Взрывозащищенная коробка для подключения извещателей с выходом типа «сухой контакт» в шлейф сигнализации.

Васильев Г.М. Доклад на семинаре.

 Необходимость постоянного контроля целостности шлейфа (линий связи) охранно-пожарной сигнализации понятно по смыслу и закреплено в требованиях нормативных документов [1, 2]. В частности, стандарт [1] предписывает, что прибор управления пожарный (ППУ) и прибор приемно-контрольный пожарный (ППКП) должны иметь возможность вести «автоматический контроль исправности линий связи (для проводных – на обрыв и короткое замыкание, для радио-канальных, оптико-волоконных и цифровых линий связи – на пропадание связи)», а свод Правил [2] дополняет его:

«п. 14.4 В помещение с круглосуточным пребыванием дежурного персонала должны быть выведены извещения о неисправности приборов контроля и управления, установленных вне этого помещения, а также линий связи, контроля и управления техническими средствами оповещения людей при пожаре и управления эвакуацией, противодымной защиты, автоматического пожаротушения и других установок и устройств противопожарной защиты» и

«п. 13.15.2. Шлейфы пожарной сигнализации проводные и непроводные, а также соединительные линии проводные и непроводные необходимо выполнять с условием обеспечения требуемой достоверности передачи информации и непрерывного автоматического контроля их исправности по всей протяженности».

По своей физической сущности приборы ППУ и ППКП являются специализированными источниками питания шлейфа сигнализации с автоматическим контролем напряжения и тока потребления шлейфа, с установленными пределами этих величин, которые соответствуют обрыву или замыканию шлейфа, дежурному (нормальному) режиму или режиму тревоги. Существуют два основных типа безадресных шлейфов пожарной сигнализации, поддерживаемых приборами ППУ и ППКП: знакопостоянный и знакопеременный, но принцип контроля состояния шлейфа у них один – по сопротивлению шлейфа.

Если в шлейфах пожарной сигнализации приборы ППУ и ППКП могут фиксировать четыре основных состояния шлейфа: «Замыкание», «Дежурный режим», «Пожар» и «Обрыв» и, возможно, пятый – «Неисправность», каждому из которых соответствует свое значение сопротивления (тока потребления) шлейфа, то шлейфы охранной сигнализации формируют в основном две команды: «Дежурный режим» и «Тревога», что связано с высокой вероятностью умышленного повреждения шлейфа [3, 4], хотя имеются технические решения реализации охранного алгоритма «Дежурный режим», «Внимание» и «Тревога» [3].

Пожарные извещатели (дымовые, тепловые, ручные, пламени и газовые) имеют в составе своей конструкции клеммы для подключения навесных элементов (резисторов и диода) для согласования извещателей через линии связи разной длины и сопротивления, с конкретным прибором ППУ и ППКП, которые имеют свои пороги срабатывания по току потребления шлейфа.

Реакцией извещателей на обнаружение фактора тревоги является резкое изменение их сопротивления в шлейфе сигнализации, в большинстве случаев реализуемое с помощью релейных выходов типа «сухой контакт», например, магнитогерконовых извещателей ЕхИО102-1В-Дб (Дм) или токопотребляющих извещателей, включенных по 4-х проводной схеме.

По условиям эксплуатации, размещение дополнительных клемм для согласующих резисторов и диода не всегда возможно в ряде конструкций таких извещателей, поэтому они часто выпускаются с постоянно присоединенным кабелем определенной марки и длины, а включение нескольких извещателей в шлейф и согласование их с приборами ППУ и ППКП производится через соединительную коробку, которая находится в непосредственной близости от извещателя, где и устанавливаются согласующие со шлейфом элементы (резисторы и диод). Если для обычных условий эксплуатации включение нескольких извещателей в один шлейф не представляет сложности (достаточно любой коробки защищенной от воздействия пыли и воды), то для взрывоопасных зон коробка должна обеспечивать необходимый вид и уровень взрывозащиты [5] для конкретного объекта. Типичный выбор такой коробки – это очень прочная (и соответственно дорогая) коробка с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d» [6], которую согласно нормативу [5], можно использовать в зонах, опасных по воспламенению взрывоопасных газов и пыли, классов 1, 2 и 21, 22 по [7, 8].

