Что такое шлейф в охранной сигнализации. Виды и типы шлейфов пожарной сигнализации

Шлейф пожарной сигнализации - это линия связи между пожарным приёмно-контрольным прибором, пожарными извещателями и другими устройствами, предназначенными для работы в этой линии. Физически шлейф может быть выполнен посредством проводных линий связи,оптико-волоконных линий связи, по радиоканалу и т. д. Наиболее часто шлейфы выполняют две основные функции: приём (передача) информации от пожарных извещателей и подача питания на извещатели. Проводные шлейфы в зависимости от количества проводов делятся на двух-, трёх-, четырёхпроводные и т.д. Как правило, связь безадресных приемно-контрольных приборов и безадресных пожарных извещателей реализуется при помощи двухпроводного шлейфа, т. е. приём (передача) информации от пожарных извещателей и подача питания на извещатели осуществляются по одной и той же двухпроводной линии. В этом случае приемно-контрольный прибор проводит непрерывный контроль тока, протекающего в шлейфе и, в зависимости от величины этого тока, может выдавать извещения: «Норма», «Внимание», «Пожар», «Обрыв», «Короткое замыкание». Адресные шлейфы пожарной сигнализации с включенными в них адресными пожарными извещателями позволяют регистрировать и отображать на адресном приемно-контрольном приборе не только режим работы извещателя, но и его адрес. Обмен данными между адресным приемно-контрольным прибором и извещателями (протокол обмена), а также электропитание извещателей могут быть выполнены различными способами. В целях разделения линий обмена информацией и линии питания извещателей нередко используют трёх- и четырёхпроводные шлейфы, однако для снижения затрат на проводные линии связи многие производители адресных систем передают напряжение питания и осуществляют обмен информацией между прибором и извещателями по двухпроводному шлейфу. Протокол обмена (последовательность. временные характеристики, амплитуда и информационное содержание импульсов) в адресных системах пожарной сигнализации не является стандартным. Чаще всего он разрабатывается фирмами-изготовителями адресных систем под конкретное оборудование или серию. Преимущества адресных шлейфов очевидны, однако существуют определённые сложности их разработки и применения, связанные с проблемами электромагнитной совместимости. Наличие цифрового обмена информацией с использованием импульсных последовательностей ведёт к тому, что наведение на проводные линии связи импульсной помехи от внешних источников электромагнитного излучения может привести к ошибкам в работе системы. В связи с этим в качестве проводных линий связи в адресных шлейфах целесообразно, а в ряде случаев обязательно, применение экранированного провода либо проводов, выполненных в виде «витая пара».

Шлейф сигнализации (ШС) – одна из составных частей объектовой системы охранно-пожарной сигнализации. Это проводная линия, электрически связывающая выносной элемент (элементы), выходные цепи охранных, пожарных и охранно-пожарных извещателей с выходом приемно-контрольных приборов. Шлейф охранно-пожарной сигнализации – это электрическая цепь, предназначенная для передачи на приемно-контрольный прибор тревожных и служебных сообщений от извещателей, а также (при необходимости) для подачи на извещатель электропитания. ШС состоит обычно из двух проводов и включает в себя выносные (вспомогательные) элементы, устанавливаемые в конце электрической цепи. Эти элементы называются нагрузкой или оконченным резистором ШС.

Рассмотрим двухпроводный ШС. В качестве примера на рисунке 2.4 изображен комбинированный пожарный ШС с нагрузочным R н на конце.

Рис. 2.4 Комбинированный пожарный ШС с нагрузочным R н на конце

Кроме нагрузочного сопротивления имеются ряд факторов, создающий добавочную нагрузку в цепи ШС – это эквивалентное сопротивление самих проводов ШС, сопротивление «утечки» между проводами ШС и между каждым проводником шлейфа и «землей». Допустимые предельные значения этих параметров при эксплуатации указываются в технической документации на конкретный прибор. Вход ШС подсоединяется к элементам приемно-контрольного прибора.

ШС является одним из наиболее «уязвимых» элементов объектовой системы охранно-пожарной сигнализации. Он подвержен воздействию различных внешних факторов. Основной причиной неустойчивой работы системы является нарушение ШС. В процессе работы может произойти отказ в виде обрыва или короткого замыкания ШС, а также самопроизвольное ухудшение его параметров. Возможно умышленное вмешательство в электрическую цепь шлейфа с целью нарушения его правильного функционирования (саботаж). В местах соединения ШС, его крепления и прокладки могут образовываться «утечки» тока между проводами и проводниками на «землю». На сопротивление «утечки» большое влияние оказывает наличии влаги. Например, в помещениях с повышенной влажностью сопротивление между проводами достигает нескольких кОм.

