Что такое шлейф сигнализации. Рассмотрим некоторые особенности использования проводных радиальных систем ОПС. Охрана и управление домом

Шлейф (охранно-пожарная сигнализация) - проводные и не проводные линии связи , прокладываемые от пожарных извещателей до распределительной коробки или приемно-контрольного прибора. :пп. 3.93, 3.118

Охранные и пожарные шлейфы имеют различные алгоритмы работы. Для охранного шлейфа состояние "неисправность" не предусматривается - при обрыве, коротком замыкании, кратковременном или незначительном по величине изменении сопротивления шлейфа формируется сигнал "Тревога". Это вполне оправдано из-за высокой вероятности умышленного повреждения шлейфа с целью отключения охранных извещателей.

Для сигнализации (за исключением местной сигнализации) необходимо использование линий или каналов связи. Сигнализация может производится несколькими основными методами:

Совокупность шлейфов сигнализации, соединительных линий для передачи по каналам связи или отдельным линиям на прибор приемно-контрольных извещений, устройств для соединения и разветвления кабелей и проводов, подземной канализации, труб и арматуры для прокладки кабелей и проводов входит в линейную часть системы сигнализации.

Энциклопедичный YouTube

1 / 1

✪ Охранно-пожарная сигнализация. Обучение.

Субтитры

Дистанционная сигнализация

Автоматические установки пожаротушения (за исключением автономных) должны выполнять функцию пожарной сигнализации. :п. 4.2 Для автоматического и дистанционного включения установок пожаротушения могут использоваться трубопроводы, заполненный водой, водным раствором, сжатым воздухом или трос с тепловыми замками. :п. 3.64

Механические

Первые установки пожарной сигнализации использовали механические шлейфы. Они представляло собой груз, подвешенный на веревке, которая сгорала при пожаре. При этом груз падал и за счет энергии его падения приводился в действие тревожный звонок. Такое устройство было запатентовано в середине XIX века в Англии. В дальнейшем конструкция получила развитие в США в патенте 1886 года. Конструкция использовала несколько шлейфов.

До появления широкодоступного электронного оборудования в качестве побудительных устройств продолжались широко использоваться тросовые устройства. Тросы состояли из нескольких звеньев, звенья троса соединялись легкоплавкими замками. Вместо легкоплавких замков возможно было включать устройства ручного пуска. Концы каждой ветви тросовой системы прикреплялись к рычагу побудительного клапана системы пожаротушения и приспособлению натяжения троса.

Гидравлические

Пневматические

Проводные

Проводные (телесигнализация)

Шлейфы пожарной сигнализации, как правило, выполняются проводами связи, если технической документацией на приборы приемно-контрольные пожарные не предусмотрено применение специальных типов проводов или кабелей. Для шлейфов пожарной сигнализации возможно использовать только кабели с медными жилами, диаметром не менее 0,5 мм. Необходим автоматический контроль целостности шлейфа по всей длине.

При параллельной открытой прокладке расстояние от шлейфов пожарной сигнализации с напряжением до 60 В до силовых и осветительных кабелей должно быть не менее 0,5 м. Возможна прокладка шлейфов на расстоянии менее 0,5 м от силовых и осветительных кабелей при условии их экранирования от электромагнитных наводок.

В помещениях, где электромагнитные поля и наводки имеют высокий уровень, шлейфы пожарной сигнализации должны быть защищены от наводок.

В конце шлейфа рекомендуется предусматривать устройство, обеспечивающее визуальный контроль его включенного состояния, а также соединительную коробку [убрать шаблон ] для оценки состояния системы пожарной сигнализации, которые необходимо устанавливать на доступном месте и высоте. В качестве такого устройства может быть использован ручной извещатель или устройство контроля шлейфов.

По структуре шлейфы делятся на:

Безадресные

Многопроводные системы телесигнализации являются улучшенными системами дистанционной сигнализации. Для сокращения числа шлейфов применяется несколько (два…четыре) значений импульсного признака на один шлейф. Наиболее употребительные импульсные признаки - полярность и величина. :72

Знакопостоянные

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 ёмкость 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.

Передача нескольких дискретных сигналов в аналоговый сигнал шлейфа происходит с помощью цифро-аналогового преобразования взвешивающего типа.

Знакопеременные

Метод контроля шлейфа сигнализации с питанием шлейфа знакопеременным импульсным напряжением обеспечивает повышение нагрузочной способности шлейфа для питания токопотребляющих извещателей. В качестве выносных элементов шлейфов сигнализации используют последовательно соединенные резистор и диод , в прямом цикле напряжения он включен в обратном направлении и потери на нём отсутствуют. В обратном цикле из-за его короткой длительности потери так же незначительны. Сигнал «Пожар» передается 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.

Знакопеременный 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 .

С пульсирующим напряжением

Метод контроля с питанием шлейфа сигнализации пульсирующим напряжением основан на анализе переходных процессов в шлейфе, нагруженном на конденсатор .

Адресные шлейфы

В адресных опросных системах пожарной сигнализации производится периодический опрос пожарных извещателей, обеспечивается контроль их работоспособности и идентификация неисправного извещателя прибором приемно-контрольным. Использование в пожарных извещателях этого типа специализированных процессоров с многоразрядными аналого-цифровыми преобразователями, сложными алгоритмами обработки сигналов и энергонезависимой памятью обеспечивает возможность стабилизации уровня чувствительности извещателей и формирование различных сигналов при достижении нижней границы автокомпенсации при загрязнении оптопары и верхней границы при запылении дымовой камеры.

Адресные опросные системы достаточно просто защищаются от обрыва адресного шлейфа и короткого замыкания. В опросных адресных системах пожарной сигнализации может использоваться произвольный вид шлейфа: кольцевой, разветвленный, звездой, любое их сочетание и не требуется никаких оконечных элементов. В опросных адресных системах не требуется разрывать адресный шлейф при снятии извещателя, его наличие подтверждается ответами при запросе прибора приемно - контрольного не реже одного раза в 5 - 10 сек. Если прибор приемно - контрольный 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 адресного шлейфа от короткого замыкания используются изолирующие базы, которые при помощи электронных ключей автоматически отключают короткозамкнутый участок адресного шлейфа.

Искробезопасные шлейфы

При защите пожарной и охранной сигнализацией взрывоопасных помещений, необходима взрывозащита извещателей и предъявляются дополнительные требования к шлейфам сигнализации. Выбор марки извещателя следует проводить исходя из категории помещения по ПУЭ . В случае применения извещателей с маркировкой «взрывонепроницаемая оболочка» искрозащита шлейфа не требуется.

Искробезопасные шлейфы подключатся к искробезопасным клеммам искробезопасных приборов приемно-контрольных, либо через барьер искрозащиты к обычным приемно-контрольным приборам.

И. Неплохов, к.т.н., технический директор по ПС компании ADT/Tyco

ЧАСТЬ 1

Отсутствие классификации шлейфов пожарной сигнализации и линий связи в системах пожарной автоматики в отечественных нормах является существенным недостатком, определяющим низкий уровень работоспособности систем пожарной сигнализации, оповещения и систем противопожарной защиты. Принципы построения пороговых, многопороговых и адресно-аналоговых шлейфов уже неоднократно обсуждались в отраслевой печати , однако повышение нормативных требований в части обеспечения работоспособности шлейфов и линий связи в условиях пожара привели к необходимости еще раз вернуться к этой теме.

