И.Г. Неплохов Технический директор бизнес-группы «Центр-СБ», к.т.н.

os-info.ru

Проводные пожарные извещатели: требования и принцип действия

Главная / Статьи / Пожарная автоматика / Пожарные извещатели

Проводные пожарные извещатели – это по своему устройству, составу оборудования, датчиков, извещателей, исполнительных механизмов автоматические системы безопасности, защищающие различные здания, включая установки сигнализации о пожаре, являются электрическими слаботочными сетями с напряжением 12–24 В.

Наблюдается рост радиоканальных охранно-пожарных установок, но основная часть смонтированных установок, оцениваемая специалистами в районе 90%, по-прежнему относится к проводным системам.

При проектировании, монтаже автоматической сигнализации повсеместно применяется и устанавливается пожарный извещатель проводной – тепловой, дымовой, газовый для защиты помещений; датчик пламени, определяющий очаг возгорания на корпусах технологического оборудования, расположенных на открытых производственных площадках промышленных предприятий; емкостях хранения горючих жидкостей, сжиженных/сжатых газов в товарных парках, нефтебазах.

 Про все типы извещателей отдельная статья: 

Пожарные извещатели

Основные требования при установке и монтаже

СП 5.13130.2009, регулирующий нормативные требования при создании структур/схем пожарной сигнализации, стационарных систем тушения пожаров, указывает, что соединительные линии систем противопожарной автоматики – шлейфы; и питающие, объединительные, магистральные линии связи между элементами – извещателями, оповещателями, приборами, блоками приема данных, контроля, управления исполнительными механизмами, коммутационными устройствами бывают проводными и беспроводными каналами.

При этом должны выполняться следующие условия:

  • Должна быть обеспечена, требуемая нормами, достоверность передачи данных; непрерывный автоматический контроль по всей протяженности, длине расстояния между датчиками, приборами контроля/управления, исполнительными устройствами. На практике, учитывая несовершенство современной радиосвязи, проводные извещатели о пожаре, установленные согласно проектным решениям, с соблюдением правил ведения электромонтажных работ; намного надежнее, работоспособнее радиоканальных датчиков в составе систем АПС, включая WI-FI, сотовые GSM пожарные извещатели, при прочих равных условиях как монтажа, так и регулярного технического сервиса.
  • Выбор проводов, кабелей связи, к разводке линий которых при монтаже проводных пожарных извещателей они будут подключаться, должен осуществляться по требованиям ГОСТ 31565-2012 “Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности”; а также данным технических паспортов, эксплуатационной документации на изделия от компании производителя.
  • Включение таких автоматических извещателей в шлейфы установок/систем пожарной сигнализации должно выполняться самостоятельным проводом/кабелем исключительно с жилами из меди; диаметр которых определяется расчетом в составе проекта АПС на защищаемый объект исходя из допустимого падения напряжения в электрической цепи; но в любом случае быть не меньше 0, 5 мм.
  • Проводные шлейфы, соединительные/магистральные линии подключения к приборам контроля/управления установок АПС необходимо выполнять проводами связи, если проектом или техническими требованиями не предусмотрено использование специальной продукции, например, огнестойких или бронированных/экранированных кабелей.
  • При этом стойкость к тепловому, огневому воздействию такой кабельно-проводной продукции должна обеспечивать нормативное время выполнения задач, возложенных на все технические средства противопожарной автоматики, включая проводные извещатели. Достигается это как правильным выбором огнестойкой кабельной продукции, но и видов, типов исполнения проводных пожарных извещателей, способами подключения проводов к ним.
  • При наличии в шлейфах проводных ИП, определить работоспособность которых визуальным осмотром по каким-либо причинам затруднительно или невозможно, например, из-за закрытия большинства помещений здания по окончании рабочего дня, смены, дежурства; то необходима установка выносных оптических индикаторов, устройств с проблесковым сигналом над дверями защищаемых помещений, а также в конце каждого такого шлейфа сигнализации.

В ГОСТ 53325-2012, НПБ 76-98 о требованиях ко всем видам, типам пожарных извещателей также уточняется способ электрического питания проводных датчиков:

  • С питанием по шлейфу сигнализации.
  • Питаемые по самостоятельному/отдельному кабелю.
  • С питанием от автономного источника.
Примеры схем подключения проводных извещателей

Кроме того, согласно вышеуказанных нормативных документов:

  • ИП в составе проводных установок АПС, должны иметь электрическую совместимость с приборами контроля/управления.
  • ИП, имеющие базовое монтажное основание, обычно это извещатель пожарный дымовой проводной или максимально-дифференциальный тепловой датчик, должны выдавать на приемно-контрольную аппаратуру тревожный сигнал о неисправности при изъятии изделия из монтажного гнезда, разрыве электрического контакта с ним по другим причинам.
  • Клеммы пожарных датчиков или их базовых установочных основ, что предназначены для эксплуатации с проводными шлейфами установок АПС, должны выполняться с возможностью подключения проводов, кабелей связи, имеющих площадь сечения не меньше 0,125 мм2, а их максимальное значение необходимо указывать в технической документации на изделие.

При этом каждая соединительная клемма проводного ИП должна быть изготовлена так, чтобы осуществлять подключение двух проводников без скрутки; или иметь дублирование для исключения прямого контакта между жилами, а только через клеммы.

