства контроля, устройства визуальной индикации и т.п.). Назначение шлейфа
- передача на ППК извещений, а в некоторых случаях и для подачи электропитания на извещатели.
Шлейфы
сигнализации (на рис. ШС1 ... ШС5) вместе с линиями связи с внешними устройствами входят в состав линейной части сигнализации. Шлейф
имеет свой нормальный ток, определяемый величиной оконечного сопротивления, а также, в меньшей степени, внутренним сопротивлением датчиков.
Некоторые требования, предъявляемые к шлейфам пожарной сигнализации (НПБ 88-2001):
♦
Одним шлейфом
пожарной сигнализации с пожарными извещателями
, не имеющими адреса, допускается оборудовать зону
контроля, включающую:
- помещения, расположенные не более чем на 2 сообщающихся между собой этажах , при суммарной площади помещений 300 м2 и менее;
- до десяти изолированных и смежных помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания, при этом изолированные помещения должны иметь выход в общий коридор, холл, вестибюль и т. п.;
- до двадцати изолированных и смежных помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания, при этом изолированные помещения должны иметь выход в общий коридор, холл, вестибюль и т. п., при наличии выносной световой сигнализации о срабатывании пожарных извещателей над входом в каждое контролируемое помещение;
- шлейфы пожарной сигнализации должны объединять помещения таким образом, чтобы было обеспечено необходимое время установления места возникновения пожара.
♦ Пожарные извещатели, установленные под фальшполом, над фальшпотолком, должны быть адресными либо подключены к самостоятельным шлейфам пожарной сигнализации, и должна быть обеспечена возможность определения их места расположения. Конструкция перекрытий фальшпола и фальшпотолка должна обеспечивать доступ к пожарным извещателям для их обслуживания.
♦ Резерв емкости ПКП (количество шлейфов ), предназначенных для работы с неадресными пожарными извещателями, должен быть не менее 10 % при числе шлейфов 10 и более.
♦ Выбор проводов и кабелей, способы их прокладки для организации шлейфов и соединительных линий пожарной сигнализации должен производиться в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 , ВСН 116-87, требованиями настоящего раздела и технической документации на приборы и оборудование системы пожарной сигнализации.
♦ Шлейфы пожарной сигнализации необходимо выполнять с условием обеспечения автоматического контроля целостности их по всей длине.
♦ Шлейфы пожарной сигнализации следует выполнять самостоятельными проводами и кабелями с медными жилами. Шлейфы пожарной сигнализации, как правило, следует выполнять проводами связи, если технической документацией на приемно-контрольный прибор не предусмотрено применение специальных типов проводов или кабелей.
♦ В случаях, когда система пожарной сигнализации не предназначена для управления автоматическими установками пожаротушения , системами оповещения , дымоудаления и иными инженерными системами пожарной безопасности объекта, для подключения шлейфов пожарной сигнализации радиального типа напряжением до 60 В к приборам приемно-контрольным могут использоваться соединительные линии, выполняемые телефонными кабелями с медными жилами комплексной сети связи объекта при условии выделения каналов связи. При этом выделенные свободные пары от кросса до распределительных коробок, используемых при монтаже шлейфов пожарной сигнализации, как правило, следует располагать группами в пределах каждой распределительной коробки и маркировать красной краской.
♦ Соединительные линии, выполненные телефонными и контрольными кабелями, должны иметь резервный запас жил кабелей и клемм соединительных коробок не менее чем по 10 % .
♦ Шлейфы пожарной сигнализации радиального типа, как правило, следует присоединять к приемно-контрольному прибору посредством соединительных коробок, кроссов. Допускается шлейфы пожарной сигнализации радиального типа подключать непосредственно к пожарным приборам, если информационная ёмкость приборов не превышает 20 шлейфов .
♦ Шлейфы пожарной сигнализации кольцевого типа следует выполнять самостоятельными проводами и кабелями связи, при этом начало и конец кольцевого шлейфа необходимо подключать к соответствующим клеммам ПКП.
♦ Диаметр медных жил проводов и кабелей должен быть определен из расчета допустимого падения напряжения, но не менее 0,5 мм .