Очевидно, что только использование огнестойкого кабеля FRLS и FRHF не обеспечивает существенного повышения работоспособности систем, отключение одного извещателя блокирует сигнал «ПОЖАР» от всех остальных извещате-лей в этом шлейфе. Какой толк от использования дорогостоящего кабеля с 3-часовой огнестойкостью при температуре 750° С, если подключенное к нему устройство сгорит через 5 минут после начала пожара и тем самым обеспечит обрыв или короткое замыкание линии связи.Требования по работоспособности неадресных и адресных шлейфов пожарной сигнализации, к сожалению, не претерпели никаких изменений в части обеспечения полной или хотя бы частичной работоспособности при обрыве или коротком замыкании шлейфов и линий связи. Правда, в новую версию ГОСТ Р 53325 , по-видимому, будут введены изоляторы короткого замыкания для кольцевых и радиальных шлейфов, но когда будут определены требования по их обязательному использованию и в каком виде - пока неизвестно.

С другой стороны в мануалах зарубежных неадресных приборов и адресных модулей неадресных подшлейфов определена возможность формирования и программирования различных стилей и классов шлейфов и линий связи, но методика их выбора с учетом наших нормативных требований не приводится. В первой части статьи в основном рассматривается классификация шлейфов по NFPA72 , а во второй части статьи будет проведен анализ технических характеристик адресных модулей неадресных подшлейфов и адресных модулей управления при программировании различных стилей и классов.

КЛАССЫ И СТИЛИ ШЛЕЙФА ПО NFPA72

Линии связи с исполнительными устройствами, с оповещателями, шлейфы сигнализации с пожарными извеща-телями и так далее могут быть только либо класса А, либо класса В. Шлейфы сигнализации и линии связи с исполнительными устройствами, которые при однократном обрыве либо не одновременно при однократном замыкании на землю любого проводника сохраняют возможность формирования сигнала тревоги от любого пожарного извещателя этого шлейфа или которые обеспечивают работу всех подключенных к той линии связи устройств, определяются как класс А.

Табл. 1. Классы и стили шлейфа с извещателями

П - Пожар; Н - Неисправность; Н+П - Пожар при наличии неисправности

Шлейфы сигнализации и линии связи с исполнительными устройствами, которые в этих условиях обеспечивают передачу сигнала тревоги только от пожарных извещателей до места обрыва и не обеспечивают работоспособность устройств за местом обрыва или однократного замыкания на землю любого проводника шлейфа сигнализации или линии связи, определяются как класс В.

Причем при обрыве проводника шлейфа или линии связи либо при его замыкании на землю должен формироваться сигнал неисправности в течение 200 секунд. Никакие другие классы шлейфов с другими свойствами, например, которые не обеспечивают работу извещателей не только после места обрыва, но и до него, не классифицируются, и их использование в системах пожарной автоматики не допускается.

Шлейфы класса В подразделяются по стилю на А, В и С. Они все должны обеспечивать обнаружение неисправности при одиночном обрыве любого проводника шлейфа или одиночном его замыкании на землю. При коротком замыкании шлейфов стиля А и В формируется сигнал «Пожар», а у шлейфа стиля С формируется сигнал «Неисправность». В шлейфах стиля В и С неисправность типа одиночного замыкания проводника на землю не должна блокировать формирование сигнала «Пожар» (табл. 1).

Шлейфы класса А подразделяются по стилю на D и Ea. Они должны обеспечивать обнаружение неисправности при одиночном обрыве любого проводника шлейфа или одиночном его замыкании на землю. При коротком замыкании шлейфов стиля D формируется сигнал «Пожар», а у шлейфа стиля Ea формируется сигнал «Неисправность». В шлейфах стиля D и Ea неисправность типа одиночного обрыва проводника шлейфа или одиночного замыкания проводника на землю не должна блокировать формирование сигнала «Пожар» (табл. 1).

Таким образом, с учетом требований ГОСТ Р 53325 о контроле неисправности шлейфа не только при обрыве, но и при коротком замыкании, при программировании стиля шлейфа можно выбирать только стиль С для шлейфа класса В и стиль Ea для класса А. В шлейфах стиля А, В и D при коротком замыкании шлейфа будет формироваться ложный сигнал тревоги.

Чтобы была понятна техническая реализация при выполнении требований относительно шлейфов класса А и В, рассмотрим, какие рекомендации приведены в NFPA72 Приложение С по методике их тестирования.

ПРОВЕРКА ШЛЕЙФОВ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ И СТИЛЕЙ

Функционирование двухпроводных шлейфов класса В (стиль A, B и C) с пожарными дымовыми извещателями рекомендуется проверять следующим образом. Произвести разрыв шлейфа посредством извлечения извещателя из базы либо отключением проводника шлейфа. Активировать детектор дыма, который располагается между приемно-контрольным прибором и разрывом шлейфа, как это рекомендовано производителем данного типа извещателя. После этого установить снятый извеща-тель в базу или восстановить соединение шлейфа либо произвести и то и другое. Приемно-контрольный прибор должен проиндицировать неисправность после разрыва шлейфа и сформировать сигнал тревоги при активации извещателя, несмотря на наличие обрыва шлейфа. Необходимо отметить, что к классу В могут относиться как радиальные шлейфы (рис. 1а), так и кольцевые шлейфы (рис. 1б), при этом все извещатели, оставшиеся подключенными к выходу шлейфа сигнализации, должны быть в состоянии обнаружить пожар, а извещатели, расположенные за обрывом шлейфа, находятся в отключенном состоянии. Кольцевые шлейфы класса В образуются в неадресных пороговых системах при расположении оконечного элемента шлейфа в приемно-контрольном приборе. В этом случае имеется значительно более достоверная информация об изменении состояния шлейфа в процессе эксплуатации посредством анализа изменения напряжения на входе и на выходе шлейфа по сравнению с традиционным радиальным шлейфом с оконечным элементом в конце шлейфа.

Рис. 1. Шлейфы класса В (стиль А, В или С)

Рис. 2. Шлейф класса А (стиль D и E)

Функционирование двухпроводных шлейфов класса А (стиль D и Ea) с пожарными извещателями рекомендуется проверять следующим образом. Произвести разрыв проводника в средней части шлейфа посредством извлечения из-вещателя и отключения проводника от контакта базы. Активировать извещате-ли по обе стороны от разрыва шлейфа (рис. 2). После этого произвести сброс прибора в дежурный режим, восстановить соединение шлейфа и установить детектор. Затем повторить тест при замыкании любого проводника шлейфа на землю в месте, где производилось отключение извещателя. В обоих тестах должна сначала включаться звуковая и визуальная индикация неисправности, а затем индикация тревоги с последующим восстановлением. В отличие от кольцевого шлейфа класса В, кольцевой шлейф класса А при обнаружении обрыва преобразуется в 2 радиальных шлейфа, и все извещатели продолжают функционировать, несмотря на наличие неисправности. Это и проверяется при тестировании.

