Радиальный шлейф пожарной сигнализации что это
А.В. Родионов
Заместитель начальника отдела системотехники НВП «Болид»
Немало статей написано о том, что радиальные системы все больше и больше вытесняются современными адресно-аналоговыми системами, имеющими потенциально большую надежность, функциональность и информативность. Конечно, это так, но и радиальные системы не стоят на месте!
Что такое радиальные системы сигнализации? Определимся сразу, что в рамках этой статьи под «радиальными» будем понимать традиционные проводные системы ОПС, основой которых является шлейф сигнализации.
Преимущества радиальных систем сигнализации
Использование современных алгоритмов цифровой обработки сигналов в приемно-кон-трольных приборах позволяет существенно повысить надежность детектирования сигнала от извещателей и, как следствие, снизить вероятность ложных тревог. Если говорить о надежности самих извещателей, то показатели практически одинаковы и у современных пороговых, и у адресных извещателей, элементная база которых и методы обнаружения факторов тревоги/пожара во многом совпадают. Радиальные системы сигнализации имеют право на дальнейшее успешное существование по следующему (далеко не полному) ряду показателей:
Стоит отметить, что радиальные системы не всегда наилучшим образом подходят для определенных типов объектов. Для крупных объектов, где требуется установить и обслуживать несколько тысяч пожарных извещателей, больше подойдут адресно-аналоговые системы, так как суммарные затраты на один извещатель будут меньше, чем в радиальных системах, да и количество извещателей будет меньше. Однако для малых и средних объектов стоимость технических средств охраны, а также затраты на их монтаж и обслуживание будут ниже. Кроме того, для целей охранной сигнализации традиционно используются контактные извещатели, которые как нельзя лучше подходят для радиальных ППКП.
Но главным показателем, безусловно, остается рыночная востребованность проводных радиальных систем ОПС: по экспертным оценкам, на долю таких систем приходится до 70% отечественного рынка.
Немного истории
Одна из первых систем сигнализации, появившихся в нашей стране, была создана на базе поста телефонной связи в Государственном Эрмитаже. Это была охранная сигнализация, использовавшая проложенные ранее линии телефонной связи. До 1990-х гг. большинство приемно-контрольных приборов использовалось в качестве оборудования, совмещающего функции охранной и пожарной сигнализации, при этом тактика работы и с охранными, и с пожарными извещателями была одинаковой. Ввод в действие новых норм потребовал от производителей ППКП разделить эти функции. Накопленный опыт разработки и эксплуатации отечественных приборов доказал возможность совмещения охранных и пожарных функций на одном приборе, а достаточно развитые на тот момент вычислительные средства позволили реализовать эту уникальную возможность без противоречий с точки зрения требований норм к охранной и пожарной сигнализации. В том, что это уникальное для мировой практики явление стало реальностью, огромная роль принадлежит НИЦ «Охрана», входившему на тот момент в состав ВНИИПО. В то же время на рынке стали появляться зарубежные адресные, адресно-аналоговые и радиоканальные системы ОПС, однако экономический кризис 1998 г. остро обозначил необходимость разработки их отечественных функциональных аналогов. Прошедшие годы разработчики интенсивно трудились над решением данной проблемы, и сейчас целый ряд отечественных производителей выпускает собственные системы, ни по качеству, ни по функциям не уступающие зарубежным.
Развивались также и радиальные системы: пожарные ППКП научились определять количество сработавших извещателей в шлейфе (од-нопороговые и двухпороговые пожарные шлейфы), введена процедура верификации сработавшего из вещателя; для охранных ППКП стали доступны такие функции, как защита от саботажа (подмены извещателя), контроль вскрытия корпуса извещателя, контроль снятого с охраны ШС, автоматическое взятие ШС под охрану и пр.
Особенности использования
Рассмотрим некоторые особенности использования проводных радиальных систем ОПС.
Охранные шлейфы
Тактика работы охранных шлейфов достаточно проста: шлейф может находиться либо в норме (на охране), либо в тревоге, либо снят с охраны. Любое нарушение (переход за пределы диапазона нормы) взятого на охрану шлейфа автоматически переводит его в режим тревоги. Большинство охранных извещателей работают на обрыв шлейфа при тревоге, но как быть, если злоумышленник решил блокировать передачу тревожного извещения, перемкнув внешние провода шлейфа, подключенные к извещателю? Для защиты от такого вида саботажа современные приемно-контрольные приборы отслеживают резкое изменение сопротивления шлейфа даже на небольшое значение. Если установить скрытый резистор небольшого номинала внутри корпуса извещателя, прибор зафиксирует скачкообразное изменение сопротивления в шлейфе в момент подключения перемычки и перейдет в режим тревоги. В то же время, если сопротивление шлейфа будет плавно меняться, например, в случае изменения утечек между проводами ШС или проводом и «землей», прибор не должен трактовать эти изменения как попытку саботажа. На рис. 1 условно показаны схемы и диаграммы сопротивления шлейфа в обоих случаях.