♦ Линии электропитания ПКП и приборов пожарных управления, а также соединительные линии управления автоматическими установками пожаротушения, дымоудаления или оповещения следует выполнять самостоятельными проводами и кабелями. Не допускается их прокладка транзитом через взрывоопасные и пожароопасные помещения (зоны). В обоснованных случаях допускается прокладка этих линий через пожароопасные помещения (зоны) в пустотах строительных конструкций класса КО или огнестойкими проводами и кабелями либо кабелями и проводами, прокладываемыми в стальных трубах по ГОСТ 3262 .
♦ Не допускается совместная прокладка шлейфов и соединительных линий пожарной сигнализации, линий управления автоматическими установками пожаротушения и оповещения с напряжением до 60 В с линиями напряжением 110 В и более в одном коробе, трубе, жгуте, замкнутом канале строительной конструкции или на одном лотке.
Совместная прокладка указанных линий допускается в разных отсеках коробов и лотков, имеющих сплошные продольные перегородки с пределом огнестойкости 0,25 ч из негорючего материала.
♦ При параллельной открытой прокладке расстояние от проводов и кабелей пожарной сигнализации с напряжением до 60 В до силовых и осветительных кабелей должно быть не менее 0,5 м.
Допускается прокладка указанных проводов и кабелей на расстоянии менее 0,5 м от силовых и осветительных кабелей при условии их экранирования от электромагнитных наводок.
Допускается уменьшение расстояния до 0,25 м от проводов и кабелей шлейфов и соединительных линий пожарной сигнализации без защиты от наводок до одиночных осветительных проводов и контрольных кабелей.
♦ В помещениях, где электромагнитные поля и наводки превышают уровень, установленный ГОСТ 23511, шлейфы и соединительные линии пожарной сигнализации должны быть защищены от наводок.
♦ При необходимости защиты шлейфов и соединительных линий пожарной сигнализации от электромагнитных наводок следует применять экранированные или неэкранированные провода и кабели, прокладываемые в металлических трубах, коробах и т. д. При этом экранирующие элементы должны быть заземлены.
♦ Наружные электропроводки систем пожарной сигнализации следует, как правило, прокладывать в земле или в канализации.
При невозможности прокладки указанным способом допускается их прокладка по наружным стенам зданий и сооружений, под навесами, на тросах или на опорах между зданиями вне улиц и дорог в соответствии с требованиями ПУЭ.
♦ Основную и резервную кабельные линии электропитания систем пожарной сигнализации следует прокладывать по разным трассам, исключающим возможность их одновременного выхода из строя при загорании на контролируемом объекте. Прокладку таких линий, как правило, следует выполнять по разным кабельным сооружениям.
Допускается параллельная прокладка указанных линий по стенам помещений при расстоянии между ними в свету не менее 1 м.
Допускается совместная прокладка указанных кабельных линий при условии прокладки хотя бы одной из них в коробе (трубе), выполненной из негорючих материалов с пределом огнестойкости 0,75 ч.
♦ Шлейфы пожарной сигнализации целесообразно разбивать на участки посредством соединительных коробок.
В конце шлейфа рекомендуется предусматривать устройство, обеспечивающее визуальный контроль его включенного состояния (например, устройство с проблесковым сигналом, отличным от красного цвета, с частотой проблескового свечения 0,1–0,3 Гц), а также соединительную коробку или иное коммутационное устройство для подключения оборудования для оценки состояния системы пожарной сигнализации, которые необходимо устанавливать на доступном месте и высоте.
