Виды и типы шлейфов пожарной сигнализации. Шлейф охранной сигнализации Радиальный шлейф пожарной сигнализации что

При проектировании и эксплуатации систем охранно-пожарной сигнализации возникает необходимость расчета параметров шлейфа и электропитания ОПС.
Соответствие этих параметров требуемым в нормативно-технической документации непосредственно влияет на эксплуатационную надёжность системы ОПС.
Рассмотрим методику расчета некоторых важных параметров.

Расчет сопротивления шлейфа сигнализации и допустимого количества подключаемых извещателей с электрическими контактами на выходе

Допустимое количество включаемых в шлейф сигнализации электроконтактных извещателей определяется из условия сохранения суммарного сопротивления шлейфа сигнализации ниже установленного предельного значения.
Входное сопротивление шлейфа, нагруженного на резистор, определяется по формуле:

R вх = R д + R изв + R пр + R ок, (1)

где R вх — входное сопротивление шлейфа сигнализации;
R д — дополнительное сопротивление, определяемое переходным сопротивлением контактов в местах электрических соединений участков шлейфа, а также сопротивлением контактов в местах подключения извещателей;
R изв – переходное сопротивление выходных цепей извещателя;
R пр – сопротивление проводников шлейфа сигнализации;
R ок – сопротивление оконечного элемента.

Сопротивление шлейфа сигнализации R ш, без учёта сопротивления оконечного элемента, определяется по формуле:

R ш = R вх — R ок = R д + R изв + R пр . (2)

Фактическое сопротивление шлейфа сигнализации R ш должно удовлетворять условию:

R ш? R шд , (3)

где R шд – максимальное допустимое сопротивление шлейфа сигнализации.

Значения сопротивлений R шд и R ок указываются в технической документации на ПКП.

R изв = R извi N пи , (4)

где R извi — переходное сопротивления выходных цепей одного извещателя;
N пи – общее количество извещателей, включаемых в шлейф.

Для одного извещателя, использующего в чувствительном элементе спаянный (сварной) контакт или сухие электрические контакты (в том числе герметизированные), максимальное значение R извi может быть принято 0,15 Ом.

Дополнительное сопротивление R д определяется по формуле:

R д = R дi N пи К см , (5)

где R дi — максимальное значение дополнительного переходного сопротивления контактов в местах электрических соединений каждого из участков шлейфа, значение Rдi может быть принято 0,1 Ом ;
N пи – общее количество ПИ, включаемых в шлейф;
К см – коэффициент сложности монтажа, учитывающий количество электрических соединений участков шлейфа.
Значение К см для большинства систем находится в пределах 1,05-1,5.
Для системы пожарной сигнализации средней сложности приближенно может быть принято К см = 1,2.

Сопротивление двух проводников шлейфа сигнализации R пр определяется по формуле

где ? — удельное сопротивление материала токопроводящей жилы;
для меди? = 1,72*10 -3 О м*см ;
l – длина шлейфа, м ;
S – поперечное сечение токопроводящей жилы, мм 2 .

Значение сопротивления R пр двух медных проводников шлейфа в зависимости от диаметра жилы и длины приведено в табл. 4.1.

Из выражений (2), (3) с учётом (4)-(6) максимальное количество извещателей, включаемое в шлейф сигнализации, может быть определено по следующей формуле:

Расчет допустимого количества подключаемых в шлейф сигнализации активных (энергопотребляющих) извещателей

Расчет проводится из условия соответствия токовой нагрузки в двухпроводном шлейфе сигнализации приёмно-контрольного прибора требуемым техническим условиям.
Завышенное значение нагрузки может привести к неустойчивой работе прибора или полной потере его работоспособности.
Значение токовой нагрузки шлейфа с подключенным оконечным элементом и пожарными энергопотребляющими извещателями различных видов определяется по формуле

Условие соответствия:

где I н.доп — максимальное допустимое значение тока потребления всеми установленными в шлейф сигнализации извещателями (указывается в технической документации на прибор приёмно-контрольный);
Q — коэффициент, учитывающий воздействие помех, а также переходные процессы в шлейфе; Q ? (0,7 – 0,8).Опыт эксплуатации приемно-контрольных приборов показал, что для обеспечения их устойчивой работы в условиях влияния электромагнитных помех, а также в моменты включения или кратковременных перерывов напряжения питания, не рекомендуется нагружать шлейфы больше чем на 70 – 80 % от ICмакс.