Конечно, задача защиты от возможного саботажа не решается только указанными способами, но при разумном подходе рассмотренные особенности реализации охранной сигнализации позволят предотвратить материальные потери и существенно сэкономить время и силы при поиске потенциально возможных точек атаки злоумышленника.
Пожарные шлейфы
Какие же особенности реализации пожарных шлейфов могут пригодиться в этом случае?
В каких случаях возникают переходные процессы в шлейфах и на что они могут повлиять? Учитывать переходные процессы необходимо прежде всего в шлейфах со знакопеременным напряжением. Каждый раз при изменении полярности происходят циклы заряда/разряда внутренней емкости извещателя, и напряжение в шлейфе «выравнивается» не сразу. Как правило, приемно-контрольные приборы выдерживают определенную паузу перед тем, как начать измерять напряжение в шлейфе после изменения полярности. Длительность такой паузы должна быть заведомо больше длительности переходного процесса и, как правило, составляет сотни миллисекунд (200— 300 мс). Но этого времени может быть недостаточно, если в шлейф включено слишком много извещателей! В этом случае длительность переходного процесса больше паузы, отведенной на его завершение, и результаты измерения оказываются искаженными. Этот эффект также присущ и шлейфам с постоянным напряжением: в случае сброса напряжения питания в шлейфе или при обрыве оконечного элемента нагруженного шлейфа. Искажение результатов измерения параметров шлейфа под влиянием переходного периода может явиться причиной формирования ложного сигнала о пожаре. Это необходимо учитывать при расчете количества извещателей, включаемых в один шлейф. Диаграммы напряжений в шлейфах сигнализации при переходных процессах показаны на рис. 4. Как же минимизировать влияние переходных процессов, если расчет максимального количества извещателей в шлейфе определяется лишь максимальным током нагрузки шлейфа, а нелинейные характеристики извещателей не приводятся? Эту задачу должен решать сам прием-но-контрольный прибор, фактически вычисляя производную процесса изменения состояния шлейфа. Это может несколько затягивать время реакции на срабатывание извещателя, но надежно защищает от ложных тревог.
Перспективы развития
пожарной сигнализации оправдано тем, что большая часть инженерного оборудования (насосы, клапаны, задвижки и пр.) имеет контактные выходы, идеально подходящие для включения в радиальные шлейфы сигнализации. Кроме того, постоянно ведутся работы, направленные на повышение надежности проводных радиальных систем. Здесь можно выделить три составные части, каждая из которых вносит свой вклад в общий показатель надежности:
Эволюция сегментов радиальных систем
Гибридные системы
Уже сейчас на рынке есть гибридные системы, сочетающие в себе достоинства адресных и пороговых систем. В таких гибридных системах, называемых опросными адресно-пороговыми, реализованы следующие достоинства адресных систем:
Перспектива развития радиальных систем, на взгляд автора, заключается в совмещении в рамках одного прибора обычных пороговых шлейфов и опросных адресно-пороговых шлейфов сигнализации. По стоимости один адресно-пороговый извещатель, вероятно, будет сопоставим со стоимостью двух традиционных пороговых извещателей, но для небольших и средних объектов их применение позволит удешевить систему в целом. При наличии функции контроля исправности допускается установка одного извещателя в помещении вместо двух обычных пороговых.
Итак, в завершение статьи можно сделать следующие выводы:
Шлейф сигнализации
Определение. Виды шлейфов. Принцип построения.
Безусловно, качество монтажных работ при создании системы сигнализации играет важную роль в том, как надежна будет система, но и то каким образом сформированы сами шлейфы при выполнении проекта, вносит немаленькую лепту в отсутствие “ложняка” и эффективность сигнализации.
Определение шлейфа сигнализации
Если Вас интересует точное определение шлейфа сигнализации, то нужно обратиться к ГОСТам. Мне известно три:
ГОСТ 26342-84 Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Типы, основные параметры и размеры
Шлейф охранной (пожарной, охранно-пожарной) сигнализации – Электрическая цепь, соединяющая выходные цепи охранных (пожарных, охранно-пожарных) извещателей, включающая в себя вспомогательные (выносные) элементы (диоды, резисторы и т.п.) и соединительные провода и предназначенная для выдачи на приемно-контрольный прибор извещений о проникновении (попытке проникновения), пожаре, неисправности, а в некоторых случаях и для подачи электропитания на извещатели.
ГОСТ Р 50776-95 Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 4. Руководство по проектированию, монтажу и техническому обслуживанию.
Шлейф охранной сигнализации – Электрическая цепь, соединяющая выходные цепи охранных извещателей, включающая в себя вспомогательные элементы и соединительные провода и предназначенная для выдачи на приемно-контрольный прибор извещений о проникновении и неисправности, а в некоторых случаях и для подачи электропитания на охранные извещатели.
ГОСТ 52436-2005 Приборы приемно-контрольные охранной и охранно-пожарной сигнализации. Классификация. Общие технические требования и методы испытаний.
п. 3.11 Шлейф сигнализации безадресный (ШСБ): Шлейф сигнализации, соединяющий ППК с извещателями безадресного типа, информация о состоянии которых передается на ППК путем замыкания или размыкания контактов выходных реле, электронных ключей или изменением иных параметров извещателей.