По способу контроля целосности шлейфа различают:
| Знакопостоянные шлейфы | Знакопеременные шлейфы |
|
Целостность знакопостоянного шлейфа
контролируется, используя оконечное устройство - резистор, устанавливаемый в конце шлейфа
. Чем больше номинал оконечного резистора, тем меньше ток потребления в дежурном режиме, соответственно, меньше емкость источника резервного питания и ниже его стоимость. Состояние шлейфа прибора приемно-контрольного определяет по его току потребления или, что то же самое, по напряжению на резисторе, через который питается шлейф
. При включении в шлейф дымовых извещателей ток шлейфа увеличится на величину их суммарного тока в дежурном режиме. Причем его величина для выявления обрыва шлейфа должна быть меньше тока в дежурном режиме не нагруженного шлейфа. |
Целостность знакопеременного шлейфа
контролируется, используя оконечное устройство - резистор и диод, устанавливаемые в конце шлейфа. Сигнал "Пожар" пердается в положительной составляющей сигнала, "Неисправность" - в отрицательной. Для продолжения работы при выдаче сигнала "Неисправность" из-за снятого с базы извещателя, в базу устанавливается диод Шоттки. Таким образом сигнал "Неисправность" из-за снятого извещателя или неисправности самотестирующегося извещателя (например, линейного) не блокирует сигнал "Пожар" от ручного извещателя. Знакоперемнный шлейф позволяет использовать самотестирующиеся извещатели в пороговых шлейфах. При обнаружении неисправности извещатель производит автоматическое изъятие самого себя из шлейфа сигнализации, и это позволяет использовать его совместно с любым пультом пожарной сигнализации, так как контроль изъятия извещателя является обязательным требованием норм пожарной безопасности для всех ПКП. |
Адресные шлейфы:
(материал в разработке)
Искробезопасные шлейфы:
(материал в разработке)
Давайте разберемся что такое шлейф сигнализации (ШС) и как правильно его организовать. Начнем с того, что охранный шлейф представляет собой соединительную линию (электрическую цепь), объединяющую различные датчики сигнализации (ДС) или извещатели - в контексте данной статьи это синонимы.
Кроме того, в шлейфе присутствует оконечное устройство (ОУ), которое согласует его с приемно-контрольным прибором (ПКП).
В качестве оконечного устройства могут выступать:
- резисторы;
- конденсаторы;
- диоды.
Что именно устанавливается в конце шлейфа зависит от конкретной модели ПКП. Стоит заметить, что в системах охранной сигнализации чаще всего используются резисторы, поэтому будем ориентироваться на этот вариант. Структурная схема шлейфа приведена на рисунке 1.
Я сразу нарисовал все возможные типы датчиков, их работу мы сейчас рассмотрим, но в реальной ситуации используется, как правило, один вариант подключения и извещатели с одинаковой тактикой формирования тревожного извещения.
Возможны и комбинации различных подключений, но они встречаются достаточно редко. Теперь давайте перейдем к рассмотрению основных типов шлейфов и принципа их действия.
Внимание! Нумерация типов шлейфов в этой статье условна. Более того, каждый производитель в понятие типа ШС может вкладывать свое толкование. Обязательно имейте это ввиду!
ТИПЫ ШЛЕЙФОВ СИГНАЛИЗАЦИИ
1. ШС с датчиками, работающими "на размыкание".
В охранной сигнализации очень часто встречающийся вариант. При срабатывании извещателя электрическая цепь разрывается, ток в шлейфе падает до нулевого значения. То же самое произойдет при отсутствии питания на извещателе. А вот в случае неисправности датчика возможны два варианта:
- контакты разомкнутся;
- останутся замкнутыми даже при обнаружении нарушителя.
С первым случаем все ясно и просто - прибор сработает и неисправность таким образом заявит о себе. Второй вариант опасен тем, что обнаружить его можно только при полной проверке работоспособности датчика, которую каждый день никто не делает. Утешает только что такие случаи редки, но, тем не менее, они бывают.
2. ШС с датчиком, работающим на "замыкание".
Отличие от первого варианта разве что в схеме подключения и в том, что при срабатывании шлейф замыкается. В охранной сигнализации используется редко, по крайней мере я с таким способом не сталкивался.
3. Использование извещателя с питанием по шлейфу.
Пусть не часто, но такие датчики используются. Если в первых двух случаях напряжение подается по отдельной линии, то здесь извещатель работает от напряжения, подаваемого на ШС приемно-контрольным прибором. В этом случае сигнал тревога формируется увеличением потребления ДС тока, что отслеживается ПКП.
При этом количество подключаемых датчиков может быть ограничено несколькими штуками. Конкретная величина для различных их типов должна указываться в паспорте охранного прибора (равно как и возможность использования такого варианта).
4. Адресный шлейф сигнализации.
Если до сих пор мы рассматривали случаи, когда осуществлялся токовый контроль ШС, то при использовании адресных извещателей информации об их состоянии передается в цифровом виде. Соответственно информативность системы сигнализации при этом возрастает. ДС может диагностировать свое состояние и передавать его на контрольную панель.
