Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основные пожарные извещатели. Учебное пособие.pdf
31
Извещатель пожарный дифференциальный внешне мало или вовсе
ничем не отличается от своих «собратьев» по виду устройств обнаружения возгорания – максимального или максимально-дифференциального
теплового датчика.
Конструкция дифференциального извещателя представляет собой
корпус из пластика для извещателей, чья эксплуатация будет проходить
при нормальных условиях; из металла – для взрывозащищенных изделий
для установки в помещениях, имеющих категорию по взрывопожарной
опасности. Датчик состоит из двух термочувствительных элементов.
В комплекте имеется крепежная фурнитура для подсоединения проводов.
Следует отметить два важных момента, касающиеся дифференциальных тепловых извещателей: из-за более сложного устройства, наличия
электронных компонентов, их стоимость сопоставима с ценой недорогих
дымовых извещателей. В настоящее время они активно заменяются более
эффективными максимально-дифференциальными тепловыми извещателями [11].
2.3. Максимально-дифференциальные тепловые извещатели
Извещатель пожарный тепловой максимально-дифференциальный –
сегодня это третий этап технического развития, усовершенствования такого вида оконечных устройств для установок, систем автоматической
сигнализации, быстро срабатывающих на тепловые проявления очага возгорания [11].
Если максимальные тепловые датчики срабатывают при нагреве воздуха в пространстве под потолком защищаемого помещения при строго
определенной, заданной при производстве в заводских условиях, температуре воздуха; а дифференциальные извещатели реагируют на определенную динамику повышения температуры; то максимально-дифференциальные тепловые извещатели способны работать по обоим характерным
признакам возникновения очага пожара [11].
Это на практике означает, что они довольно чутко реагируют на любое, даже незначительное изменение температуры газовоздушной среды
внутри защищаемого объекта, чего раньше можно было добиться лишь
установкой в помещениях защищаемых объектов рядом двух видов тепловых датчиков, что как дорого по материалам и монтажным работам, так
и не всегда целесообразно из-за дублирования, усложнения систем [11].
Согласно НПБ 85-2000 таким пожарным извещателем является тепловой датчик, который совмещает в одном корпусе функциональность
двух предыдущих типов устройств – максимального, теплового извещателя. Технически в конструкции такого типа изделия имеются два раздельных канала – максимальный и дифференциальный для определения характерных признаков.
32
В ГОСТ Р 53325–2012 о требованиях к техническим средствам про-
тивопожарной автоматики указано существенное уточнение механизма
функционирования максимально-дифференциального теплового устройства о том, что такое детектирование/срабатывание производится не одновременно; а по логической схеме «ИЛИ», т.е. по достижению критической/пороговой температуры воздуха или по определенной/заданной скорости ее нарастания в защищаемом помещении [11].
Исходя из этих данных о техническом составе, к конструкции
устройств обнаружения возгорания подобного типа можно отнести максимально-дифференциальные датчики к комбинированным пожарным извещателям; более эффективным, чем их предшественники, сокращающих
расходы на приобретение и монтаж при создании систем, установок АПС.
Существуют три типа тепловых максимально-дифференциальных ав-
томатических устройств обнаружения пожаров внутри защищаемых помещений, технологических, инженерных коммуникаций:
– аналоговый максимально-дифференциальный тепловой датчик;
– извещатель тепловой адресный максимально-дифференциальный;
– максимально-дифференциальный адресно-аналоговый тепловой
датчик.
Аналоговый максимально-дифференциальный тепловой датчик обеспечивает текущую информацию о значении температуры в защищаемом
помещении.
Извещатель тепловой адресный максимально-дифференциальный
имеет индивидуальный адрес, что присваивается ему при проведении
монтажно-наладочных работ пожарной сигнализации, а также при
настройке и отладке адресных приборов.
В отличие от неадресных извещателей установок АПС, использование таких датчиков позволяет безошибочно определять место возникновения очага пожара без визуального контроля предполагаемого места его
возникновения, руководствуюсь показаниями на табло приборов АПС;
мониторе АРМ пожарного поста, пульта наблюдения, диспетчерской
предприятия, организации [11].
Максимально-дифференциальный адресно-аналоговый тепловой
датчик, также как и другие устройства, предназначенные для работы в
составе адресно-аналоговых установок АПС, позволяет создавать сложные, но весьма эффективные схемы обнаружения очагов пожара не просто
по срабатыванию одного или двух пожарных извещателей, как в традиционных или адресных установках АПС [11].
Принятие решения приборами/блоками контроля, управления о тревожном сообщении, подачи сигнала на включение интегрированных систем пожаротушения, дымоудаления, подачи воздуха, включения пожарных насосов или насосных станций происходит по совокупности изменения параметров температуры в текущем времени.