Принцип действия проводных извещателей

Не отличается от способа реагирования других видов пожарных датчиков, включенных в радиоканальные, оптико-волоконные или комбинированные шлейфы передачи данных от пожарных извещателей к «ядру» установки системы АПС – блоку, прибору станции приема информации, контроля за работоспособностью всех элементов в схеме/структуре системы безопасности, управлением исполнительных устройств, подаче командного сигнала на запуск, остановку интегрированных, сблокированных инженерных сетей, технологических процессов.

Передача контрольных данных, сигнала тревоги по замыканию или размыканию электрической цепи проводным пожарным извещателем – это надежный, проверенный десятилетиями эксплуатации установок АПС, систем пожаротушения, способ, который по-прежнему востребован.

Конструкция проводного пожарного извещателя, кроме чувствительного элемента, реагирующего на дым, газ, тепло или пламя; пластикового или металлического корпуса, в обязательном порядке имеет в своем составе клеммы – винтовые или зажимные соединения для подключения к нему жил проводов связи только шлейфа сигнализации, по которому осуществляется как передача данных, так и электрическое питание, если это, например, извещатель пожарный дымовой 2-х проводной; а также для электрического провода/кабеля от резервированного источника питания, если это 4-х проводной ИП, включенный в соответствующую схему установки АПС.

Электрические параметры проводных пожарных извещателей, способы их включения в различные шлейфы сигнализации, совместимость с приемно-контрольными приборами разных компаний изготовителей, торговых марок указываются в технической документации на изделия.

 Для сведения: для подключения таких ИП к аппаратуре контроля и управления чаще всего используется следующая кабельная продукция, в т.ч. в негорючей изоляции: КСПВ/КСПЭВ 2/4х0, 5 мм; КПСВВ 2х0,5/0, 75 мм; КВВГнг 2х0,5/0, 75 мм; а для подключения приборов, блоков, панелей управления – ШВВП 2х0, 75 мм. 

К преимуществам использования проводных извещателей, установок АПС на их основе следует отнести невысокую стоимость изделий.

К недостаткам – высокие затраты, продолжительный период на монтаж оборудования.

fireman.club

Подключение комбинированных пожарных извещателей (ИДТ)

автор Администратор Главный

Обустройство надёжной пожарной безопасности в доме, сауне, квартире, офисе, на производстве требует размещения одного или нескольких пожарных извещателей. Как лучше их выбрать и установить?

Во-первых, необходимо уточнить параметры питания. Контроллер обычной сигнализации имеет ограничения по подключению дополнительного оборудования. Пожарные извещатели не являются автономными приборами и требуют постоянной подачи электроэнергии. Для увеличения количества датчиков в шлейфе, можно использовать блок расширения сигнализации. Сократить число пожарных сигнализаторов поможет установка комбинированного оборудования. Как правило, для комплексной защиты помещения от пожара требуется 2 вида извещателей – тепловые (температурные, реагирующие на пламя) и дымовые (максимально дифференциальные оптико-электронные). Совмещённые датчики пламени и задымления, имеющие условное обозначение – ИДТ (извещатель дымовой + тепловой), являются как раз тем комбинированным прибором, которые соберёт воедино 2 необходимые функции пожарного оповещения.

Схема подключения пожарного извещателя двойной сработки

Второй немаловажный момент при соблюдении основных правил установки – это выбор места. Сложно рассчитать скорость распространения пожара, но не рекомендуется удалять прибор более чем на 10 метров, от возможного источника возгорания. При создании шлейфа ОПС с большим числом сигнализаторов на складах, в производственных цехах, торговых залах, желательно соблюдать вышеуказанные правила расстановки и расстояния между приборами. Высота расположения комбинированных ИТД не имеет принципиального значения - двойная сработка сигнализации происходит по тепловым или дымовым (газовым) потокам, поднимающихся к потолку или стелящимися по полу.

Важным преимуществом комбинированных устройств является возможность их установки за подвесным потолком в квартирах, офисах, на дачах. Это позволяет сохранить целостность интерьера и не нарушать уже готовый дизайн помещения.

Третье правило монтажа пожарных извещателей, комбинированного типа – соблюдение полярности подключения. Если размещение устройства производится без базы питания (розетки), напрямую в шлейф пожарной сигнализации, обязательно провести проверку термокабеля +/- и технических характеристик контроллера сигнализации.

Выбор недорогого и эффективного пожарного извещателя

Подключение совмещённых датчиков к ПКП требует соблюдения норм и требований пожарной безопасности. Работа пожарных оповещателей тесно связана с устройствами пожаротушения и предотвращения пожаров. Порошковые огнетушители, пожарные гидранты (краны, щиты), тревожные кнопки, охранная сигнализация, пожарная сигнализация, видеокамеры наблюдения проходят совместное тестирование и сертификацию. При проверке готовых шлейфов ОПС проверяется соответствие маркировки и условных обозначений установленных детекторов.

Фото: недорогой извещатель пожарный комбинированный дымо-тепловой

Подбор типов и количества, необходимых извещателей определяется площадью помещения, его назначением (котельные, цеха, коммерческие предприятия, частные дома), бюджетом проекта и временем его исполнения. Современные комбинированные извещатели и другое пожарное оборудование поставляется в комплектации со съёмниками, позволяющими быстро установить, протестировать и зафиксировать базы для датчиков ОПС и, непосредственно, сами детекторы. Облегчить монтаж пожарных сигнализаций помогает применение беспроводных пожарных датчиков, работающих автономно, от радиобаз РПУ и не требующие дополнительных источников питания и энергоресурсов контрольных блоков сигнализации. Отсутствие дорогостоящих термокабелей в совокупности с простотой установки делают радиоканальные (беспроводные) датчики всё более востребованными среди монтажных организаций и частных лиц. В радиоуправляемый шлейф можно подключить неограниченное количество противопожарных извещателей, с различным принципом работы – аспирационные, звуковые, световые, газовые, радиоизотопные, лучевые.