Аналогичным образом классифицируются линии связи с устройствами любого типа, использующиеся в пожарной автоматике. Для всех типов устройств, включенных в линии связи, сохраняется необходимость выполнения требования обеспечения работоспособности устройств, подключенных до обрыва линии связи у класса В, и сохранение работоспособности всех устройств независимо от их расположения относительно обрыва у класса А. Но для каждого отдельного типа устройств в зависимости от выполнения других требований при различных видах неисправности устройств определены различные стили, которые обозначаются различными буквами или цифрами. Например, линии связи с опо-вещателями класса В (рис. 3), кроме обязательного обеспечения работоспособности оповещетелей до обрыва линии связи, должны удовлетворять дополнительным требованиям, определенным для стиля W или для стиля Y. А линии связи с оповещателями класса А (рис. 4), кроме обеспечения работоспособности всех оповещателей до и после обрыва линии связи, должны удовлетворять дополнительным требованиям, определенным для стиля X или для стиля Z.

Рис. 3. Линии связи с оповещателями класса B стилей W и Y

Рис. 4. Линии связи с оповещателями класса А стилей X и Z

Принцип разделения на классы В и А также должен выполняться при использовании линий связи с устройствами различного типа. Например, на рисунке 5 показаны шлейфы с адресными и адресно-аналоговыми устройствами различного типа: извещателями и оповеща-телями. Радиальный шлейф класса В обеспечивает работоспособность всех устройств до обрыва шлейфа, а кольцевой класса А - всех устройств, причем и в дежурном режиме, и в режиме пожар, несмотря на наличие неисправности. В адресной системе, при отсутствии при опросе ответа от устройств за местом обрыва, производится переключение выходных цепей кольцевого шлейфа на работу в режиме двух радиальных шлейфов. Автоматически локализуется неисправность по распределению устройств между двумя образующимися радиальными шлейфами и определяется, между какими адресными устройствами произошел обрыв шлейфа.

Необходимо подчеркнуть, что приборы с линиями связи или шлейфами, не выполняющие требования для класса А или В, не классифицируются и не могут применяться в системах пожарной автоматики по NFPA72. Например, если при обрыве радиального шлейфа изве-щатели, оставшиеся подключенными к прибору, не в состоянии сформировать сигнал «ПОЖАР», воспринимаемый прибором на фоне неисправности, то такая система не выполняет требования для шлейфов класса В и не может эксплуатироваться, несмотря на работоспособность при отсутствии неисправности. Так и при обрыве кольцевого шлейфа в любом месте не допускается, чтобы хотя бы несколько устройств перестало функционировать в дежурном режиме или в режиме «Пожар».

Рис. 5. Шлейф с извещателями и оповещателями класса В

Рис. 6. Шлейф с извещателями и оповещателями класса А

ТРЕБОВАНИЯ ГОСТ Р 53325-2009

В нашей нормативной базе аналогичные требования по классификации шлейфов полностью отсутствуют, хотя, что очевидно, компенсировать низкую их отказоустойчивость установкой трех извещателей вместо одного невозможно. В ГОСТ Р 53325-2009 п. 7.2.1.1 есть требование, что ППКП должны обеспечивать «преимущественную регистрацию и передачу во внешние цепи извещения о пожаре по отношению к другим сигналам, формируемым ППКП». Несмотря на то что эта же формулировка присутствовала еще НПБ 75-98 прошлого века, на нашем рынке присутствует масса сертифицированных ППКП, у которых извещение о пожаре не регистрируется при наличии сигнала о неисправности шлейфа, даже если у него отключен оконечный резистор и все из-вещатели остаются подключенными к прибору и обнаруживают пожар, то сигнал «Пожар» блокируется.

Кольцевые адресные шлейфы, несмотря на их потенциальные преимущества по сравнению с радиальными неадресными, в нашем исполнении не всегда можно классифицировать по классу А. Методика проверки функционирования устройств при неисправности в наших нормативных документах отсутствует, и проверки на обеспечение работоспособности при обрыве шлейфа не проводятся. Кроме того, выходы петлевого шлейфа могут быть объединены на плате, и тогда одиночный обрыв шлейфа не обнаруживается прибором. Правда, если сечение кабеля выбирается минимальным, то при обрыве падение напряжения может быть значительным и большое количество адресных устройств перестает функционировать.

Иногда инсталляторы даже на зарубежных адресно-аналоговых приборах с раздельными выходами петлевого шлейфа запараллеливают их, чтобы «исключить» неисправность, которая возникает из-за значительного падения напряжения на шлейфе при малом сечении кабеля. Но при обрыве шлейфа эта ошибка проявляется в виде падения напряжения шлейфа ниже допустимой величины и отключения значительной части устройств.

Для наглядности рассмотрим отвлеченный пример: кольцевой шлейф с напряжением 20 В, длиной примерно 1 км, с суммарным током потребления адресных устройств порядка 100 мА. Суммарное сопротивление кабеля при сечении жил 0,2 мм2 составляет около 200 Ом. В предположении равномерного распределения устройств по длине шлейфа ток по каждому выходу запараллеленного шлейфа будет примерно равен 50 мА, и с учетом линейного изменения по шлейфу средний ток в каждой половине шлейфа можно считать по 25 мА. Соответственно, на расстоянии 500 м на сопротивлении 100 Ом напряжение упадет примерно на 2,5 В. То есть шлейф запитывается параллельно, и за счет этого получается сравнительно небольшое падение напряжения. А если отключить один из входов шлейфа от прибора, то средний ток шлейфа будет суммироваться и увеличится примерно до 50 мА. Соответственно, на всем протяжении шлейфа при сопротивлении 200 Ом падение напряжения увеличится в 4 раза и составит 10 В!

Рис. 7. Отказонеустойчивый шлейф

ТРЕБОВАНИЯ ФЗ №123 И ГОСТ Р 53316-2009

С другой стороны, мы уже более трех лет живем под действием Федерального закона №123 , где в Статье 82 однозначно сформулированы требования по обеспечению сохранения работоспособности в условиях пожара кабельных линий и электропроводки, систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и проти-водымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортировки подразделений пожарной охраны в зданиях и сооружениях в течение времени, необходимого для выполнения их функций и эвакуации людей в безопасную зону.

Для выполнения этого требования повсеместно начал использоваться огнестойкий кабель низкодымный FRLS и даже бездымный и безгалогенный FRHF с огнестойкостью более 3 часов. Однако достаточно скоро выяснилось, что огнестойкость такого кабеля не обеспечивается, если отсутствует механическое крепление при воздействии высокой температуры. Соответственно, огнестойкий кабель должен иметь огнестойкое крепление и уже не допускается, как раньше, класть его в гофре с креплением на полиэтиленовых дюбелях, которые моментально сгорают при температуре 750° С, что приводит к разрушению огнестойкого кабеля.

Был выпущен ГОСТ Р 53316-2009 , который определил методы испытаний кабельных линий, к которым предъявляются требования по сохранению работоспособности в условиях пожара. В этом ГОСТе дано определение кабельной линии: «линия, предназначенная для передачи электроэнергии, отдельных ее импульсов или оптических сигналов и состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и конечными муфтами (уплотнениями) и крепежными деталями, проложенная, согласно требованиям технической документации, в коробах, гибких трубах, на лотках, роликах, тросах, изоляторах, свободным подвешиванием, а также непосредственно по поверхности стен и потолков и в пустотах строительных конструкций или другим способом».

Но кабельные линии и электропроводки систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации включают в себя автоматические и ручные извещатели, звуковые и световые оповещатели и так далее, которые также должны сохранять если не работоспособность, то способность «передачи электроэнергии». По сути они являются «соединительными... муфтами» и должны также испытываться по ГОСТ Р 53316-2009 в составе кабельной линии.