На предприятии ООО «Ех-прибор» (г. Волгодонск) разработана [9] и сертифицирована на соответствие требованиям регламента [10], взрывозащищенная специализированная коробка модели ЕхК-(em)А13, которая, в основном, предназначена для подключения в шлейф охранно-пожарной сигнализации магнитогерконовых извещателей [11]. В отличие от коробок с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка «d» [6], в коробке модели ЕхК-(em)А13 применены современные виды взрывозащиты: «повышенная защита вида «е» [12] и «герметизация компаундом «m» [13], что позволило снизить требования к прочности корпуса коробки, и, соответственно, стоимость, и оставить применимость ее для тех же классов взрывоопасных зон, что и для коробок, выполненных в виде взрывонепроницаемых оболочек.

Коробка модели ЕхК-(em)А13 имеет маркировку взрывозащиты по [14] 1Ех е mb II Т6 Gb/Ех ta IIIC Т85°С Da и предназначена для подключения извещателей с выходом типа «сухой контакт» в шлейфы охранной и пожарной сигнализации во взрывоопасных зонах.

Возможное сечение жил проводников, подключаемых к клеммам от 0,25 до 2,5мм². Коробка может эксплуатироваться в температурном диапазоне от минус 60 до плюс 70°С (Климатическое исполнение Д3 по ГОСТ Р52931; ХЛ 1.1 по ГОСТ 15150) и при механических воздействиях соответствующих группам условий эксплуатации V1 по ГОСТ Р 52931 и М25 по ГОСТ 30631. Габаритные и присоединительные размеры, а также возможное расположение взрывозащищенных кабельных вводов на сторонах (А, Б, В и Г) коробки приведены на рис.1, 2 и 3.

Рис.2 Общий вид, габаритные размеры, обозначение сторон (А, Б, В, Г) и расположение кабельных вводов тупиковых коробок ЕхК-(еm)А13-Б(Х(Х-Х));В(Х(Х-Х))-Сх.Е.1 (для оконечных извещателей в шлейфе).

Рис. 3 Общий вид, габаритные размеры, обозначение сторон (А, Б, В, Г) и расположение кабельных вводов тройниковых коробок ЕхК-(еm)А13- Б(Х(Х-Х));В(Х(Х-Х));Г(Х(Х-Х))-Сх.Е.1 (для проходных извещателей в шлейфе).

Внутри корпуса коробки установлена коммутационная плата (Сх.Е.1), предназначенная для подключения извещателей с выходом типа «сухой контакт» в шлейфы пожарной и охранной сигнализации приборов ППУ и ППКП, посредством самостоятельной установки потребителем дополнительных элементов (диодов, резисторов, перемычек).

Принципиальная схема коммутационной платы приведена на Рис. 4.

Рис. 4 – Схема электрическая (Сх. Е.1) коробки клеммной модели ЕхК-(еm)А13.

Плата содержит два ряда пружинных клемм – в первом ряду (клеммы 2, 3 и 4), непосредственно используемых для подключения извещателя, во втором ряду (1, 5-8), используемых для подключения к шлейфам пожарно-охранной сигнализации конкретных приборов ППУ и ППКП и установки в эти клеммы Потребителем навесных элементов (диодов, резисторов, перемычек). Использование термопредохранителя F1 на плате позволяет избежать негативных последствий при любой аварии, ведущей к разогреву элементов коммутационной коробки.

Схема выполнена универсальной и позволяет производить подключение извещателей с нормально замкнутыми контактами, нормально-разомкнутыми и переключающими контактами, в знакопостоянные и знакопеременные охранные и пожарные шлейфы сигнализации.