Несмотря на современные веяния, многие производители обеспечивают высокую потребность в линейных адресно-аналоговых извещателях с точечным оповещением. Автоматические устройства поставляются во взрывозащищённых корпусах и расширяются внутренними микросхемами для расширения совместимости с большинством ПКП, установленными на охраняемых объектах ранее. При выборе надёжного извещателя пожара стоит обратить внимание не только на наличие понятной инструкции и схемы подключения, но и на гарантийный срок службы (минимум 5 лет), ГОСТ сертификаты, наличие условных обозначений для быстрой классификации устройства.

Продаём только качественные датчики и комплектующие для сигнализаций

Интернет магазин ГРИОН реализует датчики, сирены, извещатели, тревожные кнопки, GSM сигнализации по прайс листам, в соответствие с количеством заказанного товара (3 колонки). Предприятиям ЧОП, ведомственным структурам, ТСЖ, фирмам вневедомственной охраны предоставляются выгодные расценки (прайс под заказ) на монтаж ОПС, СКУД, GSM оборудования.

Гарантируем 100% снижение ложных срабатываний и повышение качества оповещения о несанкционированных проникновениях и пожарах на Ваших объектах!

Для владельцев квартир, дач, коттеджей, офисов предлагаются недорогие комплекты сигнализаций с комбинированными пожарными (дымо-тепловыми, радиоволновыми, максимально- дифференциальными) и охранными (объёмные, магнитоконтактные, поверхностные) извещателями. Приборы поставляются с ГОСТ сертификатами, во взрывозащищенном исполнении, с розетками питания и беспроводными радиобазами. География заказчиков ГРИОН охватывает все регионы РФ, мы работаем в Минске, Казахстане и Киеве.

{module POJAR_ALL}

www.grion.ru

02.3.1. Подключение извещателей к пороговым (неадресным) шлейфам ППК

Всем  доброго времени суток.

Сегодня более подробно о приборах приёмно-контрольных с неадресными шлейфами. Из-за дешевизны используемых в них извещателей они широко распространены на территории нашей необъятной Родины. У «буржуев» они давно вытесняются более совершенными адресными. У нас в принципе тоже, но намного медленнее: слишком велика разница в цене извещателей. От 2 до 20 раз, а при большом количестве извещателей это большие деньги.

Принцип работы неадресного порогового извещателя прост: он ступенчатым образом изменяет своё сопротивление в зависимости от состояния «норма» или «тревога». Это может быть размыкание или замыкание контактов реле (в этом случае сопротивление меняется от нуля до бесконечности — т.н. «сухой контакт») или изменение внутреннего сопротивления электронной схемы от сотен кОм до сотен Ом (т.е. примерно в тысячу раз). Шлейф обычно представляет двухпроводную линию, к которой может подключаться от одного до нескольких десятков извещателей (двухпроводная схема), причём в случае микропотребляющих извещателей, они могут быть запитаны от этого же шлейфа. В случае значительного энергопотребления извещатели запитываются по дополнительной паре проводов (четырёхпроводная схема). Поскольку ГОСТ требует для пожарных ППК контроля работоспособности шлейфов, последовательно или параллельно с извещателями типа «сухой контакт» включаются добавочные сопротивления, позволяющие отличить сработку извещателя от обрыва или короткого замыкания на шлейфе.

Я думаю, проще всё это объяснить с помощью принципиальных схем включения извещателей в шлейфы. Из того, что я знаю, наиболее адекватные описания у приборов фирмы «Болид», поэтому воспользуюсь картинками из их документации. В качестве примера использован ППКОП (прибор приёмно-контрольный охранно-пожарный) Сигнал-20М. Он имеет 20 шлейфов, типы которых могут программироваться с компьютера. Это несколько разновидностей охранных, пожарных и технологических шлейфов. Я не вижу особой необходимости подробно расписывать все тонкости этого прибора, вы сами можете прочитать это на сайте производителя: http://bolid.ru/files/373/566/signal_20m_ret_v.1.03_aug.pdf. Очень рекомендую почитать — прибор довольно функционален, имеет кучу вариантов использования, знание принципов его работы очень облегчит знакомство с другими приборами этого класса. А мы вернёмся к схемам включения извещателей в различные типы шлейфов этого прибора. Для простоты на этих рисунках извещатели изображены в виде нормальнозамкнутых (НЗК) или нормальноразомкнутых (НРК) контактов реле. Начнём с самого простого: охранные шлейфы.