Как можно считать выполненными требования Технического регламента при применении огнестойкого кабеля, если в помещении, где возник очаг пожара, через несколько минут сгоревший оповещатель закоротит или оборвет линию связи и отключит все остальные оповещатели, не дождавшись эвакуации людей в безопасную зону? Сгоревший извещатель может заблокировать формирование сигнала «Пожар» до того времени, как закончится процедура его перепроверки путем сбросов и ожиданий подтверждений от других изве-щателей.Одно из возможных решений этой проблемы - использование кольцевых шлейфов и линий связи при конструктивном обеспечении отсутствия короткого замыкания терминалов устройств при пожаре и при включении изоляторов короткого замыкания шлейфа (рис. 8). Вполне возможно, что существуют и более оптимальные решения данной проблемы. Очевидно, достоверную оценку правильности выбранных решений можно будет определить посредством анализа результатов «натурных испытаний» систем в условиях пожаров, которых, к сожалению, у нас в избытке.

ЧАСТЬ 2

​В первой части статьи, опубликованной е № 5 журнала «Алгоритм безопасности» за 2012 год, была рассмотрена зарубежная классификация шлейфов пожарной сигнализации и линий связи в системах пожарной автоматики . Во второй части статьи рассматривается техническая реализация шлейфов разных классов и стилей. Приведены электрические параметры радиальных шлейфов класса В стиля С, обеспечивающие работоспособность извещателей до места обрыва шлейфа и кольцевых шлейфов класса А стилей D и Е, обеспечивающих работоспособность извещателей до и после обрыва. Использование шлейфа стиля D позволяет различать сработку автоматических и ручных пожарных извещателей.

В заключении к первой части статьи было сказано, что отсутствие классификации шлейфов в отечественных нормах является существенным недостатком, определяющим низкий уровень работоспособности систем пожарной сигнализации, оповещения и систем противопожарной защиты. Действительно, к какому стилю и классу можно отнести шлейфы отечественных приемно-контроль-ных приборов? Может быть, у нас и так все прекрасно? Отнюдь, нормативные требования за последнее время изменились не раз, много дополнительных требований было введено для повышения работоспособности систем пожарной автоматики в условиях пожара. В Техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности Статья 82. пункт 2 сказано: «Кабельные линии и электропроводка систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортировки подразделений пожарной охраны в зданиях и сооружениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для выполнения их функций и эвакуации людей в безопасную зону».

Для выполнения этого требования в линиях связи и шлейфах пожарной сигнализации стал применяться огнестойкий кабель FRLS и FRHF, но его обрыв все так же переводит шлейф в режим «Неисправность», и сигналы «Пожар» от пожарных извещате-лей блокируются практически во всех отечественных пожарных приборах. Требований по сохранению работоспособности линий связи и шлейфов с извещателями и опове-щателями в условиях пожара не появилось. Зарубежный опыт обеспечения полной (класс А) и частичной (класс В) работоспособности шлейфов пожарной сигнализации при обрыве также не используется. В новой версии ГОСТ Р 53325 , как и в НПБ 75-98, указано, что ППКП должен обеспечивать всего лишь «преимущественное отображение и передачу во внешние цепи извещения о пожаре по отношению к другим сигналам, формируемым ППКП». Четкое требование о недопустимости блокировки сигналов «Пожар» любыми другими сигналами в наших нормах отсутствует, и, соответственно, не используются технические решения, обеспечивающие выполнение этого требования.

У нас нет не только неадресных приборов с кольцевыми шлейфами класса А, но и радиальные шлейфы не укладываются в класс В стиля D. Зато практически все ППКП многопороговые, что определяет низкий уровень работоспособности даже при сохранении целостности шлейфа, не говоря уже о работе пожарных извещателей при обрыве шлейфа.

Недопустимо высокая вероятность ложных срабатываний дымовых пожарных из-вещателей из-за отсутствия защиты от электромагнитных помех, регулярного технического обслуживания и по многим другим причинам в результате привела к тому, что сигнал «Пожар» от пожарного извещателя перестал считаться таковым. Как это ни парадоксально, но уже для многих стало привычным, что теперь в отечественных системах пожарной сигнализации уже любой пожарный извещатель формирует только лишь сигнал «Внимание», а сигнал «Пожар» формируется объединенными усилиями двух пожарных извещателей.

Использование данной терминологии привело к выработке соответствующего алгоритма работы приемно-контрольных приборов. Примерный алгоритм функционирования отечественных приборов приведен в таблице 1. Сигнал «Внимание» от первого пожарного извещателя может быть заблокирован сигналом «Неисправность» с соответствующей реакцией на него. Хотя в условиях развития открытого очага пожара имеется высокая вероятность обрыва или короткого замыкания шлейфа до активизации второго пожарного извещателя. Защита от ложных сработок не может обеспечиваться за счет снижения уровня пожарной безопасности. Почему в охранных шлейфах не используются аналогичные способы защиты от ложных срабатываний? Нет ни сигналов «Внимание», ни двухпороговых шлейфов с минимум 3-мя охранными изве-щателями в помещении. Более того, при обрыве, при коротком замыкании шлейфа и даже всего лишь при изменении сопротивления шлейфа вполне логично формируется сигнал «Тревога». Возможно, вероятность кражи значительно выше, но отсутствие защиты от пожара создает реальную угрозу для населения, не говоря уже о несравнимых материальных потерях.

Возможно, у многих читателей, кто ознакомился с зарубежными требованиями по классификации пожарных шлейфов и линий связи, создалось впечатление, что это только теория. Что технически сложно обеспечить определение формирования пожарным извещателем сигнала «Пожар» при обрыве шлейфа. И что кольцевые шлейфы используются только в адресных системах, но уж никак не в традиционных неадресных.

Рассмотрим принципы построения шлейфов класса В стилей В, С и класса А стилей D, Е на примере многофункционального модуля неадресных подшлейфов DDM800 адресно-аналоговой пожарной системы Zettler (рис. 1). Этот модуль может быть запрограммирован для работы в различных режимах, в том числе может поддерживать два радиальных шлейфа класса В стиля С (короткое замыкание шлейфа определяется как неисправность), либо стиля В (короткое замыкание формирует сигнал «Пожар») (рис. 2), либо один петлевой шлейф класса А стиля Е (короткое замыкание шлейфа определяется как неисправность), либо стиля D (короткое замыкание формирует сигнал «Пожар») (рис. 3), с оконечными элементами в виде резисторов или стабилитронов, при использовании баз извещателей с диодами, и работать в режиме протокола 4-20 мА. Программируется различная длительность сброса извещателей и режим прерывания опроса без верификации или с верификацией с различным временем перепроверки подтверждения сигнала «Пожар» в зависимости от типа извещателей (рис. 4). В зависимости от режима работы он может занимать от одного до четырех адресов. Питание неадресных подшлейфов может обеспечиваться либо от адресно-аналогового шлейфа (рис. 2), либо от дополнительного источника питания с гальванической развязкой (рис. 3).