Рассмотрим наиболее распространенные методы ШС:

С описанием ШС постоянным током, используемым в качестве выносного элемента резистором;

С электропитанием ШС знакопеременным импульсным напряжением и используемым в качестве нагрузки последовательными соединенными резисторами и полупроводниковым диодом;

С электропитанием ШС пульсирующим напряжением и используемым в качестве выносного элемента – конденсатора.

Метод контроля с электропитанием его постоянным током подразумевает непрерывных контроль входного сопротивления шлейфа сигнализации. На рисунке 2.5 дана схема типового узла контроля приемно-контрольного прибора. В узле контроля ШС входное сопротивление определяется по значению амплитуды аналогового сигнала U к, снимаемого с плеча делителя, который образуется ШС с входным сопротивлением R вх и измерительным элементом – резистором – R и:

U = U п R вх / (R вх + R и)

Рис. 2.5. Схема типового узла контроля приемно-контрольного прибора.

На выходе аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) устанавливается

Два порога напряжения, соответствующие верхней и нижней границам зоны разрешенных значений входного напряжения ШС. В процессе эксплуатации и изменений сопротивления ШС и сопротивления «утечки» входное сопротивление ШС не должно выходить за пределы допустимых значений. Так как точное значение порога может быть установлено только с некоторой погрешностью, определяемой технологическим разбросом R и и погрешностью АЦП, то в данном случае под допустимым значением подразумевается верхняя и нижняя пороговые зоны. При достижении R и верхнего (что соответствует обрыву ШС) или нижнего порога (что соответствует короткому замыканию проводников ШС) прибор должен переходить с тревожный режим работы. Оптимально выбранным считается значение выносного резистора (нагрузочного сопротивления), при котором обеспечивается контроль ШС с заданными параметрами и формирование извещения «Тревога» при срабатывании извещателя, установленного в этот ШС.

Шлейф (луч) охранно-пожарной сигнализации - электрическая цепь от извещателей до приемно-контрольных приборов (контрольных панелей ) или до распределительной коробки. Шлейф , соединяющий выходные цепи извещателей (датчиков ) и приемно-контрольный прибор (ПКП ), может включать в себя вспомогательные элементы (устройства контроля, устройства визуальной индикации и т.п.). Назначение шлейфа - передача на ППК извещений, а в некоторых случаях и для подачи электропитания на извещатели.

Шлейфы сигнализации (на рис. ШС1 ... ШС5) вместе с линиями связи с внешними устройствами входят в состав линейной части сигнализации. Шлейф имеет свой нормальный ток, определяемый величиной оконечного сопротивления, а также, в меньшей степени, внутренним сопротивлением датчиков.

Некоторые требования, предъявляемые к шлейфам пожарной сигнализации (НПБ 88-2001):
♦ Одним шлейфом пожарной сигнализации с пожарными извещателями , не имеющими адреса, допускается оборудовать зону контроля, включающую:

• помещения, расположенные не более чем на 2 сообщающихся между собой этажах , при суммарной площади помещений 300 м2 и менее;
• до десяти изолированных и смежных помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания, при этом изолированные помещения должны иметь выход в общий коридор, холл, вестибюль и т. п.;
• до двадцати изолированных и смежных помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания, при этом изолированные помещения должны иметь выход в общий коридор, холл, вестибюль и т. п., при наличии выносной световой сигнализации о срабатывании пожарных извещателей над входом в каждое контролируемое помещение;
• шлейфы пожарной сигнализации должны объединять помещения таким образом, чтобы было обеспечено необходимое время установления места возникновения пожара.

По способу контроля целосности шлейфа различают:

Адресные шлейфы:
(материал в разработке)
Искробезопасные шлейфы:
(материал в разработке)

Давайте разберемся что такое шлейф сигнализации (ШС) и как правильно его организовать. Начнем с того, что охранный шлейф представляет собой соединительную линию (электрическую цепь), объединяющую различные датчики сигнализации (ДС) или извещатели - в контексте данной статьи это синонимы.

Кроме того, в шлейфе присутствует оконечное устройство (ОУ), которое согласует его с приемно-контрольным прибором (ПКП).

В качестве оконечного устройства могут выступать:

• резисторы;
• конденсаторы;
• диоды.

Что именно устанавливается в конце шлейфа зависит от конкретной модели ПКП. Стоит заметить, что в системах охранной сигнализации чаще всего используются резисторы, поэтому будем ориентироваться на этот вариант. Структурная схема шлейфа приведена на рисунке 1.

Я сразу нарисовал все возможные типы датчиков, их работу мы сейчас рассмотрим, но в реальной ситуации используется, как правило, один вариант подключения и извещатели с одинаковой тактикой формирования тревожного извещения.

