18

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ И

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Цель работы: изучить устройство и условия применения пожарной сиг­нализации и первичных средств пожаротушения.

1 Теоретическая часть

Пожарная безопасность (ПБ) любого объекта должна обеспечиваться системами предотвращения пожара, противопожарной защиты, а так же орга­низационно-техническими мероприятиями. Основная задача систем ПБ на предприятиях, стройках и организациях – исключить возникновение пожара, а при его возникновении – своевременно обнаружить и потушить пожар с мини­мальными убытками.

Одним из основных способов обеспечения требуемого уровня ПБ на объ­ектах является применение систем электрической пожарной сигнализации (ЭПС) и средств пожаротушения.

1.1 Электрическая пожарная сигнализация

ЭПС предназначена для обнаружения пожара на ранней стадии его раз­вития и быстрого сообщения о времени и месте его возникновения. Установ­ками ЭПС оборудуются опасные в пожарном отношении объекты. Кроме функций сигнализации о пожаре, отдельные системы ЭПС обеспечивают ав­томатическое включение стационарных установок пожаротушения в охраняе­мом помещении, когда пожар еще не достиг больших размеров, а также вы­полняют охранные функции.

Системы ЭПС могут быть автоматического, неавтоматического (ручного) и комбинированного действия в зависимости от их схемы и применяемых датчиков.

ЭПС может выполняться в виде автономной системы, которая устанав­ливается в диспетчерских пунктах пожарных постов (на вахте), или системы централизованного наблюдения.

Автономная система ЭПС включает приемно-контрольные приборы, по­жарные извещатели (ПИ) и устройства звуковой и световой сигнализации.

Приемно-контрольные приборы (ПКП) такой системы принимают и фик­сируют сигналы пожарной тревоги от ПИ, обеспечивают контроль исправности линейной сети (шлейфа блокировки), автоматически включают местные све­товые и звуковые сигналы тревоги, транслируют сигналы тревоги на пульт централизованного наблюдения.

В автономных системах ЭПС применяют следующие ПКП: ППКУ–1М, «Гудок-М», «Сигнал-31», «Дозор» и др. Эти ПКП предусматривают, как пра­вило, только один шлейф, в цепь которого последовательно может быть включено практически неограниченное число ПИ. При необходимости на ох­раняемом объекте можно устанавливать несколько ПКП самостоятельными шлейфами или использовать многоканальный ПКП, например типа «Дозор», рассчитанный на подключение четырех самостоятельных шлейфов.

Устройство промежуточное приемно-контрольное ППКУ-1М предназна­чено для питания дымовых фотоэлектрических извещателей типа ИДФ-1М, приема информации от извещателей, контроля за исправностью линий пита­ния и сигнализации, передачи информации на пульт централизованного на­блюдения, включения цепей управления системами автоматического пожаро­тушения и местной сигнализации. Оно включается в луч приемно-контроль­ного пункта ТОЛ 10-100 системы централизованной пожарной сигнализации и обеспечивает возможность подключения до 10 извещателей ИДФ-1М.

При срабатывании одного извещателя или при выходе из строя лампы извещателя устройство ППКУ-1М дает сигнал «Внимание», при срабатывании двух или более извещателей – сигнал «Тревога», при извлечении извещателя из розетки, обрыве или коротком замыкании линии питания или сигнализации – сигнал «Повреждение линии». Поэтому в одном помещении следует уста­навливать не менее двух извещателей ИДФ-1М.

Питание ППКУ-1М осуществляется от сети переменного тока напряже­нием 220 В. Потребляемая мощность при подключении 10 ПИ типа ИДФ-1М – не более 55 ВА.

Устройство-сигнализатор «Гудок-М» предназначено для контроля за со­стоянием шлейфа блокировки и подачи звуковых сигналов на приемный пункт при обрыве или коротком замыкании шлейфа блокировки и срабатывании руч­ных и автоматических ПИ, включенных в эту же цепь блокировки. Оно вклю­чает прибор сигнализатор «Гудок-М», автоматический выключатель АВ-2 и сигнальную сирену. Может работать автономно и с пультами централизован­ного наблюдения. Аналогичные функции выполняют и другие типы ПКП.

Система централизованного наблюдения включает пульт централизован­ного наблюдения, релейный щит переключения телефонных линий и оконеч­ные устройства для подключения автономных систем ЭПС. В централизован­ных системах, как правило, используются линейные сооружения городской теле­фонной сети для передачи информации о состоянии заблокированных объек­тов.

Пульты централизованного наблюдения предназначены для дистанцион­ного управления устройствами переключения телефонных линий, контроля за исправным состоянием этих линий, приема и преобразования поступающих сигналов и выдачи соответствующих оптических и акустических сигналов тре­воги.