Табл. 1. Алгоритм работы пожарного шлейфа

Рис. 1. Электроника модуля DDM800

Рис. 2. Два радиальных шлейфа класса В с питанием от адресно-анлоговой петли

Рис. 3. Петлевой шлейф класса А с питанием от внешнего источника

Табл. 2. Режимы работы неадресного подшлейфа

Табл. 3. Алгоритм работы неадресного шлейфа класса А и В

Кроме того, модуль DDM800 работает в составе адресно-аналоговой системы и передает на панель не сигналы «Пожар» и «Неисправность», а значительно более информативные и удобные для анализа аналоговые величины, связанные с токами шлейфов. Эти численные величины транслируются с периодом опроса 5 с и отображаются на дисплее панели (рис. 5-7).

Какие параметры должен иметь шлейф для обеспечения возможности приема сигнала «Пожар» от пожарных извещателей при обрыве радиального шлейфа? Прежде всего необходимо отметить, что в шлейфах класса А и класса В не допускается использование последовательно включенных из-вещателей с нормально замкнутыми контактами. Непременное условие их работы - это отсутствие обрыва шлейфа. При обрыве шлейфа все извещатели до и после места обрыва не способны изменить напряжение и ток шлейфа. В пожарных шлейфах класса А и В любых стилей могут использоваться только пожарные извещатели, включенные в шлейф параллельно.

Для радиальных шлейфов класса В параметры должны быть выбраны таким образом, чтобы с достаточно большими технологическими запасами было возможно идентифицировать дежурный режим изве-щателей и активацию извещателя как при исправном шлейфе с оконечным резистором, так и при обрыве шлейфа в любом месте. В таблице 2 приведены режимы работы неадресного шлейфа. Максимально допустимый ток потребления пожарных из-вещателей в дежурном режиме 2,5 мА, что значительно меньше порога тока обрыва шлейфа, равного 3,2 мА. Следовательно, даже при обрыве в конце шлейфа ток потребления извещателей в дежурном режиме будет меньше тока обрыва, и неисправность будет идентифицирована. Минимальный ток шлейфа в дежурном режиме за счет оконечного резистора равен 4,2 мА, при максимальном количестве пожарных извещателей он может увеличиться до 6,7 мА. Широкий диапазон токов шлейфа в режиме «Пожар» примерно от 10,5 мА до 24,5 мА обеспечивает достоверное формирование сигнала «Пожар» как в случае максимально нагруженного шлейфа, так и при обрыве. Даже если к модулю в результате обрыва шлейфа остается подключенным только один из-вещатель, то при токе извещателя в «Пожаре» более 10,5 мА контрольная панель фиксирует режим «Пожар». С другой стороны, как правило, в зарубежных и отечественных извещателях имеются стабилитроны, которые исключают переход шлейфа в режим короткого замыкания даже при одновременном переходе в пожар нескольких извещателей. При этом, как правило, никаких дополнительных резисторов подключать к извещателям не требуется.

Рис. 4. Программирование режимов работы модуля DDM800 в программе MZXConsys

В отличие от алгоритма работы отечественных приемно-конт-рольных приборов, в логике работы зарубежных шлейфов обеспечивается безусловный приоритет сигнала «Пожар». Независимо от предыдущего состояния шлейфа, как только его параметры попадают в диапазон, соответствующий режиму «Пожар», он фиксируется адресно-аналоговой панелью (табл. 3).

Для обеспечения работоспособности всех извещателей при обрыве шлейфа используется петлевая структура шлейфа класса А без ответвлений (рис. 3). В дежурном режиме питание подается только с терминалов А, а оконечный резистор шлейфа подключен к терминалам В. Это видно по аналоговым величинам, связанным с током шлейфа, которые передаются на контрольную панель при опросе. При токе извещателей в дежурном режиме, равном 2,5 мА, и суммарном токе шлейфа 6,7 мА аналоговая величина по выходу А равна 035. Выход В отключен, и его аналоговая величина соответственно равна 001 (рис. 5).

При возникновении обрыва петли часть шлейфа, подключенная к терминалам В, остается без питания на время идентификации неисправности. По нормативным требованиям время обнаружения неисправности не должно превышать порядка 100-200 с, реально на это уходит порядка 60 с. Если обрыв произошел вблизи терминалов В, то ток по выходу А снижается на величину тока потребления оконечного резистора и становится равным 2,5 мА, аналоговая величина снижается до 015, а ток по выходу В остается нулевым в течение 60 с, и его аналоговая величина остается равной 001 (рис. 6).

После обнаружения обрыва петлевого шлейфа включается выход В и формируются два радиальных шлейфа, соответственно, значение аналоговой величины по выходу В становится равной 023, что соответствует току 4,2 мА, который потребляет оконечный резистор 4,7 кОм, подключенный к терминалам В (рис. 3).

Рис. 5. Показания петлевого шлейфа в дежурном режиме

Рис. 6. Шлейф класса А в режиме обнаружения обрыва

Рис. 7. Петлевой шлейф с обрывом преобразован в два радиальных

При использовании в одном шлейфе автоматических и ручных извещателей может производиться определение типа активированного извещателя. Сигнал «Пожар» от ручного извещателя работает по прерыванию опроса адресно-аналогового шлейфа, в так называемом режиме Fast CallPoint. Реакция на активизацию автоматического извещателя программируется отдельно и также может быть с прерыванием опроса, либо с верификацией посредством перезапроса состояния, либо без верификации. Контрольная панель индицирует сработку ручных извещателей и автоматических по разным адресам с указанием типа извещателя. Соответственно, при использовании двух радиальных шлейфов класса В в режиме Fast CallPoint всего используется четыре адреса, а при использовании петлевого шлейфа класса А - два адреса. Причем ручной изве-щатель с нормально разомкнутыми контактами подключается без дополнительного резистора и передает сигнал «Пожар» посредством короткого замыкания шлейфа, то есть реализуются шлейфы класса А стиля D и класса В стиля В . Использование этих режимов в настоящее время по нашим нормам проблематично, так как должна контролироваться исправность шлейфа на обрыв и на короткое замыкание, но интерес в части опыта реализации 2-порогового режима очевиден.

Кроме того что в режиме Fast CallPoint для введения второго порога сигнал от ручных извещателей передается коротким замыканием шлейфа, еще и ток короткого замыка- ния шлейфа увеличивается в два раза, до 50 мА. Соответственно расширяется диапазон рабочих токов шлейфа (табл. 4). В итоге диапазон токов шлейфа от 0 до 50 мА разбивается на 4 части, соответствующие режиму обрыва шлейфа, дежурному режиму, режиму «Пожар» от автоматического извещателя, режиму «Пожар» от ручного извещателя. Естественно, режимы «Пожар» формируются и при наличии обрыва шлейфа.

Для сравнения, в отечественных приборах в два раза меньший диапазон токов шлейфа, от 0 мА до 20-25 мА, укладывается 5 режимов у дымового шлейфа и 7 режимов у комбинированного шлейфа, и при обрыве шлейфа единственным достоверным сигналом остается «Неисправность», и сигналы «Пожар» от сработавших в дальнейшем извещателей не принимаются ППКП .

Табл. 4. Пороги петлевого шлейфа класса А стиля D с распознаванием сработки автоматического и ручного извещателя (режим Fast CallPoint)

Таким образом, использование петлевых шлейфов класса А стиля Е позволяет обеспечить работоспособность всех извещателей при обрыве шлейфа не только в адресно-аналоговых, но и в неадресных традиционных системах. При прокладке петлевого шлейфа по различным зонам это позволяет значительно повысить работоспособность шлейфов в условиях пожара.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Неплохое И. Классы и стили и шлейфов. Обеспечение работоспособности. Часть первая // «Алгоритм безопасности». -2012. - № 5.