Возможны и комбинации различных подключений, но они встречаются достаточно редко. Теперь давайте перейдем к рассмотрению основных типов шлейфов и принципа их действия.

Внимание! Нумерация типов шлейфов в этой статье условна. Более того, каждый производитель в понятие типа ШС может вкладывать свое толкование. Обязательно имейте это ввиду!

ТИПЫ ШЛЕЙФОВ СИГНАЛИЗАЦИИ

1. ШС с датчиками, работающими "на размыкание".

В охранной сигнализации очень часто встречающийся вариант. При срабатывании извещателя электрическая цепь разрывается, ток в шлейфе падает до нулевого значения. То же самое произойдет при отсутствии питания на извещателе. А вот в случае неисправности датчика возможны два варианта:

• контакты разомкнутся;
• останутся замкнутыми даже при обнаружении нарушителя.

С первым случаем все ясно и просто - прибор сработает и неисправность таким образом заявит о себе. Второй вариант опасен тем, что обнаружить его можно только при полной проверке работоспособности датчика, которую каждый день никто не делает. Утешает только что такие случаи редки, но, тем не менее, они бывают.

2. ШС с датчиком, работающим на "замыкание".

Отличие от первого варианта разве что в схеме подключения и в том, что при срабатывании шлейф замыкается. В охранной сигнализации используется редко, по крайней мере я с таким способом не сталкивался.

3. Использование извещателя с питанием по шлейфу.

Пусть не часто, но такие датчики используются. Если в первых двух случаях напряжение подается по отдельной линии, то здесь извещатель работает от напряжения, подаваемого на ШС приемно-контрольным прибором. В этом случае сигнал тревога формируется увеличением потребления ДС тока, что отслеживается ПКП.

При этом количество подключаемых датчиков может быть ограничено несколькими штуками. Конкретная величина для различных их типов должна указываться в паспорте охранного прибора (равно как и возможность использования такого варианта).

4. Адресный шлейф сигнализации.

Если до сих пор мы рассматривали случаи, когда осуществлялся токовый контроль ШС, то при использовании адресных извещателей информации об их состоянии передается в цифровом виде. Соответственно информативность системы сигнализации при этом возрастает. ДС может диагностировать свое состояние и передавать его на контрольную панель.

ПАРАМЕТРЫ И НЕИСПРАВНОСТИ

Поскольку шлейф охранной сигнализации является электрической цепью, то и характеризуется он такими электрическими параметрами как ток, напряжение и сопротивление. Причем первые два являются вторичными, а работоспособность ШС зависит от сопротивления, которое определяет три основных его состояния:

• "норма";
• "обрыв";
• "замыкание".

Нормальное сопротивление шлейфа должно, как правило, не превышать 1 кОм, причем без учета величины оконечного резистора.

Стоит немного пояснить принцип работы связки ПКП-ШС-ОУ.

Прибор подает на шлейф напряжение, поскольку в нормальном состоянии цепь замкнута в ней возникает электрический ток. Его значение характеризует состояние ШС. Нормальные пределы величины тока задаются оконечным устройством. Отклонение в ту или иную сторону вызывает срабатывание сигнализации.

Сопротивление самого шлейфа, а туда входят также сопротивления переходных контактов в датчиках, определяет максимально допустимые отклонения. При коротком замыкании всего или части ШС (одна из неисправностей) происходит увеличение тока потребления, а обрыв - к его исчезновению. В этом и заключается суть токового контроля.

Таким образом есть еще один критичный параметр - сопротивление утечки между проводами шлейфа, поскольку он является двухпроводной линией, или "землей" и одним из проводников. Эта характеристика указана в паспорте ПКП, но лучше будет если ее значение составит порядка 1 мОм. Хотя многие приборы работают при утечках в несколько десятков кОм.

В завершение один иногда встречающийся вопрос: какова максимальная длина шлейфа охранной сигнализации? Ответ - любая при которой обеспечиваются рассмотренные выше электрические параметры.

* * *

© 2014 - 2019 г.г. Все права защищены.

Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и официальных документов

Шлейфы пожарной сигнализации, как правило, выполняются проводами связи, если технической документацией на приборы приемно-контрольные пожарные не предусмотрено применение специальных типов проводов или кабелей. Для шлейфов пожарной сигнализации возможно использовать только кабели с медными жилами, сечением не менее 0,5 кв. мм. Необходим автоматический контроль целостности шлейфа по всей длине.

При параллельной открытой прокладке расстояние от шлейфов пожарной сигнализации с напряжением до 60 В до силовых и осветительных кабелей должно быть не менее 0,5 м. Возможна шлейфов на расстоянии менее 0,5 м от силовых и осветительных кабелей при условии их экранирования от электромагнитных наводок.