На рисунке мы видим двухпроводный шлейф, в конце которого находится т.н. оконечый резистор и два типа извещателей НРК и НЗК. Резистор установлен для исключения «саботажа» — злонамеренного вмешательства в работу шлейфа: любое изменение сопротивления шлейфа более чем на 10% вызовет тревогу. Как видно из схемы, НЗК «рвут» шлейф в случае сработки извещателя, НРК наоборот закорачивают. Как я говорил раньше, охранный шлейф не контролируется на исправность: любой обрыв или закоротка шлейфа будут восприняты как тревога. Извещателей в шлейф может быть напихано достаточно много, но при этом нужно помнить — вы можете в один шлейф запихать целый этаж какого-нибудь учреждения, кучу дверей, окон и т.д. Это будет экономно, но, в случае проникновения злоумышленников или аварии шлейфа, локализовать место разрыва цепи будет весьма проблематично. Обычно мы рекомендуем по 2 охранных шлейфа на каждый кабинет в офисе: периметр (СМК на двери и окна плюс датчики разбития стекла) и объём (один или несколько датчиков движения). Основная масса охранных извещателей имеет выход на шлейф «сухой контакт» НЗК, т.е. работает на разрыв. Есть исключения, например объёмник «Рапид-3» от Сибирского Арсенала. Питается от шлейфа, сигнализирует о сработке изменением сопротивления, а, соответственно, и увеличением тока потребления с 0,25 мА до 10 мА. Включается, ясно дело, как НРК, т.е. параллельно оконечному резистору.

 Вот более продвинутый шлейф — охранный с контролем блокировки.

Ряд извещателей имеет концевой выключатель, сигнализирующий о вскрытии корпуса — тампер (о нём упоминается в главе про объёмник). Т.е. извещатель представлен для прибора двумя контактами «тревога» (сработка датчика) и «блокировка» (тампер). В дежурном режиме извещатель с добавочными резисторами представляет для прибора сопротивление двух параллельно включенных резисторов. При разрыве любой пары контактов «отваливается» подключенный к ней резистор. Т.к. номиналы резисторов отличаются на 5 кОм, прибор определяет, какое событие произошло: тревога или вскрытие корпуса. Точно так же, как и в предыдущем случае, мы можем включить в каждую цепь по нескольку извещателей, но при этом те же проблемы с локализацией места сработки. Дальше я не буду заострять на этом внимание: неадресные извещатели потому и неадресные, что не имеют своего адреса и сигнализируют о сработке шлейфа в целом, без локализации по конкретным извещателям.

Теперь о пожарных шлейфах. Вот шлейф с распознаванием сработки более чем одного извещателя с включением извещателей по схеме НРК (параллельно оконечному резистору).

Такой шлейф называется дымовым, т.к. самые ходовые точечные дымовые извещатели включаются именно по такой схеме, питаются от шлейфа и сигнализируют о сработке резким понижением сопротивления и повышением потребляемого тока. Прибор отличает срабатывание одного извещателя от двух и более за счёт присутствия в схеме добавочных токоограничивающих резисторов R. При срабатывании одного из извещателей прибор выдаёт сигнал «внимание» и обесточивает шлейф на пару секунд, тем самым перезапуская микросхему в извещателе и сбрасывая его в дежурный режим. В случае повторной сработки одного извещателя прибор ждёт в течение программируемого времени — не вернётся ли извещатель в дежурный режим и, если нет, то выдаёт сигнал пожарной тревоги. Если в течение времени ожидания сработает ещё один извещатель, прибор выдаст тревогу немедленно. Можно выставить время ожидания на бесконечность, тогда прибор перейдёт в режим тревоги только при срабатывании второго извещателя. Такая сложная тактика реакции на сработку датчиков позволяет снизить вероятность ложных срабатываний. Это очень важно, особенно, если здание оборудовано системой автоматического пожаротушения: может быть нанесён серьёзный «экономический эффект», а в ряде случаев и ущерб здоровью и жизни людей.

Кстати, можно поставить извещатели и без добавочных резисторов, тогда тревога будет происходить при срабатывании одного датчика, а это является нарушением требований Свода Правил. Оконечник убирать нельзя — прибор выдаст сигнал об обрыве шлейфа и не будет брать шлейф под охрану. Так же он отреагирует на закоротку шлейфа. Этаким способом худо-плохо выполняется пункт требований ГОСТа о контроле работоспособности шлейфа.

А вот т.н. тепловой шлейф с последовательно включенными извещателями НЗК, так же обеспечивающий определение двойной сработки.

Шлейф назван тепловым, т.к. самые дешёвые и массовые тепловые извещатели имеют внутри биметаллическое термореле, работающее при нагревании на разрыв. Хотя, конечно, и здесь есть исключения. Тепловой максимально-дифференциальный извещатель ИП101-1А-А1 питается от шлейфа, включается как дымовик, ну и ведёт себя так же. Ну а в этой схеме видно, что , срабатывая, извещатели добавляют в линию добавочные сопротивления, которые они шунтировали в дежурном состоянии, соответственно на изменение сопротивления реагирует прибор.

Кстати, заметил, что в подразделе «Извещатели» отсутствуют тепловики. Ладно, был неправ, исправлюсь в ближайшее время.

 Примечание от 04.06.2017 

 Про тепловые извещатели написал, вот здесь: Тепловые пожарные извещатели 

Ну и напоследок комбинированный пожарный шлейф с включением обоих типов извещателей.

Этот тип шлейфа не обеспечивает определения двойной сработки, поэтому стараюсь избегать такого решения. Лучше разориться на отдельный кабель для теплового шлейфа, но обеспечить срабатывание пожарной тревоги по двум извещателям. Оно как-то спокойнее.