2. Неплохое И. Контроль шлейфа, защита от обрыва и от КЗ// «Алгоритм безопасности». - 2005. - № 5.

3. Неплохое И. Безадресный подшлейф е адресно-аналоговой системе // «Алгоритм безопасности». - 2007. - № 6.

4. Неплохов И. Газовое пожаротушение: требования британских стандартов // «Системы безопасности». - 2007 - № 5.

5. Неплохов И. Классификация неадресных шлейфов, или Почему за рубежом нет двухпороговых приборов // «Алгоритм безопасности». - 2008. - № 3.

6. Неплохов И. Анализ параметров шлейфа двухпорогового ППКП // «Алгоритм безопасности». - 2010. - № 5.

7. Неплохов И. Анализ параметров шлейфа двухпорогового ППКП. Ч. 2 // «Алгоритм безопасности». - 2010. - № 6.

8. Неплохов И. Анализ параметров шлейфа двухпорогового ППКП. Ч. 3 // «Алгоритм безопасности». - 2011. - № 1.

9. Неплохов И. Проблемы подключения тепловых извещателей с индикаторами// «Пожарная безопасность - 2011». - «Гротек».

10. ГОСТ Р 53325-2012 Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний.

11. NFPA 72, National Fire Alarm Code.

ЧАСТЬ 3

В первой и второй частях статьи, опубликованных в №№ 5, 6 журнала «Алгоритм безопасности» за 2012 год, была рассмотрена зарубежная классификация шлейфов пожарной сигнализации и линий связи в системах пожарной автоматики . В третьей части статьи рассматривается техническая реализация линий связи разных классов и стилей. Приведены параметры радиальных линий связи класса B по классификации NFPA72 , обеспечивающих работоспособность оповещателей до места обрыва шлейфа и кольцевых линий связи класса А, обеспечивающих работоспособность оповещателей до и после обрыва линии связи.

ТРЕБОВАНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗАКОНА

Федеральный закон от 22 июля 2009 года № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ввел требования обеспечения работоспособности систем противопожарной защиты при пожаре. В статье 51 «Цель создания систем противопожарной защиты», в п. 3 сказано: «Системы противопожарной защиты должны обладать надежностью и устойчивостью к воздействию опасных факторов пожара в течение времени, необходимого для достижения целей обеспечения пожарной безопасности». Далее в п. 4 сказано: «Состав и функциональные характеристики систем противопожарной защиты объектов устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности». Кроме того, в статье 84 «Требования пожарной безопасности к системам оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в зданиях и сооружениях», в п. 7. сказано: «Системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей должны функционировать в течение времени, необходимого для завершения эвакуации людей из здания, сооружения». Также в статье 84, п. 6. «Конструктивное исполнение и характеристики элементов противодым-ной защиты зданий и сооружений в зависимости от целей противодымной защиты должны обеспечивать исправную работу систем приточно-вытяжной про-тиводымной вентиляции в течение времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону, или в течение всей продолжительности пожара».

НОРМАТИВНАЯ БАЗА

Соответственно были внесены требования по повышению работоспособности противопожарных систем в условиях пожара в нормативную базу. В первой редакции Свода правил СП 6.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности» было указано, что «кабельные линии систем противопожарной защиты должны выполняться огнестойкими кабелями с медными жилами, не распространяющими горение при групповой прокладке по категории А по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 с низким дымо- и газовыделением (нг-FRLS) или не содержащими галогенов (нг-FRHF)», и «кабельные линии систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) и пожарной сигнализации, участвующие в обеспечении эвакуации людей при пожаре, должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону».

С 25 февраля 2013 года введен в действие новый Свода правил СП 6.13130.2013 , в котором обязательное требование использования огнестойкого кабеля отсутствует, указано только, что «Электрические кабельные линии и электропроводки СПЗ должны выполняться кабелями и проводами с медными то-копроводящими жилами».

Кроме того, Свод правил СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности» содержит общее техническое требование: «Кабели, провода СОУЭ и способы их прокладки должны обеспечивать работоспособность соединительных линий в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону».

Таким образом, в отечественной нормативной базе рассматриваются способы обеспечения работоспособности линий связи при использовании огнестойкого кабеля и способов прокладки. Схемотехнические решения, обеспечивающие повышение работоспособности линий связи, по каким-то причинам до сих пор не рассматриваются. Используется дорогостоящий огнестойкий кабель FRLS и FRHF, но нет защиты линии связи от элементарного обрыва. В новую версию ГОСТ Р 53325-2012 введены требования для изоляторов короткого замыкания (ИКЗ) для адресных шлейфов и линий связи, но в Сводах правил не определены требования по их обязательному использованию. Причем в большинстве отечественных адресных систем обязательное введение ИКЗ в адресные шлейфы - это полумера, так как линии связи с RS-485 протоколом, по которым модули с адресными шлейфами подключаются к концентратору, все так же остаются незащищенными от обрыва и от короткого замыкания. При возникновении неисправности в этих линиях связи происходит отключение целиком одного, нескольких или всех адресных шлейфов со всеми изве-щателями, модулями, оповещателями и ИКЗ. Введение требований обеспечения выхода из строя не более 32 устройств, при обрыве или коротком замыкании любых линий связи, а не только шлейфов, автоматически приводит к применению петлевых линий связи.

Другой существенный недостаток наших стихийно возникающих эвристических принципов построения линий связи с модулями управления - это отсутствие контроля линии связи с источником питания и наличия напряжения на входе модуля. Обычно контролируется только линия управления до релейного модуля, что так же определяет низкую работоспособность системы.

ЛИНИИ СВЯЗИ С ОПОВЕЩАТЕЛЯМИ ПО NFPA72-2013

В NFPA72 версии 2002 года были определены линии связи с оповещателями класса А стиля Z и класса В стилей W, X и Y. В последующих редакциях для оповеща-телей были оставлены только классы А и В без их подразделения на стили. Линии класса В обеспечивают работоспособность при замыкании одного проводника на землю с формированием сигналов неисправности (рис. 1), но не обеспечивают работоспособность оповещателей за местом обрыва. Линии связи класса А имеют резервный канал, обеспечивают работоспособность при одиночном обрыве или при одиночном замыкании одного из проводников на землю с формированием сигналов неисправности (рис. 2).

Причем линии связи класса А, выполненные с использованием физических проводников, например, меди или оптоволокна, должны быть проложены раздельно: исходящие проводники и проводники, возвращающиеся к блоку управления. Допускается прокладка одним путем и с применением 4-жильного кабеля при условии, если длина линии связи не более 10 футов (3,0 м), подключается только одно устройство, либо несколько оповещателей, установленных в одном помещении площадью не более 1000 ft2 (93 м2).

Кроме того, существует требование, чтобы кольцевые шлейфы или линии связи не проходили через одно помещение два раза. Таким образом, при использовании изоляторов короткого замыкания обеспечивается высокая работоспособность системы как в нормальных условиях при механических повреждениях шлейфа, так и в условиях пожара.