п. 3.12 Шлейф сигнализации адресный (ШСА) (канал связи адресный (КСА)): Электрическая цепь, соединяющая ППК с адресными устройствами и предназначенная для осуществления цифрового (или аналогового) обмена данными между ППК и адресными устройствами.
Эти определения отличаются небольшими нюансами, но в целом понятно, что шлейф сигнализации это совокупность извещателей и выносных элементов, соединенных проводом. Его задача сообщать приемно-контрольному прибору о тревогах и неисправностях.
Принципиальная схема шлейфа сигнализации
В самом простом случае принципиальная схема выглядит следующим образом:
При постановке на охрану должна образоваться замкнутая электрическая цепь, т.е. контакты извещателей Хнз должны замкнуться, а Хнр – разомкнуться. В дежурном режиме в шлейфе присутствует напряжение (обычно 17-27 В) и протекает электрический ток (2-3 мА). ППК контролирует суммарное сопротивление шлейфа, при выходе величины сопротивления за установленные пределы, ППК формирует соответствующее извещение. Суммарное потому, что кроме оконечного сопротивления (Rок) присутствует сопротивление проводов и контактов реле. Сопротивление проводов и контактов не должно превышать для разных типов приборов величин от 200 Ом до 1 кОм.
В адресных шлейфах тревожные извещения формируются при резком изменении токопотребления извещателей.
Виды шлейфов сигнализации
Классификация шлейфов сигнализации выглядит следующим образом:
Принцип построения шлейфа сигнализации
Чтобы произвести посчитать стоимость работ, произвести монтаж необходимо выполнить проект сигнализации.
Ниже приведена структурная схема адресного и безадресного шлейфов сигнализации
Структурная схема безадресного шлейфа сигнализации 
Структурная схема адресного шлейфа сигнализации
Как видите они мало чем отличаются: в адресном шлейфе нет оконечного элемента и он выполнен кольцевым (но это необязательно для охранной сигнализации).
В более детальном виде подключение извещателей в шлейф сигнализации обычно изображают на схеме электрических подключений:
Схема электрических подключений безадресного шлейфа сигнализации 
Схема электрических подключений адресного шлейфа сигнализации
Прошу не кидать в меня камни за то, что на схеме отсутствую некоторые элементы (соединительные коробки), но в данном случае важен только принцип. Подробные схемы приведу в другой статье.
Параметры шлейфа сигнализации
Чтобы шлейф сигнализации исправно функционировал и Заказчик не страдал бы от ложных срабатываний и был уверен в надежности системы, при проектировании необходимо учитывать следующие факторы:
Вывод
Принцип работы шлейфа сигнализации довольно прост, но требуются знания и опыт, чтобы его правильно построить. От этого зависит насколько надежной и эффективной будет вся система сигнализации.
ШЛЕЙФ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
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.
В подавляющем большинстве датчиков используется первый вариант (рис.1а). Я так подробно на этом останавливаюсь для того, чтобы вы поняли принцип работы шлейфа сигнализации и охранной системы в целом.
В режиме охраны, который характеризуется подачей на извещатели напряжения питания и отсутствием воздействий, вызывающих переход датчика в тревожное состояние, ШС представляет собой замкнутую цепь.
Для приемно контрольного прибора (ПКП) это является свидетельством того, что на контролируемом объекте все нормально. ПКП контролирует ток, протекающий по шлейфу и при отклонении его значения в большую и меньшую стороны формирует сигнал тревоги.
Для того, чтобы обеспечить требуемое значение тока в шлейф включается оконечное устройство — как правило, резистор. Оконечные устройства могут состоять из других элементов или их комбинаций, но для большинства охранных систем это не типично.
Чтобы в шлейфе возник ток на него надо подать напряжение. Это делает ПКП. На его клеммной колодке указана полярность подключения, которую иногда надо учитывать — об этом несколько позже.
Первый режим свидетельствует об обнаружении проникновения (за исключением случаев ложных тревог). Остальные два являются результатом неисправности различных компонентов системы сигнализации. Кстати, если используются датчики, формирующие сигнал тревоги замыканием контактов (рис.2б), то в режиме «тревога» шлейф будет замкнут.
ВИДЫ И ТИПЫ ШЛЕЙФОВ СИГНАЛИЗАЦИИ
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.1в).
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».
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.
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.
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.
© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.
Виды и типы шлейфов пожарной сигнализации
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:
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:
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:
Монтаж проводной пожарной сигнализации можно осуществлять исключительно промаркированным кабелем с обязательным указанием класса огнеопасности. Существуют классы провода, имеющие следующее буквенное обозначение:
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:
Классы и стили шлейфов и линий связи. Обеспечение работоспособности.
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 2, однако повышение нормативных требований в части обеспечения работоспособности шлейфов и линий связи в условиях пожара привели к необходимости еще раз вернуться к этой теме.
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 [10], 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
Обрыв одного проводника
КЗ проводника на землю
КЗ проводников шлейфа
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
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
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.
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 [11], 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 [12], 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».
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 [1]. 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 [10], 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 [1, 11] 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