Электроснабжение технических средств противопожарной защиты
Согласно действующим техническим нормативно-правовым актам электроснабжение технических средств противопожарной защиты (приемно-контрольных приборов, приборов управления пожарных, функциональных блоков и компонентов установок и систем пожарной сигнализации, пожаротушения, оповещения людей о пожаре, противодымной защиты) следует предусматривать по 1‑й категории надежности.
При проектировании пожарной автоматики, к сожалению, не всегда указанное требование выполняется, особенно при применении технических средств противопожарной защиты (ТС ППЗ), в котором отсутствуют встроенные источники электропитания. Например, при разработке проектов систем пожарной сигнализации (или установки пожаротушения, дымоудаления) с применением нескольких приемно-контрольных приборов (адресных модулей, расширителей и других устройств, которые обеспечивают контроль состояния шлейфов сигнализации) их электроснабжение обеспечивается по одной двухпроводной линии от устройства электроснабжения (блока бесперебойного питания или иных устройств, обеспечивающих аналогичные функции). В схеме системы пожарной сигнализации (СПС) контролируется целостность шлейфов, ограничивается количество защищаемых помещений одним шлейфом, но при выходе из строя устройства электроснабжения объект или его часть остаются без защиты.
В данной статье рассмотрены вопросы обеспечения электроснабжением ТС ППЗ по 1‑й категории надежности с учетом требований стандарта СТБ 11.16.02–2007 «ССПБ. Устройства электроснабжения технических средств противопожарной защиты. Общие технические условия» (требования аналогичны EN 54–4), введенного в Беларуси с 1.02.2008 г.
В связи с тем, что до введения СТБ 11.16.02 требования к устройствам электроснабжения (УЭ) практически отсутствовали, производимые в республике УЭ представляли собой простейшие изделия, которые обеспечивали преобразование переменного напряжения общедоступной сети 230 В в постоянное требуемой величины.
Рассмотрим подробнее требования указанного стандарта. Согласно СТБ 11.16.02 УЭ классифицируются:
- по максимальному току нагрузки: на УЭ малой мощности – до 1,5 А, средней мощности – от 1,5 до 3 А и большой мощности – более 3 А;
- по размещению компонентов: на внешние – при размещении компонентов в отдельном корпусе от ТС ППЗ, и встроенные – при размещении компонентов в едином корпусе с ТС ППЗ.
Для реализации требования по обеспечению токопотребителей 1‑й категорией надежности электроснабжения УЭ должны содержать не менее двух источников электропитания: основного и резервного.
В качестве основного источника может быть использована общедоступная сеть переменного тока напряжением 230 В и частотой 50 Гц или источник постоянного тока с напряжением питания от 12 до 110 В.
Резервное электропитание может обеспечиваться от второго независимого ввода источника переменного тока или источника постоянного тока (например, аккумуляторных батарей).
При работе УЭ должны обеспечивать поддержание номинального выходного напряжения при изменении напряжения источников электропитания от –15% до +10% номинального значения и изменении тока потребления от минимальной до максимальной величины, задекларированной производителем в технической документации (технических условиях, паспорте). При этом отклонения выходного напряжения должны быть в пределах ± 10% номинального значения.
При работе УЭ от основного источника электропитания (в рабочем режиме) должны обеспечиваться:
а) выходные характеристики (выходное напряжение, номинальный ток, напряжение пульсаций) в соответствии с технической документацией производителя независимо от состояния резервного источника электропитания и его соединительных линий (при выходе из строя аккумуляторной батареи или коротком замыкании соединительных линий работа УЭ не должна нарушаться);
б) зарядка аккумуляторной батареи зарядным током требуемой величины. При этом номинальный рабочий ток УЭ не должен снижаться в процессе заряда батареи. Это означает, что фактический ток преобразователя If, А, равен
If = Iн + Iз,
где Iн – номинальный выходной ток, А;
Iз – максимальный зарядный ток аккумуляторной батареи, А;
в) ограничение или остановка повторной зарядки аккумуляторной батареи при временной пиковой нагрузке (максимальном кратковременном нагрузочном токе, например, при коротком замыкании в линии нагрузки), указываемой в технической документации;
г) контроль работоспособности резервного источника электропитания (для аккумуляторных батарей – контроль при нагрузке с номинальным расчетным сопротивлением с периодичностью 2 часа).
Примечание. Для разделения функциональных состояний УЭ предусмотрены следующие основные режимы работы:
- режим «Рабочий» – состояние УЭ, при котором обеспечивается электроснабжение ТС ППЗ от основного источника электропитания, а резервный источник находится в исправном состоянии;
- режим «Резерв» – состояние УЭ, при котором обеспечивается электроснабжение ТС ППЗ от резервного источника электропитания.
- режим «Неисправность» – состояние УЭ, при котором технические характеристики его компонентов или функции не соответствуют хотя бы одному из требований ТНПА или конструкторской документации.