ПАРАМЕТРЫ И НЕИСПРАВНОСТИ
Поскольку шлейф охранной сигнализации является электрической цепью, то и характеризуется он такими электрическими параметрами как ток, напряжение и сопротивление. Причем первые два являются вторичными, а работоспособность ШС зависит от сопротивления, которое определяет три основных его состояния:
- "норма";
- "обрыв";
- "замыкание".
Нормальное сопротивление шлейфа должно, как правило, не превышать 1 кОм, причем без учета величины оконечного резистора.
Стоит немного пояснить принцип работы связки ПКП-ШС-ОУ.
Прибор подает на шлейф напряжение, поскольку в нормальном состоянии цепь замкнута в ней возникает электрический ток. Его значение характеризует состояние ШС. Нормальные пределы величины тока задаются оконечным устройством. Отклонение в ту или иную сторону вызывает срабатывание сигнализации.
Сопротивление самого шлейфа, а туда входят также сопротивления переходных контактов в датчиках, определяет максимально допустимые отклонения. При коротком замыкании всего или части ШС (одна из неисправностей) происходит увеличение тока потребления, а обрыв - к его исчезновению. В этом и заключается суть токового контроля.
Таким образом есть еще один критичный параметр - сопротивление утечки между проводами шлейфа, поскольку он является двухпроводной линией, или "землей" и одним из проводников. Эта характеристика указана в паспорте ПКП, но лучше будет если ее значение составит порядка 1 мОм. Хотя многие приборы работают при утечках в несколько десятков кОм.
В завершение один иногда встречающийся вопрос: какова максимальная длина шлейфа охранной сигнализации? Ответ - любая при которой обеспечиваются рассмотренные выше электрические параметры.
* * *
© 2014 - 2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и официальных документов
Новые технологии, энергосберегающие компоненты, способность программного обеспечения выполнять определенные действия и другие новшества в последние годы изменили не только технологии изготовления пожарных извещателей, но и методы их установки и монтажа. Это, в свою очередь, вызвало изменения в существующих стандартах и нормативах по проектированию систем пожарной сигнализации. Например, давно применяющаяся и считавшаяся до недавнего времени традиционной топология радиального шлейфа в настоящее время все больше и больше заменяется кольцевой топологией. Возможность установки большого количества пожарных извещателей в одном шлейфе без снижения их надежности и работоспособности делает применение кольцевых шлейфов довольно привлекательным по сравнению с радиальными. Современные кольцевые шлейфы являются многофункциональными и позволяют кроме подключения автоматических и ручных пожарных извещателей управлять дополнительным оборудованием с помощью различных модулей входов/выходов.
Преимущества использования аналогово-кольцевых шлейфов:
Рис.1. Радиальные шлейфы Рис.2. Кольцевой шлейф
- Предельная информативность шлейфа, достигаемая применением интеллектуальных пожарных извещателей и их полной адресацией;
- Высокая надёжность кольцевого шлейфа, по сравнению с радиальным - при обрыве или коротком замыкании, радиальный шлейф частично, или полностью выходит из строя, в кольцевом шлейфе устройства, называемые изоляторами, автоматически отсекают повреждённый участок, и шлейф продолжает функционировать как две радиальные ветви. При обрыве шлейфа, изоляторы не активизируются;
- Возможность создания радиальных ответвлений, если это необходимо для оптимизации кабельной схемы;
- Меньшие трудозатраты и расход кабельных материалов при одинаковом количестве извещателей.
Esserbus - максимум надежности, минимум затрат
Пожарные приемно-контрольные приборы ESSER поддерживают кольцевые шлейфы esserbus и esserbus-PLus. Кольцевой шлейф esserbus это двухпроводный шлейф, обладающий следующими особенностями:
- Максимальная длина шлейфа 3500 м;
- До 127 устройств на шлейф;
- До 127 групп извещателей на шлейф;
- До 63 радиальных ответвлений (до 32 устройств в ответвлении) на шлейф;
- До 32 транспондеров на шлейф (до 100 транспондеров на ПКП);
- Напряжение в шлейфе 27,5 в.