33
При проектировании установок АПС, автоматического тушения по-
жаров с использованием в схемах тепловых извещателей любого типа,
включая максимально-дифференциальные датчики, руководствуясь
СП 5.13130.2009 необходимо учитывать, что:
– зона участка помещения, что контролируется одним тепловым
дифференциальным датчиком, не превышает 25 м2 при высоте до потока
до 3, 5 м; 15 м2, если она 6…9 м; при этом расстояние между датчиками не
должно быть больше 5 и 4 м соответственно;
– инерционность максимально-дифференциальных датчиков при повышении от нормальной температуры 25 С в защищаемом помещении со
скоростью 5 С/мин должна быть 120 с – минимально, 500 с – максимально;
при 10 С/мин – 60 и 242 с; при 20 С/мин – 30 и 90 с; при 30 С/мин –
20 и 60 с соответственно до срабатывания [11].
Выбор при формировании тревожного извещения между двумя каналами обнаружения возгорания происходит в текущем времени в зависимости от того, как развивается процесс горения – быстро с переходом
в активную фазу открытого пламени, что приводит к срабатыванию максимального датчика извещателя, или при постепенном развитии, непрерывном нарастании температуры – дифференциального канала.
Такое раздельное детектирование стало возможным из-за объединения в одном корпусе изделия двух разных по физическим свойствам, техническим параметрам видов тепловых датчиков. Максимальный канал не
реагирует на как медленный, так и быстрый рост температуры внутри защищаемого объекта до достижения критического/порогового значения,
«прописанного» в различных разновидностях чувствительного элемента
датчика – каплях легкоплавкого припоя, биметаллических пластинах, герконах, металлических сплавах с «памятью формы», полупроводниках.
В нормальных условиях эксплуатации максимально-дифференциального извещателя, при одинаковой температуре внутри и снаружи
извещателя, электрический ток, проходящий через оба термоэлемента
дифференциального канала, имеет равные значения. При нагреве во
внешнем элементе значение силы тока растет, а во внутреннем остается
неизменным.
Дифференциальный усилитель фиксирует эту нарастающую разницу,
и при достижении заданного в заводских условиях при производстве изделия порогового значения роста температуры, формирует и отправляет
тревожное сообщение о пожаре.
При медленном повышении температуры в таком извещателе сопротивление терморезисторов уменьшается пропорционально друг другу, как
и в предыдущей схеме, но благодаря дополнительному резистору возрастает разность потенциалов на входах компаратора.
34
Поэтому такой извещатель срабатывает при достижении заданного
порога срабатывания и в случае быстрого нарастания температуры.
При отсутствии напряжения питания даже на короткое время (10…50 мс)
бистабильные элементы таких извещателей не сохраняют состояние пожарной тревоги, когда температура воздуха у сенсоров уменьшается до
максимальной температуры использования [11].
Конструкция максимально-дифференциального извещателя включает:
– корпус изделия из пластика, по размерам, приближающимся или
равным, дымовому пожарному извещателю для размещения двух типов
тепловых устройств обнаружения возгорания;
– два датчика/чувствительных элемента – максимального и дифференциального канала;
– усилители сигналов, микроконтроллеры, обеспечивающие синхронизацию, контроль, управление устройством;
– выносная оптическая индикация, собранная согласно требованию
НПБ 76-98;
– электрические контакты с крепежом для подсоединения проводов.
Для примера приведем характеристики максимально-дифференциального извещателя ИП 101-3А-А3R (рис. 13). Производство НПО «Сибирский Арсенал» [11].
Сообщение о пожаре формируется при повышении температуры
больше, чем на 10 С со скоростью более 5 С/мин или при достижении
установленного критического значения 64…76 С в двухпроводных
шлейфах ПС напряжением 10…25 В. Совместим практически со всеми
приборами АПС. Потребляемый ток 60 мкА, интервал измерения температуры – 8 с. Эксплуатируется в условиях от – 30 до 55 С. Степень защи-
Рис. 13. Извещатель пожарный тепловой максимально-дифференциальный
ИП 101-3А-А3R
35
ты – IP. Имеется два световых индикатора – наличие электропитания/пожар. Характеризуется высокой устойчивостью к ложным срабатываниям даже в жестких условиях эксплуатации.
2.4. Линейные тепловые извещатели пожарные
Такие устройства используются для защиты тех объектов, где уста-
новка традиционных точечных датчиков, включенных в шлейфы ПС, затруднена или невозможна из-за стесненности, например, в кабельных
коллекторах и каналах; агрессивной среды, сильной запыленности и загрязненности в цехах химических и иных производств.
В качестве датчика линейного пожарного извещателя может исполь-
зоваться:
– специальный кабель с термочувствительным покрытием медных
жил, количество которых от двух и больше. Степень защиты, устойчивости к агрессивной среде зависит от предстоящих условий эксплуатации.
