Главная » Выбор источника электропитания для систем безопасности
Статьи

Выбор источника электропитания для систем безопасности

1. Общие положения

Под электропитанием комплексных систем безопасности ( КСБ ) понимают электропитание электромагнитных и электронных устройств и цепей системы. К таким системам относятся:
- пульт контроля и управления ( ПКУ ),
- приборы приёмно – контрольные охранно – пожарные ( ППКОП ),
- приборы автоматизированных систем пожаротушения ( АСПТ ),
- приборы системы контроля и управления доступом ( СКУД ),
- приборы телевизионных систем видеонаблюдения ( ТСН ),
- извешатели охранно–пожарные, требующие дополнительное электропитание,
- домофоны в комплексе с оборудованием,
- контрольно – пусковые блоки,
- сигнально – пусковые блоки,
- системы светового и звукового оповещения,
- электромагнитные системы блокировки дверей.

Согласно нормативных документов, для контроля за работой резервированных источников электропитания должен быть предусмотрен контроль работоспособности источника электропитания и контроль аккумуляторной батареи. Информация о характере неисправности должна выдаваться на основной пост контроля за работоспособностью системы КСБ. При проектировании систем электропитания КСБ необходимо применять только такие источники электропитания (ИЭП).
Следует учитывать, что согласно нормативных документов, подключение к электроснабжению сети переменного тока производится к отдельному автоматическому разъединителю в распределительном щите.
В основном электропитание осуществляется постоянным напряжением величиной 12 В или 24 В.

2. Введение

2.1. Нормы работоспособности установок пожаротушения и пожарной сигнализации определены в НПБ 88-2001* [1]. Так как установка пожаротушения и сигнализации являются одной из систем КСБ, то они должны удовлетворять всей системе КСБ, либо время бесперебойной работы остальной системы (кроме пожарной) должны быть согласованны с заказчиком.

2.2. Согласно пункта 14.1 НПБ 88-2001* надежность электроснабжения автоматических устройств пожаротушения и систем охранно-пожарной сигнализации следует относить к первой категории согласно правил устройства электроустановок (ПУЭ). Исключением являются вспомогательное оборудование (электродвигатели компрессоров, насосов дренажного и подкачки пенообразователя и т.д.) Они относятся к третьей категории электроснабжения.

2.3. В силу изложенных требований главы 1.2. ПУЭ [2]. электропитание комплексов КСБ должно быть бесперебойным:
- либо от двух независимых источников переменного тока;
- либо от одного источника переменного тока с автоматическим переключением при аварийном режиме на резервное электропитание от аккумуляторной батареи.
В сетях энергоснабжения предусматривается устройства автоматического включения резервного электропитания (АВР), служащих для восстановления электропитания [3].

2.4. Электропитание систем безопасности следует осуществлять в соответствии с ПУЭ. Следует также учитывать, что при наличии одного ИЭП (на объектах третьей категории надежности электроснабжения) допускается использовать в качестве источника электропитания аккумуляторные батареи или блоки бесперебойного электропитания, обеспечивающие электропитание КСБ в дежурном режиме в течении 24-х часов, а в режиме «Пожар» или «Тревога» не менее трёх часов [1].

3. Способ увеличения эффективности ИЭП в комплексной системе безопасности.

3.1. Одним из способов увеличения энергоёмкости ИЭП и увеличение его надёжности является соединение нескольких ИЭП в общую цепь электропитания постоянным током. ИЭП должны быть при этом однотипные (выходное напряжение должно быть одной величины). Для соединения ИЭП необходимо клеммы « – » соединять между собой в один узел, а клеммы « + » соединять между собой через полупроводниковые диоды (см. Рис 1), по току рассчитанные на максимальный выходной ток источника электропитания, согласно технических характеристик, с учётом 15% - го запаса.
Например: ток потребления от ИЭП равен 2А, тогда полупроводниковый диод должен выдерживать ток в прямом направлении 2,3А.
Созданный ИЭП может выдавать в линию постоянного электропитания 12В до Imax = n • Iиэп. Для примера приведенного выше Imax = n • 2A = 2n ( A ).