В дополнении к вышеописанным особенностями технологий esserbus существует кольцевой шлейф esserbus-PLus с улучшенными характеристиками. Новый шлейф поддерживает автоматические извещатели серии IQ8Quad со встроенными устройствами оповещения, адресные устройства оповещения серии IQ8Alarm и беспроводные устройства IQ8Wireless. Для подключения всех этих устройств не требуется прокладки дополнительных проводов, т.е. передача данных, сигналы и питание всех устройств шлейфа осуществляется всего по двум проводам. Кольцевой шлейф esserbus-PLus поддерживается только ПКП серии IQ8Control.
Контроль шлейфа, защита от обрыва и от КЗ
Неплохов И.Г., к.т.н., эксперт
| В нормативных документах приведено требование об обязательном контроле исправности шлейфов системы пожарной сигнализации (СПС). Действительно, при обрыве шлейфа, в зависимости от места неисправности, отключается часть или все пожарные извещатели (ПИ). При коротком замыкании шлейфа (КЗ) все пожарные извещатели подключенные к нему становятся неработоспособными. В простейших системах контроль отключения ПИ от розетки обеспечивается разрывом шлейфа, что блокирует сигналы ПОЖАР от следующих ПИ в шлейфе. Это является нарушением нормативного требования о преимущественной передаче сигналов ПОЖАР по отношению к другим сигналам. В статье рассматриваются технические решения, повышающие в реальных условиях работоспособность СПС различного уровня сложности: простейших неадресных, адресных и адресно-аналоговых. |
Неадресные пороговые системы пожарной сигнализации
В простейших неадресных системах достаточно сложно обеспечить защиту шлейфа от КЗ и от обрыва схемотехническими методами. В п. 17.6.2. НПБ 76-98 "ИЗВЕЩАТЕЛИ ПОЖАРНЫЕ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ" указано: "Если конструкция ПИ предусматривает крепление его в розетке, то должно быть обеспечено формирование извещения о неисправности на приемно-контрольном приборе при отсоединении ПИ от розетки". Для данного класса систем выполнение этого требования обеспечивается разрывом шлейфа: в каждой базе устанавливаются раздельные входные и выходные контакты одного из проводников шлейфа, которые замыкаются перемычкой, расположенной в ПИ (рис. 1). Таким образом, при отключении первого ПИ, весь шлейф становиться не работоспособным и все помещения, контролируемые этим шлейфом остаются без защиты.
Такое техническое решение противоречит требованиям НПБ 75-98 "Приборы приемо-контрольные пожарные. Приборы управления пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний", где в п. 9.1.1 указано: "ППКП должны обеспечивать … преимущественную регистрацию и передачу во внешние цепи извещения о пожаре по отношению к другим сигналам, формируемым ППКП". Разрыв шлейфа при отключении ПИ обеспечивает приоритет сигналу НЕИСПРАВНОСТЬ блокируя сигналы ПОЖАР отключенных от ПКП и лишенных питания ПИ. Актуальность этой проблемы повышается с расширением типов помещений, защищаемых дымовыми ПИ, при их установке в местах с открытым доступом. Например, СНиП 31-01-2003 "Здания жилые многоквартирные" предписывает установку дымовых ПИ во внеквартирных коридорах, где высока вероятность их несанкционированного отключения.
Известно несколько технических решений для устранения этого недостатка в неадресных системах. Существуют способы, которые позволяют отключить пожарный извещатель, не разрывая шлейф на длительное время, что обеспечивает работоспособность всех оставшихся ПИ в шлейфе.