АДРЕСНО-АНАЛОГОВЫЕ МОДУЛИ

В подзаголовке нет ошибки, как могло бы показаться некоторым читателям, не знакомым с оборудованием ведущих мировых производителей. В действительности для повышения уровня контроля состояния линий связи в адресно-аналоговой системе модули передают на панель не коды неисправностей «Обрыв» и «Короткое замыкание», а аналоговые величины, связанные с сопротивлением линии связи. В зависимости от уровня тока потребления оповещателей в режиме «Пожар» могут использоваться различные технические решения. В простейшем случае, при сравнительно небольших токах нагрузки, например до 75 мА, питание оповещателей производится от адресно-аналоговой петли, а управление - через транзисторные ключи. Модуль управления оповещателями LPS800 имеет две пары выходов S+ S- и R+ R-. Радиальная линия связи класса В с оконечным резистором подключается к выходам S+ S-(рис. 3). Кольцевая линия связи класса А подключается к выходам S+ S- и R+ R-, а оконечный резистор - к терминалам R+ R-(рис. 4). При этом оповещатели запитыва-ются с обоих выходов одновременно и, несмотря на обрыв линии связи, все они остаются работоспособными.

В обоих случаях адресно-аналоговая панель контролирует обрыв и короткое замыкание линии связи по аналоговым величинам тока и напряжения, определяемого в дежурном режиме оконечным резистором. На рисунке 5 а, б, в представлены аналоговые величины на дисплее адресно-аналоговой панели, полученные от модуля LPS800 с адресом А249 соответственно для дежурного режима, режима обрыва линии связи и режима короткого замыкания линии связи.

Оповещатели с большими токами потребления до 2 А запитываются от внешнего источника питания, чтобы не перегружать адресно-аналоговый шлейф, и управление производится при использовании поляризованного реле. Соответственно модуль управления оповещателями SNM800 кроме двух пар выходов S+ S- и R+ R- для подключения оповещателей дополнительно имеет две пары терминалов I+ I- для подключения внешнего источника питания и подключения питания к следующему модулю (рис. 6, 7). При использовании кольцевой линии связи класса А оповещатели запитываются с обоих выходов и, несмотря на обрыв линии связи, все они остаются работоспособными (рис. 7). При этом адресно-аналоговая панель контролирует напряжение внешнего источника питания на входе модуля по показаниям аналоговых величин, передаваемых модулем SNM800, и формирует сигналы «Неисправность» и «Неисправность оповещателей» при снижении напряжения питания.

а) дежурный режим; б) режим обрыва линии связи; в) режим короткого замыкания линии связи

НЕАДРЕСНЫЕ МОДУЛИ

Для управления оповещателями с большими токами потребления до 15 А могутиспользоваться дополнительные неадресные модули – саунд бустеры (рис.8).

Модуль содержит 2 реле, сдвоенные терминалы для подключения внешнего источника питания и для подключения радиальной линии связи с оповещателями. Притоках до 10 А допускается подключение кодинарным терминалам, при больших токах необходимо использовать параллельноеподключение каждого проводника, как показано на рисунке 9. Модуль SB520 подключается к линии связи модуля LPS800или модуля SNM800 через терминалы I/P, аоконечный резистор подключается к терминалам EOL. Релейный модуль саунд бустер обеспечивает контроль линий связи с оповещателями и контроль внешнего напряжения питания на входе. При обнаружении неисправности модуль SB520 производит отключение оконечного резистораEOL и тем самым передает сигнал неисправности через адресный модуль LPS800 илиSNM800 на контрольную панель.

Таким образом, современные технические решения с линиями связи класса А поклассификации NFPA72, обеспечивающиеработоспособность всех оповещателей при обрыве линии связи, и релейные модули с контролем линии связи и напряжения внешнего источника питания позволяют значительно повысить уровень работоспособности противопожарных систем в условиях пожара. Так же необходимо отметить, что в отечественных нормах отсутствуют требования по классификации шлейфов и линий связи, что приводит к широкому использованию только радиальных линий связи, неработоспособных при обрывах. Отсутствие четких требований в нормативных документах по контролю линий связи допускает использование релейных модулей без контроля наличия напряжения питания, что значительно снижает уровень контроля работоспособности противопожарных систем.

Продолжение следует...

ЛИТЕРАТУРА

1. Неплохов И. Классы и стили и шлейфов. Обеспечение работоспособности. Часть 1 // «Алгоритм безопасности». - 2012. - № 5.

2. Неплохов И. Классы и стили и шлейфов. Обеспечение работоспособности. Часть вторая// «Алгоритм безопасности». - 2012. - № 6.

3. NFPA 72-2013 г., National Fire Alarm Code.

4. № 123-ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.

5. Свод правил СП 6.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности».

6. ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005 Испытания электрических и оптических кабелей в условиях воздействия пламени. Часть 3-22. Распространение пламени по вертикально расположенным пучкам проводов или кабелей. Категория А.

7. Свод правил СП 6.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности».

8. Свод правил СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности».

9. ГОСТР 53325-2012 Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний.

Шлейфы сигнализации. Принципы работы и построения.

С вопросами, о которых пойдет речь в данной статье сталкивается в своей практике, пожалуй, каждый проектировщик и инсталлятор. Какие извещатели использовать, сколько подключать, какое добавочное сопротивление в извещатель требуется установить?

Для начала необходимо познакомиться с самим принципом работы шлейфа сигнализации в приемно-контрольном приборе. Во всех приборах ОПС, работающих с неадресными (пороговыми) шлейфами сигнализации, используется один и тот же подход. Приемно-контрольный прибор определяет состояние шлейфа сигнализации, измеряя суммарное сопротивление подключенного шлейфа сигнализации с установленными в него извещателями и оконечным элементом. В основе принципа лежит постоянная процедура сравнения сопротивления подключенного шлейфа с таблицей значений, сохраненной в энергонезависимой памяти прибора.

Весь диапазон значений сопротивления ШС разделен на несколько областей, за каждой из которых закреплен один из режимов. Граничные значения этих областей любой производитель приводит в руководстве по эксплуатации на свой прибор. Чаще всего эти значения приводятся в разделах, описывающих порядок его работы. Например, для приборов ВЭРС-ПК справедлива следующая диаграмма:

Рисунок 1. Диапазон и значения граничных сопротивлений ВЭРС-ПК.

Точка «А» - рабочая точка ШС, его текущее сопротивление. В дежурном режиме, при отсутствии сработавших извещателей, в шлейфе присутствует только оконечный элемент. Для ВЭРС-ПК это сопротивление 7,5 кОм. Суммарное сопротивление ШС, с учетом оконечного резистора, сопротивления соединительных линий, внутреннего сопротивления извещателей и внешних электромагнитный флуктуаций, будет в пределах диапазона «Дежурный режим». Сработка извещателя приводит к изменению суммарного сопротивления ШС, рабочая точка существенно сдвигается и попадает в диапазон, соответствующий определенному режиму.

Рисунок 2. Диаграмма режимов охранных ШС.

В охранной сигнализации измеренное сопротивление шлейфа, выходящее из диапазона «Дежурного режима», расценивается как переход шлейфа в режим «Тревога». Не важно, сколько извещателей сработали, важен сам факт сработки и нарушения шлейфа сигнализации.

Рисунок 3. Диаграмма режимов пожарных ШС.

В пожарнойсигнализации шлейф должен быть более информативен. При сработке одного извещателя в шлейфе, прибор должен выдать сигнал, соответствующий режиму «Внимание». При сработке двух извещателей в одном шлейфе – формируется сигнал «ПОЖАР». Обрыв или короткое замыкание шлейфа должны привести к формированию сигнала «Неисправность».