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9451

Рис. 1,  Рис. 2
где ИЭП – источник электропитания;
ППКОП – прибор контроля и управления;
ПКУ – прибор контроля и управления;
КРТП – коробка расключения;
Кл – дополнительные устройства, расположенные у ПКУ.

При выходе из строя одного из ИЭП остальные его заменят, но с добавочной нагрузкой, Если иметь необходимый запас по току потребления нагрузки, то выход из строя одного из источников электропитания практически не нарушит систему электропитания КСБ. Источники электропитания, при этом, должны иметь устройства контроля работоспособности самого источника электропитания и резервной аккумуляторной батареи с выдачей информации о неисправности на центральный пост контроля за системой КСБ.

3.2. Пульт контроля и управления в системе ОПС, а также в КСБ является основным прибором, сохраняющий информацию о происходящих событиях в системе безопасности данного объекта. В случае пропадания электропитания на приборе вся информация сбрасывается, а следовательно безвозвратно пропадает.
Для сохранения работоспособности ПКУ, а следовательно и информации, и всей системы в целом применяется система резервного электропитания пультов управления. Для большей надёжности необходимо все ИЭП объединить и запитать ПКУ, клавиатуры, добавочные пульты управления. Схема соединения приведена на Рис 2.
Все шины « – » соединяются в один узел, все шины « + » соединяются через полупроводниковый диод, рассчитанный на общий ток потребления ПКУ и клавиатур с добавлением 20% - го запаса. К этой шине электропитания никаких приборов больше подключать нельзя ! Электропитание такой системы будет осуществляться до тех пор, пока последний ИЭП не выйдет из строя.

3.3. Номенклатура полупроводниковых диодов приведена в таблице:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9452

3.4. Источники электропитания подключаются к энергоснабжению сети переменного тока от распределительных щитов трёхпроводным кабелем (L1- фаза; N- рабочая нейтраль; РЕ- заземляющая нейтраль), причем сечение провода заземляющей нейтрали должно быть не менее 1,5мм2 [2].

4. Резервирование электропитания КСБ

4.1. Резервирование электропитания КСБ может осуществляться как по переменному току (~ 220В , ~380В), так и по постоянному току ( = 12В, = 24В).

4.2. Резервирование по цепи переменного тока может осуществляться с помощью агрегатов бесперебойного электроснабжения (АБП). За рубежом для обозначения АБП используется аббревиатура UPS (Uninterruptible Power Supply). Эти приборы выдают на выходе переменное напряжение 220 В ± 5% формой ступенчатая аппроксимация синусоиды, частотой 50 Гц ± 0,5 Гц.

4.3. При выборе UPS для резервирования электропитания аппаратуры ( мониторов , мультиплексоров, видеорегистраторов, системные блоки ПК, видеокамеры и т.д.) необходимо учитывать мощность потребления нагрузкой. Полученную установочную мощность нужно умножать на коэффициент 1,6, т.е.:

PUPS = Pуст • 1,6

4.4. Если установочная мощность довольно большая ( более 1,5 кВт ), то необходимо резервирование электропитания аппаратуры, распределение по группам и запитывание отдельными блоками UPS.

4.5. При большом потреблении электроэнергии на ответственных объектах предусматривается чистое резервирование по цепи переменного тока. Для этого устанавливаются дизель-генераторы.
Запуск дизель-генератора производится автоматически в короткий промежуток времени при пропадании сети переменного тока. Автоматически производится выставление уровня напряжения и частоты колебаний переменного тока.
По согласованию с заказчиком (при его согласии) можно использовать чистое электропитание для запитывания КСБ.

4.6. Резервирование по цепи постоянного тока осуществляется с помощью аккумуляторных батарей кислотных, закрытого типа, необслуживаемых.

