Методика расчета параметров прибора в системе ОПС

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:

Rвх = Rд + Rизв + Rпр + Rок,                                 (1)

где Rвх — входное сопротивление шлейфа сигнализации;
Rд — дополнительное сопротивление, определяемое переходным сопротивлением контактов в местах электрических соединений участков шлейфа, а также сопротивлением контактов в местах подключения извещателей;
Rизв – переходное сопротивление выходных цепей извещателя;
Rпр – сопротивление проводников шлейфа сигнализации;
Rок – сопротивление оконечного элемента.

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

Rш = RвхRок = Rд + Rизв + Rпр.                        (2)

Фактическое сопротивление шлейфа сигнализации Rш должно удовлетворять условию:

Rш ? Rшд ,                                                               (3)

где Rшд – максимальное допустимое сопротивление шлейфа сигнализации.

Значения сопротивлений Rшд и Rок указываются в технической документации на ПКП.

Rизв = Rизвi Nпи ,                                                (4)

где Rизвi — переходное сопротивления выходных цепей одного извещателя;
Nпи – 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 Rизвi может быть принято 0,15 Ом.

Дополнительное сопротивление Rд определяется по формуле:

Rд = Rдi Nпи Ксм ,                                                (5)

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

Сопротивление двух проводников шлейфа сигнализации Rпр определяется по формуле

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91088

                                (6)



где ? — удельное сопротивление материала токопроводящей жилы;
для меди ? = 1,72*10-3 Ом*см;
l – длина шлейфа, м;
S – поперечное сечение токопроводящей жилы, мм2.

Значение сопротивления Rпр 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:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91089



                        (7)







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

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91090

                        (8)


Условие соответствия:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91091

где Iн.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

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91092

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

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91093

При дробном значении результата Nk выбирается как ближайшее меньшее целое.

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

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91094


Расчет параметров резервного источника электропитания

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

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91095

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.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91098

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):

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91096

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:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91097

в режиме "Пожар":

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91099

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


Похожие статьи...