Как уже писал, типы шлейфов задаются по интерфейсу RS-485 с компьютера, каждый тип (пожарный, охранный) и т.д. имеет свою тактику обработки сигналов сработки извещателей. Конечно они выставлены по умолчанию: часть шлейфов охранные, часть пожарные, но в 21 веке проще запрограммить прибор под свои требования. Кстати, у других приборов может быть всё по-другому. Граниты, допустим, от Сибарсенала могут программироваться внутренними перемыками или так же с компа через USB интерфейс. А, скажем БРО-5 («Броха») программируется или со специального программатора или так же по USB с использованием того же программатора в качестве преобразователя интерфейса. Видимо надо будет посвящать этому отдельную главу.

Следует помнить, что приведённые здесь номиналы резисторов актуальны только для конкретного прибора Сигнал-20М и иже с ним (Сигнал-20П, Сигнал-20). По-моему ещё Сигнал-10 в случае пороговых шлейфов (там ещё и адресно-пороговые есть, но об этом отдельно).

Можно добавить, что ИПР включаются без дополнительных резисторов, поэтому нажатие его клавиши воспринимается как срабатывание 2-х дымовиков и вызывает немедленную пожарную тревогу.

Вот ведь незадача: про ИПР-ы то я тоже не писал. Ладно, виноват, короче ИПР — это извещатель пожарный ручной: кнопка такая с надписью «при пожаре открыть крышку и нажать». В общественных местах на всех выходах установлены.

 Дополнение 

 Про ИПРы написал. Вот здесь: Извещатели пожарные ручные (ИПР) 

А радиальными эти приборы называются потому, что от них в разные стороны тянется большое количество шлейфов. В отличие от адресных шлейфов, о которых мы пообщаемся позже.

Ну и всё на сегодня. Комментируйте, подписывайтесь — форма внизу.

На главную, в начало, к оглавлению

systemdefend.ru

Схема подключения извещателей пожарных


Подключение тепловых извещателей с индикаторами

Обеспечение работоспособности ППКП в двухпороговом режиме с формированием сигналов «Пожар 1», «Пожар 2» по одному и двум извещателям в настоящее время активно обсуждаются в отраслевой печати и на специализированных форумах. Проблемы согласования изначально определены отсутствием в документации информации о параметрах режимов шлейфов сигнализации ППКП. По п. 7.2.1.5 ГОСТ Р 53325 – 2009 «Техника пожарная. Технические средства. Пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний» в технической документации на приемно-контрольные приборы должны быть указаны «диапазоны тока в неадресном шлейфе сигнализации, в том числе максимальный ток питания извещателей, при котором ППКП регистрирует все предусмотренные виды извещений и диапазон питающих напряжений»

Проблемы согласования ИП с ППКП

В настоящее время производители ППКП указывают пороги шлейфа в виде его сопротивления, которые могут использоваться на практике только при подключении пассивных контактных пожарных извещателей с дополнительными резисторами. При использовании активных пожарных извещателей данная информация мало что дает, так как ввиду нелинейной вольт-амперной характеристики их внутреннее сопротивление в разы изменяется при различных напряжениях шлейфа. В свою очередь, напряжение шлейфа зависит от его нагрузки, то есть от сопротивления извещателей в режиме «Пожар». Таким образом, определение номиналов дополнительных резисторов проводится экспериментальным путем по двум образцам извещателей и одному образцу ППКП без учета разброса их параметров от образца к образцу и тем более в процессе эксплуатации.

Как под копирку в технических характеристиках на ДИПы указывается, что «выходной сигнал срабатывания извещателя формируется уменьшением внутреннего сопротивления до величины не более 500 Ом при величине тока через извещатель 20 мА». Слова «не более» означают, что типовое значение сопротивления может значительно отличаться от 500 Ом, а с учетом того, что достаточно много приборов имеет ток короткого замыкания порядка 20 мА, теряют смысл окончательно. Эта характеристика в паспортах ДИПов сохранилась с времен однопороговых знакопеременных шлейфов с допустимым током питания извещателей в дежурном режиме 8–10 мА, и в режиме «Пожар» при активизации пожарного извещателя лишь требовалось увеличить ток на значительную величину [1]. Чтобы при активизации нескольких дымовых извещателей не возникал режим, близкий к короткому замыканию шлейфа, в извещателях с тех пор используются стабилитроны, которые не допускают снижения напряжения шлейфа менее напряжения стабилизации независимо от числа активированных извещателей в шлейфе.

Для работы шлейфа в двухпороговом режиме требуется обеспечить стабильные характеристики ППКП и извещателя, которые в настоящее время никто не гарантирует. Обычно используемые дополнительные резисторы и оконечный резистор с 5%-ными допусками могут не обеспечить достоверное формирование сигналов «Пожар 1» при активизации одного извещателя и «Пожар 2» при активизации двух извещателей [2]. Параметры шлейфа в режимах «Пожар 1» и «Пожар 2» могут пересекаться. А в так называемом комбинированном шлейфе, рассчитанном на одновременное подключение нормально замкнутых тепловых и дымовых извещателей, то есть фактически уже в четырехпороговом шлейфе, при обрыве шлейфа за счет тока потребления дымовых извещателей формируются сигналы «Пожар 1» и «Пожар 2», как при сработке тепловых извещателей [2]. Более достоверное распознавание сработки одного и двух извещателей в шлейфе обеспечивается при использовании ППКП с адаптивными порогами «Пожар 1», «Пожар 2», величина которых программируется в соответствии с током потребления пожарных извещателей в дежурном режиме [3]. Очевидно, значительно большие возможности по проработке вопросов согласования извещателей с пожарными приборами имеют компании, выпускающие как извещатели, так и ППКП.