4.7. Если выход источника электропитания 12В, то применяется одна аккумуляторная батарея с определённой ёмкость, измеряемую в Ампер • часах

4.8. Если выход источника электропитания 24В, то две однотипные батареи соединяются последовательно. При этом емкость общей аккумуляторной батареи ( С ) рассчитывается по формуле:

          С1 • С2
С = —————- ;
          С1 + С2

4.9. Выбор ёмкости аккумуляторной батареи рассчитывается конкретно на КСБ:
- на пожарную сигнализацию согласно требований стандартов и норм (24 часа в дежурном и 3 часа в тревожном режим), [1].
- на охранную сигнализацию, СКУД и ТСН согласно требований заказчика (обычно не более 4-х часов)

5. Выбор источника электропитания при проектировании охранно - пожарной сигнализации.

5.1 Перед выбором ИЭП, а так же аккумуляторной батареи необходимо знать количество приборов и извещателей, включённых в систему электропитания.
Необходимо просчитать величину суммарного тока потребления в дежурном и тревожном режимах. ИЭП необходимо распределить так, чтобы длины проводов электропитания были минимальными.

5.2. Если ППКОП распределены по объекту, то ИЭП, питающие эти приборы, должны располагаться вблизи приборов, так как токи потребления у этих приборов довольно большие.
Следовательно, чем длиннее линии электропитания, тем выше их сопротивление, тем больше потери мощности на проводах. Чтобы избежать потерь на проводах, необходимо увеличивать сечение проводов.
Под каждую подсистему делается расчёт тока потребления и подбирается ИЭП с некоторым запасом (15–20%). Резервное электропитание т.е. аккумуляторная батарея подбирается в соответствии с пунктом 14.3 НПБ [1].

5.3 При подборе аккумуляторной батареи необходимо знать ток потребления системой в дежурном режиме ( I деж ) и ток потребления в тревожном режиме

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9453

Затем выбирается максимальная величина, полученная при расчёте.
Если система электропитания разбита на подсистемы, то подбор аккумуляторной батареи производится по каждой подсистеме отдельно.

5.4 Приборы приёмно-контрольные охранно-пожарные, осуществляющие электропитание от сети переменного тока в своей конструкции уже имеют встроенный источник электропитания с аккумуляторной батареей, Аккумуляторная батарея уже рассчитана по нормативам резерва по электропитанию.

5.5. В процессе работы ИЭП то сети переменного тока происходит постоянный подзаряд аккумуляторной батареи до полной его подзарядки, в момент отключения сети переменного тока, электропитание КСБ осуществляется от аккумуляторной батареи.

5.6. Необходимо периодически проверять состояние аккумуляторной батареи. Для этого необходимо отключать электропитание от сети переменного тока и измерять при помощи вольтметра напряжение на аккумуляторе при полной нагрузке, Напряжение на аккумуляторе должно быть не менее 12,5 В.

6. Выбор источников электропитания при проектировании системы контроля и управления доступом

6.1. Электропитание осуществляется для следующих приборов и элементов системы контроля и управления доступом:
- контроллеры – интеллектуальные блоки, управляющие системой и принимающие решение о возможности прохода;
- считывающие устройства, дентифицирующие ключи;
- исполнительные устройства, которыми могут быть электрозамки, шлагбаумы, электроприводы ворот, турникеты, электромагниты различных видов. Электропитание шлагбаумов и электроприводов ворот обычно осуществляется от сети переменного тока 220 В [4].

6.2. Исполнительные устройства СКУД (электромагнитные замки, турникеты, электрозащёлки ит.д.), осуществляющие электропитание постоянным током либо 12В либо 24В, потребляют большой ток. Поэтому целесообразнее осуществлять электропитание СКУД отдельно разбив всю систему СКУД на группы.

6.3. Источники электропитания подбираются по суммарному току потребления оборудования, входящего в данную подсистему СКУД. Они должны иметь резервное электропитание - аккумуляторную батарею. Ёмкость аккумуляторной батареи должна обеспечить резервирование в течении времени, определенного заказчиком (обычно не более 4-х часов).

6.4. Так как в КСБ система СКУД является одной из подсистем, то контроллер может быть запитан от источника электропитания КСБ, а исполнительные устройства должны быть запитаны от отдельного ИЭП из- за большого тока потребления.