Таким образом, допустимое количество пожарных (энергопотребляющих) извещателей k -го типа, включаемых в шлейф сигнализации при установленном количестве извещателей других типов, может быть определено по формуле

где n — общее количество всех видов энергопотребляющих извещателей, включаемых в шлейф сигнализации;
k — индекс типа извещателя.

Если в шлейф сигнализации включаются извещатели одного k -го типа, то

При дробном значении результата N k выбирается как ближайшее меньшее целое.

Таблица 1. Электрическое сопротивление двух медных проводников шлейфа в зависимости от диаметра жилы и длины

Расчет параметров резервного источника электропитания

Ток потребления системы I п.д. от резервного источника питания в дежурном режиме:

где I н.д. – начальный ток приёмно-контрольного прибора в дежурном режиме;
I шj – ток, протекающий в j -ом шлейфе сигнализации;
r — количество используемых шлейфов сигнализации;
К — коэффициент преобразования, К = 2.

где I ншj — начальный ток в шлейфе без извещателей с подключенным оконечным элементом;
I нагр шj — ток нагрузки шлейфа с пожарными энергопотребляющими извещателями различных видов (определяется по формуле (8)).

Ток потребления системы в режиме "Пожар" I п.п (при включении устройств пожарной автоматики):

где I аz — ток потребления z -й линии пуска пожарной автоматики;
s — общее количество линий пуска.

Время работы системы пожарной сигнализации T в автономном режиме (от резервного источника постоянного тока – аккумулятора) определяется с помощью выражений:

в дежурном режиме:

в режиме "Пожар":

где С — ёмкость аккумуляторной батареи;
M – поправочный коэффициент:
М = 1,1 при С / I п. д. (п.п.) > 10 ;
М = 1 при 10 > С / I п. д. (п.п.) ;
М = 0,75 при 4 > С / I п.д. (п.п.) > 1 ;
М = 0,5 при С / I п.д.(п.п) < 1 .

Ёмкость аккумуляторной батареи должна соответствовать условию длительности работы системы пожарной сигнализации в дежурном режиме не менее 24 часов, в режиме "Пожар" — не менее 3 часов.
Длительность работы ПКП системы охранной сигнализации при пропадании напряжения сети должна быть не менее 4 часов.

Литература

1. Кирюхина Г.Г., Членов А.Н., Буцынская Т.А. Электронные системы безопасности. Учебное пособие. – М.: НОУ "Такир", 2006. – 288 с.
2. Бабуров В.П., Бабурин В.В., Смирнов В.И., Фомин В.И., Членов А.Н. Лабораторный практикум по курсу "Производственная и пожарная автоматика" Часть II. "Пожарная сигнализация (учебное пособие). – М.: Академия ГПС МЧС России, 2003.-36 с.

А.Н. Членов, Т.А. Буцынская

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.

Монтаж проводной пожарной сигнализации можно осуществлять исключительно промаркированным кабелем с обязательным указанием класса огнеопасности. Существуют классы провода, имеющие следующее буквенное обозначение:

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.

Бухты с проводом помимо обозначения на самой обмотке должны иметь маркировочную бирку и инструкцию по монтажу. Срок эксплуатации кабельной линии также указывается изготовителем.

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:

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.

Обеспечение противопожарной безопасности осуществляется путем установления различных систем, контролирующих текущее состояние объекта, помещения, территории. При возникновении признаков возгорания, задымления пространственной среды, система реагирует подачей информационного сигнала контролирующему центру, который анализирует его, затем принимает решение о дальнейших действиях. Устройство пожарной сигнализации постоянно совершенствуется, дополняется с целью обеспечить наиболее эффективное реагирование в экстренной ситуации.