1. Для формирования сигнала НЕИСПРАВНОСТЬ практически любому ПКП достаточно отключения оконечного элемента шлейфа на время, не превышающее 0,3 - 1 сек. Т. о., после отключения ПИ от шлейфа можно в ручную устранить размыкание шлейфа на базе. Специальная конструкция базы и извещателя позволяют максимально упростить выполнение этой операции. Например, в базах B401, B401R, B401DG, B312RL, B312NL, Е1000В, E1000R, E412RL, E412NL System Sensor (для неадресных пожарных извещателей серий ПРОФИ, 100-й, 400-й и ЕСО1000) между терминалами входа и выхода отрицательной шины шлейфа сигнализации установлен подпружиненный контакт (рис. 2), фиксирующийся в замкнутом и разомкнутом состоянии. При установке/снятии извещателя автоматически происходит замыкание/размыкание контактов специальными конструктивными элементами, расположенными на задней стенке корпуса извещателя (рис. 2). При проведении технического обслуживания извещателя замыкание контактов базы со снятым извещателем позволяет сохранить работоспособность остальных датчиков. При этом промежуток времени, в течение которого шлейф находится в разомкнутом состоянии, достаточен для фиксации режима НЕИСПАВНОСТЬ приемно-контрольным прибором. Кроме того, замыкание этих контактов до установки ПИ может использоваться при проверке сопротивления шлейфов и значительно упрощает эту процедуру. Причем, конструкция извещателя обеспечивает, независимо от предварительной установки положения пружины в базе, замыкание соответствующих контактов базы при установке извещателя, и размыкание при его снятии. Данное техническое решение универсально и может использоваться с любым неадресным приемно-контрольным прибором.
2. Использование баз с диодом Шоттки. Более сложные технические решения позволяют полностью избежать при изъятии ПИ отключения других извещателей от ПКП, обеспечивая при этом формирование сигнала НЕИСПРАВНОСТЬ. Контакты базы, которые размыкают шлейф при отсутствии ПИ, шунтируются диодом Шоттки в прямом направлении при рабочем напряжении питания извещателей. При отключении извещателя, в этом случае, не смотря на размыкание контактов базы сигнал, ПОЖАР через диод поступает на ПКП от любого ПИ в шлейфе. Компания Систем Сенсор выпускает базы с диодом Шоттки B401SD и B401RSD.
В европейских системах контроль шлейфа при использовании баз с диодами обеспечивается различными способами, хотя все они основаны на различном сопротивлении шлейфа в зависимости от направления тока в шлейфе и реализуются либо при использовании сложных сигналов ПКП, либо более сложных оконечных элементов шлейфа по сравнению с резистором. Например, на рис. 3 показана система с активным оконечным элементом, который вырабатывает последовательность импульсов, в базах установлены диоды Шоттки, которые включаются последовательно в шлейф при отключении извещателя. В простейшем случае в конце шлейфа устанавливается конденсатор, а ПКП периодически на несколько миллисекунд отключает напряжение питания шлейфа. В нормальном режиме емкость в конце шлейфа поддерживает практически постоянное напряжение, а при отключении ПИ ток разряда блокируется диодом и на шлейфе со стороны ПКП появляются импульсы.
В качестве оконечного элемента шлейфа может использоваться диод. В этом случае контрольная панель периодически включает на несколько миллисекунд обратную полярность напряжения питания шлейфа, при которой ток проходит через этот диод. Когда извещатель отключен, диод Шоттки в базе блокирует прохождение тока при обратной полярности и ПКП фиксирует неисправность. Последний способ может быть реализован и в системах с отечественными ПКП со знакопеременным напряжением в шлейфе с диодом и резистором в конце шлейфа. При прямой полярности напряжения ток шлейфа определяется током потребления ПИ, при обратной - величиной резистора оконечного элемента.
При отключении ПИ наличие встречно включенного диода Шоттки в базе снижает ток при обратной полярности практически до нуля, что вызывает формирование сигнала НЕИСПРАВНОСТЬ, одновременно при прямой полярности напряжения обеспечивается питание всех оставшихся извещателей в дежурном режиме и прохождение сигнала ПОЖАР от любого ПИ в шлейфе (рис. 4).
Построение шлейфа со знакопеременным напряжением с диодами в базах и резистором в конце шлейфа, позволяет, отличить шлейф с отсутствующим ПИ от обрыва шлейфа. В дежурном режиме ток шлейфа определяется суммарным током потребления ПИ, и величиной оконечного резистора. При изменении полярности напряжения шлейфа эта величина изменяется незначительно, а при использовании извещателей с диодным мостом на входе, например, дымовых ионизационных 1151E, остается постоянной. При извлечении извещателя из базы за счет последовательно включенного диода Шоттки ток при обратной полярности напряжения упадет практически до нуля, оставаясь на том же уровне при прямой полярности. Обрыв шлейфа определяется по снижению тока потребления и при прямой и при обратной полярности за счет отключения оконечного резистора.