Возможные варианты схем подключений к коммутационному модулю коробки извещателей с нормально-замкнутыми или нормально разомкнутыми контактами (извещатели с переключающимся контактом – это общий случай, они могут быть включены либо как нормально-замкнутые, либо как нормально-разомкнутые) для включения их последовательно или параллельно в знакопостоянные или знакопеременные шлейфы охранной и пожарной сигнализаций, приведены на Рис. 5 - Рис. 12.

a)	б)
Рис. 5. Включение извещателя с нормально-замкнутым контактом последовательно в знакопостоянный шлейф пожарной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. При возникновении фактора тревоги (например, для магнитогерконового извещателя - приближение магнита) контакт размыкается, и ток шлейфа начинает течь через Rш, тем самым подавая сигнал ППК о тревоге. Номиналы Rш и Rок выбираются в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 6. Включение извещателя с нормально-замкнутым контактом последовательно в знакопеременный шлейф пожарной сигнализации а) как проходного, б) как оконечного. Полярность напряжения в знакопеременном шлейфе в каждом такте измерения меняется на противоположную. В прямом цикле напряжения (порядка 800 мс) производится питание нормально-разомкнутых токопотребляющих (активных) извещателей и контроль шлейфа на замыкание. В цикле обратной полярности (примерно 50 мс) осуществляется контроль нормально-замкнутых (пассивных) извещателей и цепей шлейфа на обрыв. При возникновении фактора тревоги (например, для магнитогерконового извещателя приближение магнита) контакт размыкается. В цикле прямой полярности ток продолжает течь через диод Vш, обеспечивая работу последующих извещателей. В цикле обратной полярности Vш блокирует протекание тока в шлейфе, и при разомкнутом контакте ток шлейфа начинает течь через Rш, тем самым подавая сигнал ППК о тревоге. Номиналы Rш и Rок выбираются в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 7. Включение извещателя с нормально-замкнутым контактом последовательно в шлейф охранной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. Как правило, данный тип подключения используется для концевых датчиков, датчиков закрытия (приближения) и т.п. При возникновении фактора тревоги (для магнитогерконового извещателя приближение магнита) контакт размыкается, через шлейф перестаёт течь ток, тем самым подавая сигнал ППК о тревоге. Номинал Rок выбирается в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 8. Включение извещателя с нормально-разомкнутым контактом последовательно в шлейф охранной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. Как правило, данный тип подключения используется для датчиков открытия (удаления). Для магнитогерконового извещателя в дежурном режиме (например, при закрытом окне), магнит находится рядом с извещателем, тем самым вызывая замыкание нормально-разомкнутого контакта. Ток протекает по шлейфу и ППК фиксирует целостность шлейфа (отсутствие тревоги). При возникновении фактора тревоги (открывается закрытое окно) от извещателя удалятся магнит, контакт размыкается, через шлейф перестаёт течь ток, тем самым подавая сигнал ППК о тревоге. Номинал Rок выбирается в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 9. Включение извещателя с нормально-разомкнутым контактом параллельно в знакопостоянный шлейф пожарной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. При возникновении фактора тревоги (например, для магнитогерконового извещателя приближение магнита, для дымового – появление дыма) контакт замыкается, Rш подключается параллельно Rок, ток, текущий в шлейфе увеличивается, тем самым подавая сигнал ППК о тревоге. Номиналы Rш и Rок выбираются в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 10. Включение извещателя с нормально-разомкнутым контактом параллельно в знакопеременный шлейф пожарной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. Полярность напряжения в знакопеременном шлейфе в каждом такте измерения меняется на противоположную. В прямом цикле напряжения (порядка 800 мс) производится питание нормально-разомкнутых токопотребляющих (активных) извещателей и контроль шлейфа на замыкание. В цикле обратной полярности (примерно 50 мс) осуществляется контроль нормально-замкнутых (пассивных) извещателей и цепей шлейфа на обрыв. При возникновении фактора тревоги (например, для магнитогерконового извещателя приближение магнита, для дымового – появление дыма) контакт замыкается, Rш подключается параллельно Rок, ток, текущий в шлейфе увеличивается, тем самым подавая сигнал ППК о тревоге. В цикле обратной полярности диод Vш блокирует протекание тока через замкнутый контакт, сопротивление шлейфа становится равно Rок, соответственно, сигнал тревоги отсутствует. Номиналы Rш и Rок выбираются в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 11. Включение извещателя с нормально-разомкнутым контактом параллельно в шлейф охранной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. При возникновении фактора тревоги (для магнитогерконового извещателя приближение магнита) контакт замыкается, вследствие чего происходит замыкание шлейфа, которое ППК воспринимает как тревогу. Номинал Rок выбирается в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.
a)	б)
Рис. 12. Включение извещателя с нормально-замкнутым контактом параллельно в шлейф охранной сигнализации, а) как проходного, б) как оконечного. Для магнитогерконового извещателя в дежурном режиме (например, при закрытом окне), магнит находится рядом с извещателем, тем самым вызывая размыкание нормально-замкнутого контакта. Ток протекает по шлейфу и ППК фиксирует целостность шлейфа (отсутствие тревоги). При возникновении фактора тревоги от извещателя удалятся магнит, контакт замыкается, вследствие чего происходит замыкание шлейфа, которое ППК воспринимает как тревогу. Номинал Rок выбирается в соответствии с руководством на используемый потребителем ППК.