Что такое пожарная сигнализация

Противопожарный комплекс – технические устройства, задача которых – обнаружить пожар, собрать, проанализировать, зафиксировать и передать сведения о нем центральному контрольному пульту, дежурной охране. Кроме того, противопожарный комплекс после обработки полученных данных может передавать сигнал о включении оповещательным (звуковым, световым) приборам, чтобы рабочий персонал смог вовремя эвакуироваться. Система может автоматически включать средства пожаротушения, предусмотренные при проектировании, монтаже сигнализации внутри помещения.

Состав охранно пожарной схемы определяется индивидуально для каждого объекта на стадии проектирования, согласовывается с заказчиком в зависимости от функционального назначения помещения, конструктивных характеристик объекта.

Системы пожарной сигнализации реагируют на несколько параметров окружающей среды, изменения которых свидетельствуют о начинающемся пожаре:

Дым. Система определяет при помощи извещателей оптическую плотность воздушной среды, необходимость оперативного реагирования и передачи тревожного сигнала пульту дежурного, владельцу.
Огонь. Оценка оптического излучения пламени предметами помещения, реагирует на спектральное излучение огня. Разные материалы при горении дают определенный спектральный диапазон, в зависимости от чего тепловые датчики классифицируются.
Тепло. Включение тревожного сигнала датчика при достижении внутри охраняемого помещения предельно допустимого уровня повышения температуры.
Газ. Отслеживают количественное содержание угарного газа (монооксид углерода) внутри объекта, который выделяется в процессе горения.

Функциональное назначение

Кратко перечислим основные функции, которые призвана выполнять противопожарная сигнализация:

контролировать определенную зону, объект на предмет возникновения признаков воспламенения, тления;
фиксировать признаки изменений внешней обстановки, предметов, которые могут свидетельствовать о начинающемся пожаре;
передавать сигнал сначала на контрольную панель, затем при необходимости на пульт дежурного поста для своевременной ликвидации воспламенения;
оповещать владельца объекта об экстренной ситуации, если это предусмотрено возможностями системы;
включать звуковые, световые оповещательные средства для своевременной эвакуации персонала;
включать средства пожаротушения, если охранно пожарной ими располагает.

Принцип действия

По своему принципу функционирования системы пожарной безопасности делятся на:

1. Неадресная. Традиционная схема, которая находится в двух состояниях – «Пожар», «Норма». Не может определить локальное местоположение очага возгорания, сигнал идет от всего ответвления шлейфа. Характеризуется частотой ложных срабатываний из-за невозможности системы и устройства пожарной сигнализации определить, проанализировать поступающий сигнал. При этом важно разграничить тревожные сигналы от штатных, к каким относятся ситуации выхода из строя элемента сигнализации. С этой целью контрольное оборудование подключается специальным образом к шлейфовой линии, учитывая индивидуальное внутреннее сопротивление в состоянии «Пожар», «Норма».
Системы и устройства пожарной сигнализации не способны сформировать сигнал о своем неисправном состоянии. Дымовые датчики не отличают задымленность от запыленности или водяного пара.

2. Адресно-пороговая. Производится автоматическое периодическое опрашивание установленных датчиков контрольным прибором. Контрольные датчики снабжены отдельным адресом, который позволяет с точностью определить месторасположение очага воспламенения.
Контроллеры могут находиться в нескольких состояниях («Пожар», «Норма», «Неисправность», «Внимание», «Запылен» и др.). Адресное устройство самостоятельно изменяет свое состояние в зависимости от изменения внешних показателей, состояния исправности.

3. Адресно-аналоговая. Данная схема устройства является наиболее надежной, эффективной. Отличается низким процентом ложных срабатываний, так как решение о изменении состояния датчика принимает контрольный прибор, основываясь на анализе предоставляемых ему данных.
Гибкие настройки позволяют запрограммировать датчики индивидуальным образом, который будет соответствовать специфике окружающего пространства.

Особенности применения

Эксплуатация традиционных устройств пожарной сигнализации характеризуется низкой стоимостью, но при этом вызывает проблемы при монтаже, дальнейшем использовании. Установка датчиков требует прокладывания большого количества электрических кабелей, собираемых в шлейф. Ненадежность датчиков предусматривает необходимость одновременного монтажа нескольких приборов. Увеличение емкости системы сопровождается материальными затратами на расширение шлейфа.