6.5. Оборудование СКУД, запитанные от сети переменного тока, может быть обеспечено резервом по электропитанию с помощью UPS, рассчитанное по мощности потребления и времени бесперебойной работы. В паспорте UPS указана мощность нагрузки (нагрузочная способность) и время, в течении которого он обеспечивает электропитание с данной мощностью.

7. Выбор источников электропитания для исполнительных устройств аппаратуры пожаротушения

7.1. Приборы приёмно-контрольные и управления пожаротушением уже в своей конструкции имеют ИЭП с резервирующей аккумуляторной батареей, рассчитанной на дежурный и тревожный режим.

7.2. Для пуска порошковых или аэрозольных модулей пожаротушения необходимо отдельные ИЭП, которые через реле контрольно – пусковых блоков подсоединяются к электрозапуску.

7.3. Так как пуск производится не одного, а нескольких исполнительных устройств (например: в С 2000- КПБ их шесть), то необходимо рассчитывать ИЭП так, чтобы пускового тока было достаточно на запуск нескольких исполнительных устройств.

7.4. Для гарантированной сработки пусковых устройств необходимо применять ИЭП с максимальным током нагрузки до 6А (например: СКАТ-1200-И7 с аккумуляторной батареей 7А/час). Аккумуляторная батарея должна обеспечить пусковой ток исполнительных устройств при отсутствии напряжения сети.

7.5. Источники электропитания пусковых устройств необходимо располагать недалеко от контрольно-пусковых блоков, так как сопротивление линий электропитания влияет на сработку пусковых устройств (чем меньше длина линии, тем меньше сопротивление потерь на проводах).

7.6. Источники электропитания рекомендуется размещать на таком расстоянии от контрольно – пускового блока (КПБ), чтобы сопротивление проводов между ИЭП и КПБ R1 удовлетворяло условию:
- при электропитании величиной в 12В:

R1 ≤ 0,25 Ом

- при электропитании величиной в 24В:

R1 ≤ 0,34 Ом

Длина и сечение соединительных проводов, используемых для подключения исполнительных устройств к КСБ, должны обеспечить токовую нагрузку исполнительных устройств [5].

7.7. Длина соединительных проводов, используемых для подключения АУП должна быть такой, чтобы сопротивление провода R2 удовлетворяло условию:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9454

где UИЭП min – минимальное напряжение источника электропитания (10В при 12 вольтах – РИП-12 и 20В при 24 вольтах – РИП-24),
I – требуемый ток срабатывания, ( А ),
R1 – сопротивление проводов между источником электропитания и КПБ, (Ом),
RИ min – минимальное сопротивление пиропатрона ( мостика накаливания ), (Ом), [Л5.].

7.8. Таблица зависимости сопротивления провода от его длины и сечения:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9455

Выделенная часть граф в таблице не допустима к применению. [5].

7.9. Схема соединения и подключения приборов к КПБ:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9456

8. Выбор источников электропитания для телевизионных систем охранного наблюдения

8.1. Системы видеонаблюдения CCTV (Closed Circuit Television) или ТСН (телевизионного наблюдения) обычно состоят из следующего оборудования:
- видеокамеры (чёрно – белого или цветного изображения с использованием ПЗС-матриц). В состав видеокамеры входит объектив;
- видеокамера наружного наблюдения оснащена погодозащитным кожухом и термокожухом;
- цифровой мультиплексор с устройством записи изображения в цифровом виде;
- матричный коммутатор;
- видеоквадратор;
- пульт управления коммутатором;
- видеокорректоры;
- мониторы (черно-белого и цветного изображения);
- персональный компьютер;
- коммутатор типа HUB;
- для подсветки в ночное время используют прожектора инфракрасные.
Все эти устройства требуют электропитание.

8.2. Видеокамеры внутренней установки осуществляют электропитание от источников электропитания постоянного напряжения 12В для устранения перекрёстных помех камер, подключенных к одному ИЭП. Каждая видеокамера должна запитываться от индивидуального ИЭП для большей надежности системы ТСН так как при выходе из строя из ИЭП выходит из строя только одна камера, а остальные продолжают работать. Резервирование осуществляется по цепи переменного тока напряжением 220В. При этом исключается взаимное влияние камер по цепи электропитания.