Требование индикации режима «Пожар»

Требования по согласованию ППКП с неадресными пожарными извещателями изложены в общем виде: в п. 4.2.1.1 ГОСТ Р 53325-2009 указано, что «извещатели пожарные, взаимодействующие с прибором приемно-контрольным пожарным, должны обеспечивать информационную и электрическую совместимость с ним», а в п. 4.2.1.3 содержится требование: «Электрические характеристики извещателей пожарных (напряжение и токи дежурного режима и режима тревожного извещения) должны быть установлены в технической документации (ТД) на извещатели пожарные конкретных типов и должны соответствовать электрическим характеристикам шлейфа пожарной сигнализации пожарного приемно-контрольного прибора, с которым предполагается использовать извещатели пожарные». Рассмотреть проблемы совместимости всего многообразия пожарных извещателей в рамках одной статьи не представляется возможным, вследствие чего ограничимся тепловыми контактными пожарными извещателями.

В документации любого ППКП приведены схемы подключения тепловых извещателей с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами и номиналы соответственно балластных и дополнительных резисторов для работы в двухпороговом (четырехпороговом) режиме. При отсутствии дымовых извещателей в том же шлейфе никаких проблем возникать вроде бы не должно. Однако многие производители ППКП как бы не в курсе, что еще с 01.01.2001 г. на тепловые ПИ, не потребляющие электрический ток, распространяется требование п. 17.6.1 НПБ 76-98 «Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний» о том, что «ПИ должны содержать встроенный оптический индикатор красного цвета, включающийся в режиме передачи тревожного извещения. При невозможности установки оптического индикатора в ПИ последний должен обеспечивать возможность подключения выносного оптического индикатора или иметь другие средства для местной индикации режима передачи тревожного извещения». П. 4.2.5.1 действующего в настоящее время ГОСТ Р 53325-2009 гласит: «Извещатели пожарные должны содержать встроенный оптический индикатор, мигающий в дежурном режиме и включающийся в режиме постоянного свечения при передаче тревожного извещения. При невозможности установки оптического индикатора в извещатель пожарный последний должен обеспечивать возможность подключения выносного оптического индикатора или иметь другие средства для местной индикации дежурного режима и режима передачи тревожного извещения» с примечанием: «Требование к наличию оптического индикатора у ИПТ класса выше В и у извещателей, предназначенных для работы во взрывоопасных зонах, является рекомендуемым. Требование по миганию индикатора в дежурном режиме для неадресных извещателей является рекомендуемым. Требование по миганию индикатора в дежурном режиме для адресных извещателей, распространяется на извещатели, производимые после 01.01.2010 г.».

Соответственно в настоящее время выпускаются тепловые извещатели со встроенным светодиодным индикатором (рис. 1) и извещатели без индикатора, к которым подключаются выносные индикаторы. Следовательно, при определении номиналов дополнительных резисторов необходимо учитывать наличие и электрические характеристики подключаемых светодиодов.

Рис. 1. Тепловой извещатель со встроенным индикатором

Характеристики светодиодов

Светодиод, как и любой другой диод, имеет нелинейную вольт-амперную характеристику, то есть в отличие от резистора его сопротивление изменяется в широких пределах в зависимости от тока. В качестве примера на рис. 2 приведена вольт-амперная характеристика индикаторного светодиода от пожарного извещателя. При изменении тока светодиода в пределах от 1 до 20 мА напряжение на нем примерно равно 2 В, а точнее при 1 мА напряжение равно 1,84 В, а при 20 мА — 2,23 В. Соответственно сопротивление светодиода при токе 1 мА равно 1,84 кОм, а при увеличении тока до 20 мА его сопротивление падает до 111,5 Ом! Поэтому в спецификации на светодиоды, как правило, указывается типовое и максимальное падение напряжения на светодиоде. Эти величины показывают возможный разброс параметров светодиодов: например, может быть указано типовое падение напряжения на светодиоде, равное 2,2 В при 20 мА, а максимальное — 2,6 В.

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика индикаторного светодиода

Яркость светодиодов также обычно указывается при токе 20 мА и в зависимости от типа светодиода может быть по минимуму 5—10 mcd и достигать порядка 2000—3000 mcd, что существенно влияет на их цену. В пожарном шлейфе ток индикаторов порядка 20 мА обеспечить не представляется возможным, поскольку даже ток короткого замыкания шлейфа у многих приборов не достигает этой величины. Конечно, для обеспечения функции индикации светодиод при включении должен иметь достаточную яркость и широкую диаграмму направленности. По экспертной оценке, стандартные светодиоды обеспечивают более-менее приемлемую яркость при токах не менее 5 мА, а сверхъяркие светодиоды — при токах от 1,5 мА. Необходимо отметить, что для упрощения монтажа в тепловых извещателях желательно использовать неполярные светодиодные индикаторы.