На небольших объектах рекомендуется устанавливать адресно-пороговые комплексы, обладающие преимуществами: надежность, свободная топология шлейфа. Оперативность реагирования системы возрастает, так как определяется адрес сработавшего контроллера. Недостатком применения является невозможность определения места обрыва линии связи кольцевого шлейфа, а также отсутствие изоляторов короткого замыкания.

Работа пожарной автоматической адресно-аналоговой сигнализации позволяет свободно располагать шлейфовую линию, использовать изоляторы короткого замыкания. Они способствуют функционированию системы при отключении электроэнергии. Техническое обслуживание не проводится планово, только при необходимости, когда поступает соответствующий сигнал о неисправности датчика.

Оборудование

Противопожарная сигнализация – сложная многоуровневая, многокомпонентная структура, состав и функционирование которой определяет набор сенсоров, входящих в ее комплектацию. Основные среди них:

Датчики (извещатели), контролирующие состояние окружающей среды по определенным параметрам.
Линии передачи информационного сигнала от датчика к контрольной панели.
Приемно-контрольные приборы, принимающие, анализирующие сигнал.
Оповещательные (звуковые, световые) приборы, предназначенные для оповещения об эвакуации.
Программное обеспечение комплекса.

К исполнительным сенсорам противопожарной сети относят контроллеры: дымовой, пламени, тепловой, газовый, комбинированный, ручной. Остановимся на них подробнее, рассмотрим структуру и принцип действия, отвечающие специфическим работам системы.

Дымовой

Определяет оптическую плотность окружающей среды. Монтируется на потолке помещения, где скапливается дым. Состоит из разъемного корпуса, оптической системы, электронной платы. Оптическая часть состоит из двух элементов. Светодиод отправляет строго направленный световой луч. Фотоэлемент, который при попадании на него луча, формирует электрический сигнал.

В обычных условиях испускаемый луч не попадает на фотоэлементную часть. При повышении задымленности световой поток отражается от плотных частиц в разные стороны, попадая таким образом на фотоэлементную пластину, образуется электрический сигнал, который передается контрольной панели. Чем сильнее задымленность, тем быстрее срабатывает датчик. Таким же образом реагирует на водяной пар другие газы.

Устанавливается внутри помещений, где высока вероятность появления дыма при возгорании предметов, материалов (изоляция электропроводов, ткань). Установка внутри ванной, душевой, кухни нецелесообразна, может создать ложные срабатывания.

Тепловой

Устройства реагируют на повышение температурного показателя воздуха. Делятся на интегральные, пороговые, что зависит от показателя, который считывают датчики: предел максимального нагрева или скорость повышения температуры.

Пороговые срабатывают, когда состояние достигает предела повышения температуры. Предохранитель внутри прибора состоит из двух проводников, спаянных вместе специальным сплавом, который легко плавится при повышении уровня тепла (60-70⁰ С). Когда сплав вытекает, контакты размыкаются, подается сигнал контрольному пульту.

Интегральные извещатели базируются на фиксировании скорости изменения электрического сопротивления металлов во время нагревания. Внутри чувствительного элемента через клеммы проходит ток, сопротивление которого при комнатной температуре неизменно. Повышение температурного показателя вызывает возрастание сопротивления, параметры тока также изменяются.

Скорость происходящих процессов считывается электросхемой. После прохождения критического порога нагрева поступает сигнал приемному прибору.

Применение данных устройств пожарной сигнализации (улсв м 10 01) – внутри объектов, возгорание которых сопровождается повышением температуры без задымленности: хранилище горючих материалов, легковоспламеняющихся жидкостей, складские помещения строительных материалов.

Датчик пламени

Реагирует на появление открытого пламени, тление очага возгорания без появления дыма. Пламя горящего объекта соответствует определенному цветовому спектру оптических волн, который фиксируется фотоэлементом чувствительной части прибора. Могут улавливать узкий сегмент спектрального диапазона или регистрируют весь спектральный ряд.