При работе УЭ от резервного источника электропитания должны обеспечиваться:
а) выходные характеристики в соответствии с технической документацией независимо от состояния основного источника электропитания и его соединительных линий;
б) электроснабжение ТС ППЗ при номинальном токе потребления (для аккумуляторных батарей в течение 3‑х часов). Это означает, что производители должны предусматривать работу УЭ и аккумуляторной батареи емкостью С, А.ч, не менее
С= Iн· 3,
где Iн – номинальный ток нагрузки, А.
Пример. УЭ с выходным номинальным напряжением 12 В и номинальным током 7 А должно быть рассчитано на применение аккумуляторной батареи емкостью не менее 21 А. ч. При достижении уровня разрядного напряжения аккумуляторной батареи в применяемом УЭ должна быть предусмотрена возможность отключения ее от нагрузки.
В СТБ 11.16.02 включены требования по контролю и индикации неисправностей, которые могут возникать в компонентах УЭ, а именно:
а) при выходе из строя основного источника электропитания и его невосстановлении в течение 30‑ти минут с момента появления отказа (в том числе, при исчезновении входного напряжения сети 230 В);
б) при выходе из строя резервного источника электропитания и невосстановлении его работоспособности в течение 15‑ти минут с момента обнаружения отказа;
в) при разряде аккумуляторной батареи, не превышающем 5‑процентного уровня. Разряд должен быть обнаружен при проверке под нагрузкой с периодичностью 2 ч или при работе УЭ от резервного источника;
г) при выходе из строя зарядного устройства и невосстановлении его работоспособности в течение 30 минут с момента появления отказа.
Примечание. Разрядное напряжение – минимально допустимое напряжение аккумуляторной батареи, ниже которого происходят необратимые физико-химические процессы потери электрической емкости батареи.
При этом для внешних или встроенных в ТС ППЗ УЭ, при их размещении за пределами помещения пожарного поста или другого помещения с персоналом, несущим круглосуточное дежурство (далее – пожарного поста), следует предусматривать формирование сигнала (общего) о неисправности УЭ в указанное помещение (на приемно-контрольный прибор (ППКП), пульт индикации).
В УЭ должна быть предусмотрена автоматическая защита от воздействия последствий короткого замыкания или повышения выходного тока выше максимального значения, а также автоматическое восстановление своих параметров после устранения причин замыкания и повышения выходного тока. Это требование обеспечивает предотвращение перегрева и выхода из строя компонентов УЭ.
При применении в качестве резервного источника электропитания аккумуляторных батарей в составе УЭ должно предусматриваться зарядное устройство, которое будет:
- поддерживать аккумуляторные батареи в заряженном состоянии;
- обеспечивать зарядку аккумуляторной батареи после ее разряда в течение 24‑х часов на 80%, и в течение последующих 48‑ми часов – до 100% номинальной емкости;
- обеспечивать характеристику зарядки в пределах, указанных изготовителем батарей.
Применяемые в составе УЭ аккумуляторные батареи должны подходить по характеристикам (напряжению, току, емкости) для применения в УЭ, быть заряжаемыми, соответствовать условиям среды эксплуатации и иметь маркировку.
Согласно стандарту введены требования по ограничению доступа к органам управления, предохранителям и регулировочным элементам, с помощью которых выходные характеристики УЭ регулируются или отключаются. Это требование необходимо для несанкционированного доступа к УЭ и реализуется с помощью ключа (например, при размещении указанных элементов в закрываемом корпусе УЭ) или других технических решений.
Режимы работы УЭ должны отображаться световой (посредством светоизлучающих индикаторов) или текстовой (посредством символьных или графических дисплеев) индикацией. Индикация режимов должна предусматриваться световой индикацией следующих цветов: для режима «Рабочий» – зеленый цвет; для режимов «Резерв» и «Неисправность» – красный цвет. Для индикации нескольких функций возможно использование одного и того же светоизлучающего индикатора, работающего в разных режимах свечения (например, для индикации «Рабочего» режима – непрерывно светящийся индикатор, а для индикации состояния «Резерв» – мигающий). При этом должна быть обеспечена однозначность восприятия информации.
Материалы конструкции корпуса для УЭ средней и большой емкости должны быть негорючими.
В конструкции внешних УЭ должна предусматриваться возможность бесперебойного электроснабжения ТС ППЗ при возникновении неисправности (коротком замыкании или обрыве) в соединительных линиях. Как правило, это реализуется путем устройства двух выходов, основного и резервного, с одинаковыми параметрами.
При проектировании электроснабжения ТС ППЗ это требование реализуется путем установки внешних УЭ у каждого токопотребителя. Также следует предусматривать не менее двух соединительных линий (или одну кольцевую линию, начало и конец которой будут подключены к выходам УЭ). При технической возможности линии связи, обеспечивающие информационный обмен между приемно-контрольными приборами, расширителями, адресными модулями, могут быть общими.
По материалам А. А. Пукача, главного специалиста по пожарной безопасности РУП «МБИ»