НЕТ ФОТО

Рис.13. Пример сборки участка шлейфа сигнализации с применением коробки модели ЕхК-(em)А13

Порядок формирования записи при заказе коробок модели ЕхК-(em)А13, выполненных из алюминиевого сплава с плоскими крышками:

1 – наименование и модель изделия с условной маркировкой взрывозащиты: Коробка ЕхК-(еm)А13;

2 – условное обозначение сторон коробки (А, Б, В, Г) в соответствии с Рис. 1-3

3 – исполнение кабельных вводов на данной стороне коробки:

4 – диапазон диаметра присоединяемого кабеля по поясной изоляции (4-8, 8-12, 12-14);

Примечание – Возможна установка сертифицированных кабельных вводов с другими диапазонами диаметра присоединяемого кабеля в интервале от 4 до 14мм;

5 – номер схемы коммутации согласно РПБЦ.425113.002 ТУ – сх.Е.1;

6 – Обозначение настоящих технических условий: РПБЦ.425113.002 ТУ и в скобках цвет корпуса по таблице RAL, в случае отличия от RAL 7035 (светло-серого).

Примечание – Пункты 2-4 указываются для каждой стороны корпуса, на которой необходимо размещение кабельных вводов.

Примеры записи при заказе:

1) Тупиковая коробка ЕхК-(em)А13 (для оконечного извещателя в шлейфе), с расположенными на сторонах Б и Г кабельными вводами для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм (Рис.1)

Коробка ЕхК-(еm)А13-Б(К(4-8));Г(К(4-8))-Сх.Е.1 РПБЦ.425113.002 ТУ

2)Тупиковая коробка ЕхК-(em)А13 (для оконечного извещателя в шлейфе), с расположенными на сторонах Б и В кабельными вводами для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 4-8 мм (Рис.2)

Коробка ЕхК-(еm)А13-Б(К(4-8));В(К(4-8))-Сх.Е.1 РПБЦ.425113.002 ТУ

3) Тройниковая коробка ЕхК-(em)А13 (для проходного извещателя в шлейфе), с расположенными на сторонах Б, В и Г кабельными вводами для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 8-12 мм, коробка окрашена в зеленый цвет (Рис.3):

Коробка ЕхК-(еm)А13-Б(К(8-12));В(К(8-12));Г(К(8-12))-Сх.Е.1 РПБЦ.425113.002 ТУ ( цвет RAL 6032)

Литература.