Схема подключения тепловых извещателей

Тепловые извещатели с нормально замкнутыми контактами подключаются к шлейфу пожарной сигнализации аналогично дымовым извещателям, и различие заключается в основном в значительно меньшей величине падения напряжения в активном режиме и в отсутствии тока потребления в дежурном режиме. Соответственно присутствуют примерно те же проблемы при согласовании шлейфа в двухпороговом режиме, степень значимости которых в основном зависит от типа используемого прибора. В этой статье ограничимся рассмотрением проблем, возникающих при использовании тепловых извещателей с нормально замкнутыми контрактами, которые соответственно подключаются в шлейф последовательно.

Рис. 3. Схема подключения тепловых извещателей без индикатора

Принцип действия так называемого теплового шлейфа заключается в повышении сопротивления шлейфа на величину балластного сопротивления, подключенного параллельно извещателю при его активизации (рис. 3). Без учета сопротивления кабеля, сопротивления контактов извещателей и тока утечки сопротивление шлейфа в дежурном режиме равно Rок, при активизации одного извещателя: RШС = RБАЛ + RОК, при активизации двух извещателей: RШС = 2RБАЛ + RОК, трех извещателей: RШС = 3RБАЛ + RОК и так далее. И если рассматривать «тепловой» шлейф с извещателями без индикаторов, то существенных проблем возникать не должно. В документации на любой прибор указаны величины оконечных и балластных резисторов. Кроме того, обычно приводятся диапазоны сопротивления шлейфа в различных режимах. Например, если величина балластных резисторов по 4,7 кОм, а оконечного резистора — 7,5 кОм, то при сработке первого извещателя сопротивление шлейфа повышается до 12,2 кОм, а при сработке двух извещателей — до 16,9 кОм, и при сопротивлении шлейфа более 20 кОм можно было бы фиксировать обрыв шлейфа и формировать сигнал «Неисправность». Однако необходимо учитывать, что при работе прибора в двухпороговом режиме в помещении должно устанавливаться не менее трех пожарных извещателей. Следовательно, есть определенная вероятность одновременного срабатывания 2-го и 3-го извещателя, ее величина зависит от многих факторов, например, от расположения извещателей относительно очага и идентичности их характеристик, от временных характеристик прибора, то есть насколько близкие по времени сработки извещателей он идентифицирует. Но в любом случае величина этой вероятности не равна нулю. А вот в приборах с перезапросом состояния извещателей, в том числе зачем-то и тепловых, эта вероятность близка к единице в случае исправности всех трех извещателей. Таким образом, с учетом высокой скорости развития открытого очага, если после сработки первого теплового извещателя прибор производит автоматический сброс шлейфа и повторный опрос состояния шлейфа производится примерно через полминуты, то к этому времени все три извещателя успеют активизироваться. В этом случае сопротивление шлейфа будет равно 21,6 кОм, а при активизации четырех извещателей — уже 26,3 кОм. Следовательно, для исключения формирования сигнала «Неисправность» при пожаре порог данного сигнала должен быть выбран около 30 кОм и режим перезапроса должен быть исключен.

Попутно отметим, что порог обрыва шлейфа на уровне 30 кОм исключает возможность работы с дымовыми извещателями. При напряжении шлейфа на холостом ходу порядка 20 В порогу сигнала «Неисправность» соответствует ток шлейфа, равный 0,67 мА, а за вычетом тока утечки 0,4 мА от сопротивления 50 кОм, что необходимо обеспечить в обязательном порядке по требованиям ГОСТ Р 53325—2009, на питание извещателей в дежурном режиме остается менее 0,27 мА. Что ограничивает возможности защиты таким шлейфом до одного помещения с тремя дымовыми извещателями. При попытке защиты даже двух помещений, то есть при включении в шлейф шести дымовых извещателей с током по 0,1 мА, их суммарный ток в дежурном режиме будет равен 0,6 мА, а при обрыве шлейфа между двумя помещениями, либо при снятии извещателей во втором помещении обрыв шлейфа не будет зафиксирован, так как ток оставшихся трех извещателей, равный 0,3 мА, превышает порог формирования сигнала «Неисправность».

Кроме того, формирование так называемого «комбинированного» шлейфа с одновременным включением дымовых и тепловых извещателей даже с нормально разомкнутыми контактами нельзя допускать, исходя из тактических соображений. Уровень защиты дымовыми и тепловыми извещателями существенно различается, соответственно должна быть другой реакция на сработку теплового извещателя при наличии открытого очага по сравнению с обнаружением тлеющих очагов дымовыми извещателями. С другой стороны, нормами определена защита большинства объектов дымовыми извещателями как обеспечивающими раннее обнаружение пожара и защищающими жизни людей. Тепловые извещатели используются в настоящее время достаточно редко и, как правило, в зонах, где не допускается использование дымовых извещателей по условиям эксплуатации. Вполне целесообразна защита этих зон отдельными шлейфами для обеспечения адресности с учетом обнаружения пожара на этапе открытого очага.

Расчет шлейфа с тепловыми извещателями с индикатором

Расчет шлейфа при использовании тепловых извещателей с индикаторами (рис. 4), по требованиям действующих уже 10 лет норм, естественно, усложняется. Кроме того, если в документации на приемно-контрольный прибор приведены схемы включения тепловых извещателей, аналогичные представленной на рис. 3, то возникают  вопросы: какая величина балластных резисторов должна быть выбрана при наличии светодиодов, можно ли уложиться в установленные пороги сигналов «Пожар 1», «Пожар 2» с учетом нелинейности характеристик светодиодов, будут ли они что-либо индицировать и т.д. Конечно, для точного расчета требуются более полные характеристики ППКП, которые в документации не указываются, исходя из чего попытаемся определить общие закономерности для различного класса приборов.