В практике широкое применение нашли пульты типа «Нева-10», «Омега-100», «Сирень-2М» и др. Их возможности могут быть увеличены при использо­вании концентраторов типа «Сигнал-12», «Комар», УТС, а так же коммутаторов тревожной сигнализации типа ТОЛ-20/30, ТОЛ-10/100 и др.

В общем случае структурная схема ЭПС включает: датчики (ПИ) исход­ной информации о возникшем загорании, блок промежуточного усиления сиг­налов, приемную станцию со звуковой и световой сигнализацией, блоки ос­новного и аварийного питания приемной станции и соединяющие провода (сеть).

По способу включения ПИ в сеть системы ЭПС делятся на лучевые и кольцевые (шлейфовые). В лучевых системах один или несколько извещате­лей соединены с приемной станцией парой самостоятельных проводов, образую­щих отдельный луч. При срабатывании извещателя приемная станция получает сигнал, указывающий номер луча, т.е. место пожара. Как правило, лучевые сис­темы применяют при небольшой протяженности лучей или при возможности использования кабеля телефонной сети. В кольцевых системах извещатели включаются последовательно в один общий кольцевой провод (шлейф), начало и конец которого соединены с приемной станцией. Один шлейф включает до 50 извещателей. Для определения места пожара каждый извещатель передает на приемную станцию определенное количество им­пульсов (код извещателя). Кольцевые схемы применяют, как правило, на круп­ных объектах. Схемы луче­вой и кольцевой системы ЭПС приведены на лабо­раторных стендах.

Пожарные извещатели являются одним из основных элементов любой системы ЭПС, определяющим ее эффективность. Эти устройства, предназна­ченные для обнаружения загорания и выдачи сигнала о пожаре, по способу приведения в действие ПИ делят на ручные (кнопочные) и автоматические.

Ручные ПИ устанавливаются в легко доступных местах, на путях пере­движения людей – в проходах, на лестничных клетках и т.д. Типичным датчи­ком ручного действия является извещатель ПКИЛ-9 (пусковой кнопочный из­вещатель лучевой), сигнал от которого на приемную станцию подается нажа­тием кнопки после предварительной разбивки защитного стекла.

Автоматические ПИ преобразуют физические параметры, сопутствующие пожару (тепло, дым и др.), в электрические сигналы и по проводной линии связи передают их на приемную станцию, где они расшифровываются и пре­образуются в световые и звуковые сигналы тревоги.

В зависимости от вида физического параметра, на который они реаги­руют, автоматические ПИ подразделяются на:

• тепловые, реагирующие на повышение температуры окружающей среды;

• дымовые, реагирующие на дым и газы, выделяющиеся при горении;

• световые, реагирующие на оптическое излучение открытого пламени или искр;

• комбинированные, реагирующие одновременно на несколько пара­метров.

По принципу действия автоматические ПИ делятся на максимальные, дифференциальные и максимально- дифференциальные.

Извещатели максимального действия срабатывают при достижении кон­тролируемым параметром определенной абсолютной величины (например, когда температура окружающего воздуха достигает критического значения, ха­рактеризующего начало пожара).

Дифференциальные ПИ реагируют только на скорость изменения кон­тролируемого параметра (например, когда скорость нарастания температуры окружающего воздуха составляет 5…10 С в мин.).

Максимально-дифференциальные ПИ реагируют как на абсолютные зна­чения величины контролируемого параметра, так и на скорость ее изменения.

Основными характеристиками ПИ являются:

• порог срабатывания – минимальная величина контролируемого параметра, при которой срабатывает извещатель;

• инерционность – время от начала действия контролируемого параметра на извещатель до момента его срабатывания;

• зона действия – площадь пола, над которой установлен один извещатель. В зависимости от высоты установки извещателя, горючей загрузки поме­щения и требуемого времени обнаружения зона действия извещателя мо­жет изменяться. В технической документации на каждый тип извещателя указана максимальная зона действия, превышение которой приводит к по­тере эффективности системы ЭПС;

• надежность – способность ПИ сохранять работоспособное состояние в ус­тановленное время в определенных условиях эксплуатации.

Для различных условий эксплуатации (температуры окружающей среды, относительной влажности воздуха, наличия вибрации, агрессивных и взрыво­опасных сред и т.д.) промышленностью выпускаются ПИ обычного, морского, тропического и взрывобезопасного исполнения.

Одной из важнейших характеристик автоматических ПИ является время обнаружения пожара. Оно определяется временем с начала возникновения пожара до момента срабатывания извещателя и зависит как от характеристик извещателя (порог срабатывания и инерционность), так и от скорости измене­ния контролируемого параметра в месте установки извещателя.