По европейским нормам не допускается блокировка сигналов ручных пожарных извещателей при отключении автоматического пожарного извещателя. Это требование так же способствовало широкому использованию технических решений исключающих разрыв шлейфа при отключении ПИ. Конечно можно включить ручные ПИ либо в отдельный шлейф, либо в тот же шлейф, но до автоматических ПИ, однако эти решения требуют увеличения затрат на кабель, на монтаж и снижают общую работоспособность системы.
Неадресные системы с линейными дымовыми ПИ
Рассмотрим подключение неадресных линейных дымовых пожарных с двумя реле: ПОЖАР - нормально разомкнутые контакты, НЕИСПРАВНОСТЬ - нормально замкнутые контакты. Некорректное включении в один шлейф даже двух линейных ПИ также может привести к блокировке сигнала ПОЖАР одного ПИ при формировании сигнала НЕИСПРАВНОСТЬ другим ПИ. Сигнал НЕИСПРАВНОСТЬ формируется размыканием контактов реле при блокировке луча или на пределе диапазона автокомпенсации запыления светофильтров. Размыкание контактов реле НЕИСПРАВНОСТЬ первого линейного ПИ разрывает шлейф и отключает вместе с оконечным резистором все реле ПОЖАР остальных ПИ. Для исключения данной ситуации к ПКП сначала подключаются выходы реле ПОЖАР всех линейных ПИ, а затем все выходы реле НЕИСПРАВНОСТЬ (рис. 5). Таким образом, размыкание контактов любого реле НЕИСПРАВНОСТЬ приводит к отключению оконечного резистора шлейфа, но не блокирует сигналы ПОЖАР ни одного из линейных ПИ, подключенных к этому шлейфу.
Для повышения достоверности информации о состоянии шлейфа в дежурном режиме некоторые контрольные панели дополнительно контролируют величину напряжения непосредственно на оконечном резисторе шлейфа. Для этого используется специальный вход, к которому подключается возвратный шлейф класса А, на рис. 5 показан пунктиром.
Использование ПКП со знакопеременным напряжением в шлейфе и дополнительных диодов Шоттки позволяет упростить схему и сэкономить на кабеле (рис. 6). Принцип действия аналогичен работе шлейфа с точечными ПИ с диодными базами: при размыкании контактов реле НЕИСПРАВНОСТЬ, за счет шунтирующего диода Шоттки, при прямой полярности напряжения шлейфа обеспечивается связь ПКП с реле ПОЖАР других извещателей, а при обратной полярности диод включен встречно, имитируется разрыв шлейфа и ПКП принимает сигнал НЕИСПРАВНОСТЬ. Некоторые линейные дымовые пожарные извещатели, например однокомпонентный 6500R, имеют специальные терминалы для подключения параллельно контактам реле НЕИСПРАВНОСТЬ диода Шоттки, который входит в комплект поставки, и терминалы для подключения токоограничивающего резистора последовательно с контактами реле ПОЖАР.
Адресные неопросные пороговые системы пожарной сигнализации
В адресных неопросных СПС используются адресные ПИ, которые транслируют на ПКП коды адресов сработавших извещателей. Адрес активизированного извещателя отображается на дисплее ПКП. Данные системы сложнее всего защитить от обрыва и от короткого замыкания. Адресные системы допускают использование в одном шлейфе большего числа ПИ, по сравнению с неадресными СПС, т.к. на адресные системы не распространяется ограничение на площадь, защищаемую одним шлейфом и на расположение помещений по этажам. Однако структура шлейфа, как и в безадресных СПС, остается линейной с оконечным элементом шлейфа. При снятии извещателя также происходит разрыв шлейфа между двумя контактами базы, отключается оконечный элемент шлейфа, ПКП фиксирует обрыв шлейфа и формирует сигнал НЕИСПРАВНОСТЬ. При этом не определяется ни адрес снятого извещателя, ни факт его отключения. Аналогично при обрыве шлейфа отсутствует информация, позволяющая быстро локализовать и устранить неисправность. Причем, наличие кодовых посылок при активизации ограничивает возможность использования решений применяемых в неадресных системах. Универсальное решение, использующееся в адресных системах различного типа - это кольцевой шлейф с раздельными входами и выходами на ПКП.