Рис. 4. Схема подключения тепловых извещателей с индикатором

Из предыдущего расчета при напряжении ненагруженного шлейфа 20 В при выходном сопротивлении шлейфа прибора 1 кОм и при сопротивлении шлейфа в режиме «Пожар 1» 4,7 к + 7,5 к, ток равен примерно 1,515 мА. Определим величину балластного сопротивления в предположении падения напряжения на светодиоде, равного 2 В (рис. 2). При токе шлейфа 1,515 мА на резисторе 4,7 кОм падает до 1,515х4,7 = 7,12 В. За вычетом 2 В, которые падают на светодиоде на балластное сопротивление, остается 5,12 В и с учетом тока шлейфа 1,515 мА его величина должна быть 3,38 кОм. Не будем производить округление этого значения до ближайшего номинала резистора, чтобы оценить, насколько расходятся параметры шлейфа при сработке второго и третьего теплового извещателя с индикатором от безиндикаторных. Проверка: сопротивление светодиода при падении напряжения на нем 2 В, и токе 1,515 мА равно 2/1,515 = 1,32 кОм, что в сумме с вычисленным балластным сопротивлением составляет требуемые 4,7 кОм.

При активизации второго извещателя ток шлейфа будет определяться как частное от деления суммарного падения напряжения на резисторах на их суммарную величину. То есть из исходного напряжения шлейфа, равного 20 В, вычитаем величину падения напряжения на двух светодиодах — примерно 4 В. Получаем 16 В — падение на резисторах, их суммарная величина 1 к + 3,38 к + 3,38 к + 7,5 к = 15,26 к, а ток соответственно равен 1,05 мА. Общее сопротивление цепи равно 20В/1,05мА = 19,05 кОм, и, вычитая выходное сопротивление прибора 1 кОм, получаем сопротивление шлейфа, равное 18,05 кОм. Получили несколько большую величину по сравнению с 16,9 кОм,  при использовании тепловых извещателей без индикаторов. Аналогично можно посчитать параметры шлейфа при активизации трех извещателей, однако следует отметить, что снижение величины тока до 1 мА делает проблематичным контроль индикации уже двух извещателей даже при использовании сверхъярких светодиодов, к тому же при токах менее 1—1,5 мА вольт-амперная характеристика «загибается» и необходимо учитывать изменение падения напряжения на светодиоде (рис. 2). Проще сказать, что приборы с однополярным шлейфом не рассчитаны на подключение тепловых извещателей с индикаторами, поэтому их подключение и не приводится в документации. Однако имеются и более существенные нюансы, чем отсутствие индикации режима «Пожар» при использовании выносного индикатора!

Выносной индикатор или резервирование неисправности?

По действующим с 2003 г. нормативным требованиям для снижения вероятности формирования ложного сигнала «Пожар» запуск большей части противопожарных систем производится при срабатывании не менее двух извещателей при наличии третьего резервного извещателя в двухпороговом шлейфе. Реализуется логика работы «два из трех», то есть сигнал «Пожар 2» формируется при активизации любых двух извещателей, а третий извещатель может быть неисправным. Этот алгоритм не обеспечивается при включении в «тепловой» шлейф извещателей с нормально замкнутыми контактами и с выносным индикатором. В случае обрыва цепи выносного индикатора или балластного резистора при срабатывании теплового извещателя происходит обрыв шлейфа (рис. 5) и прибор формирует сигнал «Неисправность», естественно при срабатывании оставшихся исправных извещателей обрыв шлейфа не устраняется и пожар не обнаруживается. Причем в дежурном режиме, при замкнутых контактах извещателя, эта неисправность не обнаруживается.

Рис. 5. Обрыв цепи выносного индикатора вызывает обрыв шлейфа при пожаре

Кроме того, даже если первым сработает исправный извещатель, а вторым — извещатель с оборванной цепью выносного индикатора, то прибор сформирует сначала сигнал «Пожар 1», а при сработке второго извещателя обнаружит обрыв шлейфа и сформирует сигнал «Неисправность» по логике работы большой части отечественных приборов. Таким образом, грубейшим образом нарушается логика работы системы, определенная в нормативах, — вместо резервирования неисправных извещателей резервируется сама неисправность. Если из двух сработавших извещателей один имеет обрыв выносного индикатора, сигнал «Пожар» блокируется.

В приборах с функцией перезапроса, когда к моменту перепроверки шлейфа сработают все три извещателя, будет работать логика резервирования неисправности по максимуму, по «ИЛИ»: если хотя бы в одном извещателе из трех есть обрыв цепи выносного индикатора, то сигнал «Пожар» блокируется из-за обрыва шлейфа.

Для обеспечения работоспособности системы в зарубежных нормах присутствует общее требование, относящееся ко всем пожарным извещателям, о том, что обрыв или короткое замыкание цепей выносных индикаторов и других дополнительных устройств не должны нарушать работоспособность извещателя.

Таким образом, при использовании тепловых извещателей с нормально замкнутыми контактами необходимо заранее прорабатывать вопросы согласования с ППКП для исключения значительных трудностей на этапе монтажа и приемосдаточных испытаний.


Смотрите также

Основные разделы
Задачи огнезащиты
Огнезащитные покрытия
Огнезащитные материалы
Огнезащитные предосторожности
Содержание, карта сайта.