Тепловые пожарные извещатели – принцип их действия основан на из­менении свойств теплочувствительных элементов при изменении темпера­туры окружающей среды. В качестве теплочувствительных элементов приме­няются биметаллические пластинки различных геометрических форм, легко­плавкие сплавы, термопары, терморезисторы и др.

Извещатель тепловой легкоплавкий ДТЛ одноразового действия получил широкое распространение благодаря простоте конструкции и дешевизне. Предназначен для сигнализации о повышении температуры воздуха в поме­щениях, где отсутствуют взрывоопасные материалы и взрывоопасные концен­трации газов и пыли. Основным чувствительным элементом датчика является легкоплавкий замок из двух упругих пластин, спаянных между собой легкоплавким спаем с определенной температурой плавления. При по­вышении температуры воздуха в помещении до расчетной температуры плав­ления спай расплавляется, пластины расходятся, разрывая сигнальную цепь.

Порог срабатывания извещателя составляет 60, 72 или 80 С (в зави­симости от состава спая), контролируемая зона – 10…15 м², инерционность – 90…120 с. Он устанавливается над полом на высоте до 3,5 м и сохраняет работоспособность при температуре окружающей среды до + 80 С и относи­тельной влажности до 96 %.

Повторное использование извещателя ДТЛ возможно, если концы пла­стин в заводских условиях снова спаять спаем с расчетной температурой плавления.

Извещатель пожарный тепловой ИП 105-2/1 предназначен для сигнали­зации о повышении температуры окружающей среды. Теплочувствительный элемент извещателя состоит из двух кольцевых постоянных магнитов с уста­новленным между ними теплочувствительным ферритом с низкотемператур­ной точкой Кюри (около 70 С), укрепленных с помощью специального клея на колбе магнитоуправляемого контакта ( геркона ).

При температуре ниже пороговой температуры извещателя контакты гер­кона замкнуты под воздействием продольного магнитного поля магнитной сис­темы термоэлемента. При повышении температуры окружающей среды выше пороговой (70 С) магнитная проницаемость феррита падает практически до 0. Это приво­дит к резкому уменьшению магнитного поля, удерживавшего ранее контакты геркона в замкнутом состоянии, в результате чего контакты размыкаются, сиг­нализируя о повышении температуры в месте установки извещателя свыше 70 С. При снижении температуры среды магнитные свойства феррита восста­навливаются и контакты геркона вновь замыкаются, что обеспечивает много­разовое использование датчика.

Порог срабатывания извещателя составляет + 70 С, контролируемая зона – 30 м².

Тепловой извещатель ДПС-038 (датчик пожарной сигнализации) отно­сится к группе дифференциальных. Термочувствительным элементом извещателя явля­ется термобатарея из 50 соединенных последовательно хромель-копеле­вых термопар с различными по тепловой инерции спаями: малоинерционными (большей площади) и инерционными. При резком повышении температуры ма­лоинерционные спаи нагреваются быстрее инерционных, в результате чего возникает разность температур нагрева спаев и на концах термобатареи воз­никает термоэлектродвижущая сила (ТЭДС); при медленном изменении тем­пе­ратуры среды спаи нагреваются одновременно и ТЭДС на концах батареи не возникает.

Извещатели ДПС-038 могут быть включены в систему ЭПС только с ис­пользованием промежуточного исполнительного органа ПИО-017, в котором размещаются поляризованные электромагнитные реле (10 или 5 штук в зави­симости от модификации) и подстрочные катушки сопротивления. Каждый из­вещатель ДПС-038 через подстрочную катушку сопротивления подключается к одному поляризованному реле, которое срабатывает от возникающей в изве­щателе ТЭДС.

ДПС-038 и ПИО-017 взрывобезопасны, т.к. возникающие в них ТЭДС и токи незначительны. Порог срабатывания поляризованного реле составляет 17…20 мВ; такая величина ТЭДС возникает в термобатарее датчика при воз­растании температуры среды на 30 С за 7 сек. от исходной. Контролируе­мая зона – 30 м², инерционность – 5…8 сек. Устройства сохраняют работоспо­собность при температуре окружающей среды от –5 до + 45 С и относительной влажности до 80 %.

Дымовые пожарные извещатели по принципу действия бывают двух ви­дов: фотоэлектрические и ионизационные. Фотоэлектрические извещатели реагируют на изменение состояния оптической плотности воздушной среды при появлении в ней дыма; ионизационные работают по принципу фиксиро­вания значений отклонений ионизации воздуха при проявлении в нем дыма.