Адресные опросные пороговые системы пожарной сигнализации
В адресных опросных СПС производится периодический опрос пожарных извещателей, обеспечивается контроль их работоспособности и идентификация неисправного извещателя ПКП, что требуется по п. 12.17 НПБ 88-2001* при установке одного извещателя в помещении. Использование в ПИ этого типа специализированных процессоров с многоразрядными аналого-цифровыми преобразователями, сложными алгоритмами обработки сигналов и энергонезависимой памятью обеспечивает не только возможность стабилизации уровня чувствительности, но и формирование различных сигналов при достижении нижней границы автокомпенсации при загрязнении оптопары и верхней границы при запылении дымовой камеры.
Кроме того, адресные опросные системы достаточно просто защищаются и от обрыва адресной шины и от короткого замыкания. В опросных адресных СПС может использоваться произвольный вид шлейфа: кольцевой, разветвленный, звездой, любое их сочетание и не требуется никаких оконечных элементов. В опросных адресных системах не требуется разрывать адресную шину при снятии извещателя, его наличие подтверждается ответами при запросе ПКП не реже одного раза в 5 - 10 сек. Если ПКП при очередном запросе не получает ответ от извещателя его адрес индицируется на дисплее с соответствующим сообщением. Естественно, в этом случае отпадает необходимость использования функции разрыва шлейфа и при отключении одного извещателя сохраняется работоспособность всех остальных извещателей.
Для защиты адресной шины от короткого замыкания используются изолирующие базы, которые при помощи электронных ключей автоматически отключают короткозамкнутый участок адресной шины. Например, база B401LI серии Леонардо (рис. 7) имеет два изолятора, включенных симметрично относительно ПИ, что позволяет использовать ее в адресных шинах, как радиального типа, так и кольцевого или смешанного типа, с ответвлениями и кольцевыми участками. На рис. 8 приведена схема с изолирующими базами B401LI, защищающими ответвления адресной шины на каждый этаж и отрезки кольцевой адресной шины на чердаке.
Адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации
Важным отличием адресно-аналоговых СПС от пороговых является то, что в них пожарный адресно-аналоговый извещатель лишь измеряет величину контролируемого параметра (уровень задымления или температуру) и транслирует эти значения при обращении ПКП по соответствующему адресу.
Адресно-аналоговая ПКП (АА ПКП) является специализированной ЭВМ, центром обработки данных по сложнейшим алгоритмам в реальном масштабе времени, обеспечивает максимальную скорость принятия решений и управление подсистемами пожарной автоматики, оповещения, эвакуации и инженерными системами объекта любой сложности с отображением состояния объекта в виде текстовых сообщений. При этом происходит анализ развития пожарной ситуации на объекте с формированием предупредительных сигналов на самых ранних этапах возгорания при уровнях оптической плотности в 10 - 100 раз меньшей по сравнению с пороговыми ПИ. Высокая эффективность адресно-аналоговых систем определила появление в 2002 году требования об обязательном их использовании для защиты жилой части высотных зданий высотой свыше 100 метров.
Возможность использования адресно-аналоговых шлейфов с большим числом автоматических и ручных пожарных извещателей, модулей управления и мониторинга, адресных оповещателей и т.д., общим числом до 200 единиц и протяженностью до 2 км требуют максимально высокого уровня защиты от обрыва и от короткого замыкания. Как правило, используется кольцевой шлейф с контролем прохождения сигналов, который при обрыве автоматически трансформируется АА ПКП в два радиальных, и все компоненты продолжают функционировать. По составу адресов устройств, включенных в первый и во второй шлейф, определяется место неисправности и формируется соответствующее тестовое сообщение.
Для защиты от короткого замыкания используются базы для извещателей с изоляторами, отдельные модули изоляторы и изоляторы в составе модулей мониторинга и управления. При коротком замыкании шлейфа отключается только участок между двумя устройствами содержащими изоляторы КЗ, остальная часть системы остается работоспособной (рис. 9). Как и при обрыве шлейфа при коротком замыкании локализуется место неисправности и подробная информация в текстовом виде с рекомендациями о способе ее устранения отображается на дисплее АА ПКП.