В помещениях, где электромагнитные поля и наводки имеют высокий уровень, шлейфы пожарной сигнализации должны быть защищены от наводок.

В конце шлейфа рекомендуется предусматривать устройство, обеспечивающее визуальный контроль его включенного состояния, а также соединительную коробку для оценки состояния системы пожарной сигнализации, которые необходимо устанавливать на доступном месте и высоте. В качестве такого устройство может быть использован ручной извещатель или устройства контроля шлейфов.

Знакопостоянные(постояннотоковые) пожарные шлейфы

Режим работы знакопостоянного шлейфа. 1-дежурный режим, 2-внимание, 3-пожар,

4 -короткое замыкание, 5-обрыв.

Целостность знакопостоянного шлейфа контролируется, используя оконечное устройство - резистор, устанавливаемый в конце шлейфа. Чем больше номинал оконечного резистора, тем меньше ток потребления в дежурном режиме, соответственно, меньше емкость источника резервного питания и ниже его стоимость. Состояние шлейфа прибора приемно-контрольного определяет по его току потребления или, что то же самое, по напряжению на резисторе, через который питается шлейф. При включении в шлейф дымовых извещателей ток шлейфа увеличится на величину их суммарного тока в дежурном режиме. Причем его величина для выявления обрыва шлейфа должна быть меньше тока в дежурном режиме не нагруженного шлейфа.

Знакопеременные шлейфы

Режим работы знакопеременного шлейфа. 1-дежурный режим, 2-внимание, 3-пожар, 4 -короткое замыкание, 5-обрыв, 6-неисправность

Метод контроля шлейфа сигнализации с питанием шлейфа знакопеременным импульсным напряжением обеспечивает повышение нагрузочной способности шлейфа для питания токопотребляющих извещателей. В качестве выносных элементов шлефов сигнализации используют последовательно соединенные резистор и дид , в прямом цикле напряжения он включен в обратном направлении и потери на нем отсутствуют. В обратном цикле из-за его короткой длительности потери так же незначительны. Сигнал "Пожар" пердается в положительной составляющей сигнала, "Неисправность" - в отрицательной. Для продолжения работы при выдаче сигнала "Неисправность" из-за снятого с базы извещателя, в базу устанавливается диод Шоттки. Таким образом сигнал "Неисправность" из-за снятого извещателя или неисправности самотестирующегося извещателя (например, линейного) не блокирует сигнал "Пожар" от ручного извещателя.

Знакоперемнный шлейф позволяет использовать самотестирующиеся извещатели в пороговых шлейфах. При обнаружении неисправности извещатель производит автоматическое изъятие самого себя из шлейфа сигнализации, и это позволяет использовать его совместно с любым пультом пожарной сигнализации, так как контроль изъятия извещателя является обязательным требованием норм пожарной безопасности для всех ПКП .

Шлейфы с пульсирующим напряжением

Метод контроля с питанием шлейфа сигнализации пульсирующим напряжением основан на анализе переходных процессов в шлейфе, нагруженном на конденсатор.

Адресные шлейфы

В адресных опросных системах пожарной сигнализации производится периодический опрос пожарных извещателей, обеспечивается контроль их работоспособности и идентификация неисправного извещателя прибором приемно-контрольным. Использование в пожарных извещателях этого типа специализированных процессоров с многоразрядными аналого-цифровыми преобразователями, сложными алгоритмами обработки сигналов и энергонезависимой памятью обеспечивает возможность стабилизации уровня чувствительности извещателей и формирование определенных цифровых сигналов при достижении нижней границы автокомпенсации при загрязнении оптопары и верхней границы при запылении дымовой камеры, а также цифрового сигнала при наличии дыма.

Адресные опросные системы достаточно просто защищаются от обрыва адресного шлейфа и короткого замыкания. В опросных адресных системах пожарной сигнализации может использоваться произвольный вид шлейфа: кольцевой, разветвленный, звездой, любое их сочетание и не требуется никаких оконечных элементов. В опросных адресных системах не требуется разрывать адресный шлейф при снятии извещателя, его наличие подтверждается ответами при запросе прибора приемно - контрольного не реже одного раза в 5 - 10 сек. Если прибор приемно - контрольный при очередном запросе не получает ответ от извещателя его адрес индицируется на дисплее с соответствующим сообщением. Естественно, в этом случае отпадает необходимость использования функции разрыва шлейфа и при отключении одного извещателя сохраняется работоспособность всех остальных извещателей.

Для защиты адресного шлейфа от короткого замыкания используются изолирующие базы, которые при помощи электронных ключей автоматически отключают короткозамкнутый участок адресного шлейфа.