8.3. Допускается запитывание видеокамер в количестве четырёх штук при использовании ИЭП типа « СКАТ-V-5 ». У этого ИЭП 4 канала электропитания от 12,3 до 14,1 В силой тока до 0,3 А. Резервирование осуществляется аккумуляторной батареей 12 А/час в количестве двух штук. Имеется отдельный выход напряжением переменного тока 220 – 235 В и мощностью 150 ВА, при этом форма выходного напряжения модифицированный синус (чередующиеся прямоугольные импульсы отрицательной и положительной полярности длительностью 5-9 мс и с периодом 20мс ).Частота синусоидального сигнала на выходе 5Гц (0,5с). Недостатком является то, что в случае выхода из строя ИЭП отключатся четыре камеры. Взаимное влияние камер по сети электропитания исключено.
Возможно использование прибора БЗК (блока защиты и коммутации) фирмы «Болид», позволяющий разбить мощность одного источника на шесть независимых источников электропитания с защитой по каждому источнику от перегрузок.

8.4. Для подключения видеокамер, осуществляющих электропитание постоянным током 12В, используется кабель типа РК-75-13+2НВ 2×0,75, Этот кабель кроме радиочастотного кабеля РК-75-13 имеет два проводника 2×0,75, по которому можно запитывать видеокамеру 12В постоянного тока.

8.5. Видеокамеры наружного наблюдения оборудуются специальными погодозащитными кожухами с термоподогревом. Электропитание осуществляется напряжением переменного тока 220В, если расстояние от источника электропитания более 100м, так как электроподогрев потребляет большой ток при 12В и на большие расстояния будут большие потери. При расстояниях менее 100м можно применять погодозащитные кожухи и термокожухи с электропитанием от 12В.

8.6. Остальная часть телевизионной системы видеонаблюдения обычно располагается в дежурном помещении персонала охраны. Её можно разместить в 19 дюймовой стойке, Высота стойки определяется количеством оборудования. Комплекс аппаратуры обычно запитывается переменным напряжение 220В. На корпусе стойки располагают группу электрических розеток для подключения аппаратуры ТСН. Электрические розетки распределяются по группам и напитываются каждая группа через свой UPS к сети переменного тока. Необходимо применять UPS в режиме «On line» рассчитанный на мощность потребления группы приборов и на время бесперебойной работы, определённое заказчиком, Обычно UPS располагается в нижней части стойки. Всё оборудование обычно монтируется в 19-ти дюймовую стойку.

8.7. Для резервирования электропитания видеокамер наружного наблюдения с погодозащитными кожухами, питающиеся от сети переменного тока, устанавливаются агрегаты бесперебойного электропитания UPS, также рассчитанные на мощность потребления и время работы в режиме резервирования.

8.8. Электропитание камер видеонаблюдения осуществляется проводом типа ШВВП сечением, рассчитанным по току потребления и расстоянию от точки подключения до видеокамеры. Кабель электропитания переменным током прокладывается на расстоянии не менее 0,4м от радиочастотного кабеля РК-75, по которому распространяется видеосигнал.

Литература:

1. Нормы пожарной безопасности. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования. НПБ 88-2001* Москва 2003год.
2. Правила устройства электроустановок 7 изд.
3. Монтаж объектовых комплексов технических средств охранной, пожарной и охранно – пожарной сигнализаций (часть 1) Учебное пособие. Воронеж 1997г.
4. Системы охранной сигнализации, Основы теории и принципы. Построения. Р.Г. Магауенов. Москва Горячая линия – Телеком 2004г.
5. Блок контрольно–пусковой « С2000-КПБ» версия 1.04 «Этикетка» АЦДР.425412.003ЭТ

Взято с http://os-info.ru

28.03.2010



------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Облако тегов:

Когда мы нарушаем закон нас штрафуют, когда мы поступаем правильно с нас берут налоги.