Обратите внимание на присутствие между двумя соседними диапазонами паузы значений. Такие паузы разработчики вносят намеренно, чтобы избежать граничных условий, когда текущее измеренное сопротивление ШС могло бы соответствовать одновременно двум режимам. Различные величины этих пауз продиктованы особенностями устройства цифрового измерителя приемно-контрольного прибора.

Для различных приборов диапазон сопротивлений и области соответствующих режимов шлейфа могут меняться. Это зависит от принятых технических решений на этапе разработки устройства. Например, следующие диаграммы иллюстрируют диапазоны и граничные значения сопротивлений ШС для прибора С2000-АСПТ и ГрандМАГИСТР ПУ:

Рисунок 4а . Диапазон и значения граничных сопротивлений С2000-АСПТ для комбинированного ШС.

Рисунок 4б. Диапазон и значения граничных сопротивлений ГрандМАГИСТР ПУ.

Величина оконечного элемента продиктована производителем прибора и не зависит от используемых типов извещателей и их количества.

Задача проектировщика на этапе проектирования не только правильно выбрать извещатели, но и верно рассчитать их количество и необходимые добавочные элементы.

В зависимости от принципа работы используемых извещателей определение добавочных элементов происходит различными путями.

Все применяемые извещатели условно можно разделить на две группы:

Нормально-замкнутые,

Нормально-разомкнутые.

Входное сопротивление нормально-замкнутых извещателей в дежурном режиме очень мало, а при сработке скачкообразно увеличивается до значений нескольких десятков кОм или становится бесконечным. В основе таких извещателей лежит термореле или управляемое электромеханическое реле. К этой группе относятся тепловые максимальные извещатели ИП103-3, ИП105, некоторые типы линейных дымовых извещателей, извещатели пламени.

В свою очередь входное сопротивление нормально-замкнутых извещателей в дежурном режиме составляет несколько десятков, а то и сотен кОм, а при сработке скачкообразно уменьшается до значения 1 кОм и менее. К этой категории относятся почти все точечные дымовые извещатели ИП212-ХХ и многие максимально-дифференциальные тепловые, то есть все извещатели питающиеся по шлейфу.

Шлейф сигнализации (ШС) - это электрическая цепь, содержащая:

• датчики (ДС);
• соединительные провода;
• оконечные (ОУ), коммутационные, а также устройства контроля шлейфа (УКШ).

Это определение для проводного шлейфа, а на рисунке 1 приведены структурные схемы наиболее распространенных вариантов.

Хочу обратить ваше внимание на неоднозначность толкования состояния сухих контактов (реле) в "классическом" техническом понимании и использовании для средств охранной сигнализации. Корректно будет называть контакты нормально замкнутыми (НЗ) для устройства имеющего их замкнутыми в нерабочем состоянии. Для нормально разомкнутых (НР), естественно все наоборот.

Для датчиков (извещателей) сигнализации почему-то НЗ считается замкнутое состояние при включенном извещателе. Действительно, при включении извещателя и его переходе в состояние "норма" контакты замыкаются, но состояние это рабочее, а значит их надо считать НР. Для того, чтобы избежать путаницы лучше смотреть каким образом формируется сигнал тревоги:

• размыканием;
• или замыканием контактов реле.

ВИДЫ И ТИПЫ ШЛЕЙФОВ СИГНАЛИЗАЦИИ

Классифицировать шлейфы можно по нескольким признакам, например:

• способу подключения к прибору;
• видам используемых извещателей.

В первом случае можно выделить два типа: радиальный (рис.2а) и кольцевой (рис.2б). Последний встречается достаточно редко и применяется, главным образом, в адресных системах пожарной сигнализации.

Если говорить про типы используемых датчиков, то можно говорить о пороговых шлейфах (рис.1а-б), резко изменяющих свои электрические параметры при переходе в режим "тревога" и адресных (рис.2в).

Про первые я уже говорил, а адресные шлейфы сигнализации давайте рассмотрим сейчас.

Называются они так благодаря используемым в них адресным датчикам сигнализации. В этом случае по одной двухпроводной линии передается информация о состоянии датчика (в цифровом виде) и подается напряжение питания. За счет уникального адреса каждый извещатель может быть однозначно идентифицирован системой.

В этом случае при подключении шлейфа соблюдение полярности, указанной на клеммах приемно-контрольного прибора и охранных датчиков обязательно. Кроме того, количество извещателей, подключаемых в адресный ШС ограничено и определяется техническими характеристиками прибора.

МОНТАЖ ОХРАННЫХ ШЛЕЙФОВ

Начнем с того, что шлейф сигнализации является слаботочной цепью и его монтаж должен осуществляться с учетом соответствующих норм и правил. Основным из них является обеспечение при параллельной прокладке с силовыми цепями расстояния между ними не менее 50 см. Пересечение этих цепей допускается только под прямым углом и т.п.

Поскольку при прокладке ШС необходимо обеспечить его защиту от случайных повреждений, то не допускается прокладывать провода без их крепления к несущим конструкциям. Наиболее типичный пример как не надо делать и как это все равно делается - свободное размещение (протаскивание) шлейфов в запотолочном пространстве, например, за потолками "Армстронг".

Руководящие документы вневедомственной охраны предписывают во избежании провисов соединительных линий систем охранной сигнализации крепление их с шагом, по моему, 50 см. к стенам и потолку. При открытой прокладке это становится неактуальным, поскольку существуют электромонтажные коробы, гофрошланги, которые:

• во-первых, позволяют соблюсти правила прокладки шлейфов;
• во-вторых, упрощают и ускоряют процесс монтажа.

Помимо требований к монтажу шлейфов сигнализации как слаботочных цепей существуют и правила обеспечения надежности их последующей эксплуатации и удобства обслуживания . Здесь могут присутствовать некоторые противоречия.

Например, с точки зрения обслуживания, доступ к ШС должен быть максимально удобным, а с точки зрения безопасности - нужно предотвратить возможность несанкционированного доступа к проводам и датчикам.

Причем, если в охраняемое время проведение каких либо манипуляций со шлейфом затруднительно, то в период, когда система сигнализации отключена отключить часть шлейфа или датчиков для знающего человека не составит труда. Причем после этого сигнализация будет работать как раньше, только часть или все помещение окажется без охраны.

Для решения этой проблемы могут проводится такие мероприятия как:

• опломбирование (опечатывание) корпусов приборов, распределительных коробок, мест возможного вскрытия электромонтажных коробов;
• скрытый монтаж датчиков сигнализации;
• установка устройств контроля шлейфа.

Первые два пункта достаточно очевидны. Устройство же контроля ШС позволяет определить его обрыв. С одной стороны, оно может свидетельствовать о неисправности шлейфа, с другой - подскажет что часть шлейфа отключена. Подключение УКШ производится в самой дальней от приемно-контрольного прибора точке и его визуальный контроль должен производиться каждый раз при сдаче объекта под охрану.

Однако, сказанное относится к охранным системам, установленным в местах с пребыванием большого количества посторонних лиц: магазинах, офисах и пр. Риск подобных вмешательств в сигнализацию установленную на даче , в частном доме или квартире практически отсутствует.

* * *

© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

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

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

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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

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