При тепловом воздействии происходит контакт токонесущих жил и прибор обработки интерфейса определяет место короткого замыкания, выдавая сообщение;
– сенсорный кабель со встроенными электронными датчиками. При
этом происходит резкое изменение сопротивления датчиков в месте теплового воздействия, затем следует анализ этой информации приемным
блоком и выдача тревожного сообщения;
– оптический кабель, реагирующий на изменения прозрачности при
нарастании температуры в месте нагрева, которое определяется приемноконтрольной аппаратурой по мощности прямого и отраженного света.
Подобные изделия производятся как зарубежными, так и отечественными
компаниями [11].
Характерный пример – это линейный извещатель ИПЛТ 68/155 ЕРС от
группы компаний «Пожтехника» (Москва) (рис. 14). Извещатель обладает
высокой чувствительностью по всей длине, которая может достигать 1220 м.
Диаметр – 4 мм. Цвет – красный. Напряжение – 40 В. Кабель устойчив
к влажности, пыли, химическим реагентам. Рабочий диапазон – от –40 до
+46 С. Возможность выбора шести температур срабатывания [11].
Рис. 14. Линейный извещатель ИПЛТ 68/155
36
Правила монтажа и установки в помещениях линейных извещателей
пожарных изложены в СП 5.13130.2009, в частности, в отношении ИПДЛ
указано, что размещение извещателей должно вестись так, чтобы между
приборами не находились, даже временно, различные объекты. Установка
линейных пожарных извещателей в помещении высотой более 12 м должна вестись в два яруса.
Монтаж ИПДЛ при защите зоны/помещения двумя и более изделиями должен вестись так, чтобы расстояние между ними было не больше
9 м, от стены – не больше 4, 5 м. Обозначение линейного пожарного извещателя по РД 25.953–90 зависит от вида ИП – тепловой, дымовой, пламени.
Лабораторными исследованиями установлено, что линейные извещатели значительно превосходят по чувствительности, скорости срабатывания как тепловые, так и дымовые традиционные ИП.
Как правило, это вовсе не означает предпочтительность выбора
ИПЛТ/ИПДЛ вместо точечных ИП. У каждого вида свои задачи, обусловленные как техническими характеристиками, так и предстоящими местами установки, эксплуатации и обслуживания, что всегда учитывается при
разработке проектно-сметной документации, включая стоимость различных изделий.
На практике на крупных объектах используются несколько видов
пожарных извещателей как точечных, так и линейных, чему способствует
возможность их подключения к одним и тем же приемно-контрольным
приборам.
2.5. Автономные, взрывозащищенные, многоточечные тепловые извещатели
Автономные тепловые пожарные извещатели. В отличие от дымовых автономных пожарных извещателей, в основном защищающих жилые
помещения зданий, не получили практически никакого распространения.
О них даже нет упоминания в НПБ 66-97, регламентирующем требования,
методы испытания автономных извещателей о пожаре. Правда, есть два
исключения из правил:
а) автономные комбинированные извещатели с наличием теплового
канала, т.е. срабатывания на повышение температуры/ее критическое значение;
б) оригинальное сигнально-пусковое устройство УСПАА-1 для
установок пожаротушения, работающее в автономном автоматическом
режиме; разработанное, выпускаемое много лет производственным объединением «Спецавтоматика», г. Бийск (рис. 15) [11].
37
Рис. 15. Сигнально-пусковое устройство УСПАА-1
Фактически это дифференциальный тепловой извещатель, перехо-
дящий тревожный режим при температуре воздуха в помещении до 60 С,
а при ее быстром нарастании до 70 С формируется пусковой ток на запуск модулей порошкового пожаротушения типа «Ураган», «Тунгус» и
подобных им. Возможна эксплуатация в неотапливаемых помещениях –
от –40 до +50 С. Защита устройства – IP Звуковая/световая индикация
обо всех режимах работы, неисправности, разряда источников питания –
двух плоских аккумуляторов типа CR 2032 напряжением 3 В, которых
если не экономить на производителе, на практике хватает на 5 лет до замены. Устойчив к технологическим помехам [11].
Взрывозащищенные тепловые пожарные извещатели. Опасность
взрыва, последующего пожара в цехах, участках/зонах категорий А и Б
всегда диктует весьма жесткие требования к конструкции, исполнению
любого электрооборудования, включая слаботочное; к которым относятся
приборы, извещатели, оповещатели о пожаре систем АПС.
Поэтому выпуском тепловых датчиков во взрывозащищенном исполнении занимаются многие компании, как специализирующиеся на аппаратуре ОПС, так и выпускающие промышленные приборы связи, контроля/управления, освещения, автоматики для опасных технологических
производств. Приведем характерные примеры взрывозащищенных тепловых пожарных извещателей [11].