Простые сенсоры имеют процент ложного срабатывания, например, от яркого солнечного света, сварочной дуги, люминесцентного освещения и т.д. Устранить данную проблему помогают специальные фильтры.

Делятся на ультрафиолетовые, инфракрасные, многоспектральные.

Конструктивно довольно сложное, дорогостоящее оборудование, монтируемое на предприятиях нефтепереработки, газовой промышленности. Не используется для жилых пространств.

Газовый

Ориентированы на изменение газового состава внешней среды, в частности концентрацию угарного газа (моноксид углерода), выделяющегося при сгорании. Применяются в условиях, когда есть возможность ложного срабатывания дымового прибора (превышенный уровень пыли, водяного пара, дыма, связанного с технологическими процессами). При этом тепловые извещатели не обеспечивают фиксацию очага воспламенения на ранних этапах.

Комбинированные

Исполнительными устройствами пожарной, охранной системы могут быть приборы для комплексного обнаружения очага возгорания. Диапазон достоверности возрастает при использовании одновременно нескольких способов определения, при этом процент ложных срабатываний значительно сокращается. Сюда относится вариант, сочетающий возможности дымового, теплового приборов с дополнительной опцией обнаружения пламени.

Оснащаются тепловым, оптическим, инфракрасным сенсорами. Устройство и работа приборов могут быть основаны как на отдельном срабатывании каждого из сенсоров, так и на одновременном. Кроме того, производят четырехкомпанентные приборы (дополнительно сенсор угарного газа), применяемые для важных промышленных предприятий.

Ручные

Конструктивно простые приборы, работающие от ручного запуска для оповещения персонала об экстренной ситуации. Включаются нажатием кнопки с пружинным самозатвором, что позволяет извещателю работать далее самостоятельно даже при отпущенной кнопке. Отключается поворотом ключа, который находится у ответственного лица.

Устанавливаются внутри зданий, помещений, отличающихся массовым скоплением людей (школы, больницы, магазины, промышленные предприятия). Расстояние между датчиками – до 50 м.

Прибор управления

Приемно-контрольная панель занимает центральное место в схеме управления исполнительными контроллерами. Осуществляет контроль за состоянием шлейфа пожарной сигнализации, принимает, анализирует данные автоматической деятельности извещателей, передает информацию пульту дежурного поста пожарной части, управляет процессом эвакуации.

Классификация:

1. Безадресные. Простая структура, опирающаяся на заранее запрограммированный алгоритм, подчиненный контроллерам, которые автономно принимают решение об изменении своего состояния. Делятся на:

Однопороговые (при достижении шлейфом определенного значения переходят к состоянию тревоги). Определяют короткое замыкание, обрыв линии связи.
Двухпороговые (определяют характер неисправности, комплектуются самодиагностирующимися извещателями).

2. Адресные. Информация от извещателей преобразуется так, что определяется местонахождение сработавшего устройства. Панель управления исполнительными контроллерами может дистанционно настраивать уровень их чувствительности, диагностировать текущее состояние и т.д.

3. Адресно-аналоговые. Технически более совершенны, так как контрольная панель определяет принцип действия, исходя из анализа получаемых данных от сети контроллеров.

Оконечное устройство

Оконечное устройство – устройство контроля шлейфов пожарной и других систем сигнализации. Предназначено для:

контроля шлейфа сигнализации;
фиксирование его состояния;
оповещение через абонентскую городскую линию о пожаре. Прибытии пожарной бригады.

Оконечное устройство обеспечивает:

предварительное контролирование текущего состояния шлейфа;
переключение телефонной линии связи в режим охраны и наоборот;
подключение шлейфа сигнализации к абонентской линии в режиме охраны;
удаленное питание по абонентской телефонной линии от ретранслятора;
возможность подключить к шлейфу выносные индикаторы исправности.

Конструктивно состоит из элементов: основание, печатной и соединительной плат, крышки. Монтируется на стене внутри помещения охраняемого объекта так, чтобы был обеспечен удобный доступ, недалеко от телефонной линии, розетки.

Преимущества и недостатки установки пенного пожаротушения
Как организовать обслуживание систем дымоудаления

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.