Основным недостатком ионизационных извещателей следует считать на­личие источника радиоактивного излучения, что создает потенциальную опас­ность для здоровья людей. Поэтому извещатели этого типа в настоящие время сняты с производства и в данной работе не рассматриваются.

Извещатель дымовой фотоэлектрический ИДФ-1М предназначен для об­наружения загораний в помещениях при проявлении дыма и для подачи сиг­нала на пульт централизованной сигнализации или концентратор через специ­альное промежуточное приемно-контрольное устройство ППКУ-1М. Принцип действия извещателя основан на регистрации фотоприемником света, рассе­янного частицами дыма. Извещатель состоит из оптического узла, полупро­водникового усилителя и исполнительного реле. Оптический узел извещателя содержит источник излучения (лампа накаливания), фотоприемник (фоторези­стор) и систему, формирующую луч света (тубус, диафрагма и экран).

Луч света формируется таким образом, что при отсутствии дыма в рабо­чей камере извещателя фоторезистор не освещен (дежурный режим), ток в цепи незначителен. Проявление дыма вызывает отражение и засветку фото­резистора; его сопротивление уменьшается, а ток увеличивается, что вызывает срабатывание исполнительного реле, передающего сигнал на приемное устройство ППКУ-1М.

Извещатель срабатывает при увеличении оптической плотности среды на 20…40 %, контролируемая зона составляет 50…100 м², инерционность – 10…30 сек. Извещатель сохраняет работоспособность при температуре окру­жающей среды от – 30 до + 50 С и относительной влажности воздуха до 98 %.

Оптико-электронный прибор-сигнализатор ДОП - 2 предназначен для об­наружения загораний, сопровождающихся появлением дыма в закрытых по­мещениях площадью до 20 м² при высоте потолка до 4 м. Прибор представ­ляет собой фотоэлектрическое лучевое устройство, состоящее из блока «Из­лучатель-приемник», служащего для излучения и приема светового луча, и светоотражателя, устанавливаемого перпендикулярно направлению светового луча на расстоянии до 2,5 м.

Прибор выдает сигнал тревоги при увеличении сопротивления выходной цепи фотоприемника от 350 Ом до 50 кОм, что может быть вызвано прерыва­нием луча на время не менее 300 мс или увеличением оптической плотности среды за счет задымленности на 20 % (соответствует ослаблению светового луча на расстоянии 5 м в 10 раз). Прибор сохраняет работоспособность при воздействии фоновой освещенности в плоскости объектива фотоприемника:

• от солнечного света до 5000 лк;

• от осветительных приборов до 500 лк.

Прибор рассчитан для совместной работы со всеми типами приемно-кон­трольных приборов, пультов и концентратов пожарной сигнализации в диа­пазоне температур окружающей среды от – 30 С до + 40 С и относительной влажности воздуха до 80 %.

Извещатель охранный поверхностный оптико-электронный ИО 309-1 «Фотон-5» предназначен для охраны различных объектов народного хозяй­ства, а также может использоваться в системах ЭПС. В охраняемом помеще­нии извещатель создает зону обнаружения в виде сплошного занавеса высо­той до 5 м и длиной (10+1) м. При движении человека через зону обнаруже­ния, появлении в нем дыма или открытого огня извещатель формирует тре­вожное звуковое извещение путем размыкания контакта выходного реле. Прибор сохраняет работоспособность в диапазоне рабочих температур от – 40 С до + 50 С и относительной влажности до 80%.

Рассмотренные автоматические ПИ применяются чаще в лучевых систе­мах ЭПС.

В шлейфовых системах ЭПС для обнаружения факторов сопутствующих пожару и сигнализации о пожаре с указанием места его возникновения ис­пользуются специальные датчики, имеющие адресную и измерительную части.

Адресная часть, как правило, одинакова для всех типов извещателей и часто выполняется в виде самостоятельной конструкции – адресной розетки, которая устанавливается в месте расположения датчика. На адресной части кодируется адрес, который присваивается месту установки датчика, и тип со­ответствующий типу используемой измерительной части.

Измерительная часть для разных типов извещателей (тепловых или ды­мовых) будет различной в зависимости от используемого чувствительного элемента. Поэтому их изготавливают в виде разных конструкций, но с унифи­цированным стыком с адресной частью.

В тепловом извещателе типа ИП 212-14 в качестве чувствительного эле­мента используется терморезистор ТРП2-1, который включен в мостовую схему.

В дымовом извещателе типа ИП 101-18 чувствительный элемент вклю­чает генератор тока излучающих светодиодов инфракрасного диапазона и преобразователь сигнального тока приемных фотодиодов напряжения.