«МАК-1» ИСП.11 ИБ максимальный, 54…70 С (рис. 16). Используется для работы как во взрывопожароопасной, так и в обычной воздушной
среде помещений, что, естественно, относится ко всем аналогичным датчикам других производителей. Степень защиты от взрыва – «0ExiaIICT6».
Для эксплуатации в опасных зонах эксплуатируется совместно с приборами АПС соответствующего класса защиты, например, серии «Корунд»
производства НПП «Специнформатика-СИ», связанных между собой
искробезопасной цепью [11].
38
Рис. 16. Взрывозащищенные тепловые пожарные извещатели
ИП 103-1В, изготавливающийся НПК «Эталон» из Волгодонска,
специализирующейся на производстве оборудования для нефтегазовой,
химической промышленности. В защитной оболочке из нержавеющей
стали в этом извещателе заключены два тепловых датчика с замкнутыми
контактами реле. Может устанавливаться во любых взрывоопасных зонах
согласно ПУЭ. Искробезопасные шлейфы с установленными в них тепловыми извещателями зависят как от взрывозащищенного исполнения
извещателей (маркировка ИБ, Ex), а также от степени защиты приборов
АПС, в искробезопасные шлейфы которых они включены [11].
Многоточечные тепловые пожарные извещатели. Это нечто среднее
между точечными и линейными датчиками резкого изменения температуры. Ближе к сенсорным линейным устройствам, но выделено производи-
Рис. 17. УС-ТК-220 во взрывозащищенном исполнении
39
телями в отдельный вид. Состоят из следующих элементов для работы
установки/системы АПС: Измерительной цепи точечных чувствительных
элементов (термопар) с дискретным расположением, Блока согласования/контроля, анализирующего амплитуду изменения температурного
режима по всей длине цепи, с формированием извещения «Пожар» при
превышении заданных критических значений. Пример такого изделия –
УС-ТК-220 (извещатель пожарный тепловой линейный взрывозащищенный (термокабель) и устройство сервисное) во взрывозащищенном исполнении производства НПК «Эталон», г. Волгодонск (рис. 17) [11].
40
3. ДЫМОВЫЕ ПОЖАРНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ
Дымовые пожарные извещатели предназначены для обнаружения
признаков пожара по появлению в воздухе частиц дыма. Такие извещатели нашли широкое применение для защиты помещений в общественных и
жилых зданиях, где горение пожарной нагрузки характеризуется, в основном, выделением дыма [11].
Особенностью классификации дымовых пожарных извещателей
является принцип их действия. По этому показателю дымовые пожарные
извещатели подразделяются на:
1) ионизационные (ИПД, принцип действия которого основан на
снижении значения электрического тока, протекающего через ионизированный воздух, при появлении частиц дыма (аэрозоля));
2) оптико-электронные:
а) точечные (ИПДОТ – извещатель пожарный дымовой оптико-
электронный точечный): ИПД, реагирующий на продукты горения, способные поглощать, рассеивать или отражать излучение оптического сигнала, чувствительная зона которого расположена в ограниченном объеме,
много меньшего объема защищаемого помещения;
б) линейные (ИПДЛ – извещатель пожарный дымовой оптико-
электронный линейный): ИПД, оптический луч которого проходит вне
самого извещателя через контролируемую среду [11].
3.1. Ионизационные дымовые извещатели
Ионизационный пожарный извещатель – это высокотехнологичное
автоматическое устройство для регистрации очага пожара по появлению
в газовоздушной среде защищаемого помещения летучих продуктов процесса горения – мельчайших частиц копоти, гари. Такой способ обнаружения основан на свойстве ионизированного воздуха притягивать частицы дымового потока, что и послужило появлению такого названия [11].
Необходимо привести историю изобретения дымового радиоизотоп-
ного детектора. В конце 1930-х гг. физик Вальтер Йегер занимался разработкой ионизационного датчика для обнаружения отравляющего газа.
Он полагал, что ионы молекул воздуха, образованные под действием радиоактивного элемента, будут связываться молекулами газа и за счет этого будет уменьшаться электрический ток в цепи прибора.
Однако небольшие концентрации ядовитого газа не оказывали никакого влияния на проводимость в измерительной ионизационной камере датчика. Вальтер с расстройства закурил и вскоре с удивлением заметил, что микроамперметр, подключенный к датчику, зафиксировал падение тока. Оказалось, что частицы дыма от сигареты воспроизвели тот эффект, который не
смог обеспечить отравляющий газ. Этот эксперимент Вальтера Йегера проложил путь для создания первого ионизационного детектора дыма [12].