Независимый расцепитель не очень подходящее устройство для управления инженерными системами из пожарной сигнализации.
Но применение его можно встретить все чаще и чаще — думаю потому, что что это наименее интеллектуально затратно.
Добавить в уже существующий налаженный клубок инженерных систем канал управления из вне при помощи независимых расцепителей проще всего.
Это конечно если не заморачиваться со всякими там контролями целостности и обратными связями.
Вопросам использования независимых расцепителей уделил много внимания в статьях о способах управления ОЗК и правильном отключении вентиляции, хотя собирался пройтись по ним вскользь, как одному не самому лучшему варианту.
Вроде бы и нечего добавить к материалу, который там изложен. Но, похоже, тема будет становиться все актуальнее, и, вероятно, производители выпустят более заточенное оборудования для независимых расцепителей, а в нормах их применение больше формализуют.
Так что теория о применении независимых расцепителей потянет на отдельную статью.
Тут будет отслеживаться все, что связано с применением расцепителей в пожарных системах.
Как подать сигнал на независимый расцепитель из АПС?
Управление независимыми расцепителями по сигналу АПС (автоматической пожарной сигнализации) влечет за собой целый ряд требований.
Причем, эти требования существуют не просто для самого способа управления, а вообще для всей СПЗ (системы противопожарной защиты).
Управление независимым расцепителем должно содержать:
1. Контроль целостности с сигнализацией о ее нарушении
2. Обратная связь о состоянии управляемого автомата.
Следовательно:
1. АПС должна иметь контролируемый выход, способный управлять независимым расцепителем.
2. АПС должна содержать технологический шлейф для контроля состояния автомата, управляемым независимым расцепителем.
Независимый расцепитель в схемах применения совместно с пожарной сигнализацией похож на клапан противопожарных вентилляционых систем.
Но есть существенное отличие — у расцепителя намного меньшее сопротивлением обмотки и намного больший ток потребления, чем у клапана.
Поэтому катушка независимого расцепителя не может находится под напряжением вечно, как у клапана.
Способов правильного управления независимым расцепителем с контролем цепи не так уж и много, если рассматривать только правильные способы — а вообще каких только способов не встречал, реализованных в реальности.
Но правильных только три.
Типы встроенных расцепителей
Первая разновидность-это бытовые. Их механизм срабатывает исключительно от напряжения, которое проходит по главной цепи автоматического выключателя. Такие приспособления способны работать дистанционно в отличие от других защитных систем для электрических сетей. Расцепитель активно помогает отключить от сети все приборы и источники, которые регулярно потребляют электроснабжение, в случае при заметном отклонении напряжения от заданной нормы. Однако, подобная установка обладает и недостатком, который переводит потерю энергии в тепловое выделение и проводит ее через изоляционный проводник. Иногда такой фактор приводит к неправильному отсоединению выключателя.
В копилку электрику!
Следите за характеристиками работы механизма, в отдельных случаях могут наблюдаться отклонения от нормы.
Внешний вид расцепителя
В новейших образцах и системах наблюдается устранение этого недостатка за счет наличия биметаллической пластины, которые ранее не применялись в формировании автоматического защитного устройства. Это способствует препятствию к перегреву автомата.
Для управления чем может применяться независимый расцепитель?
Независимый расцепитель может оказывать лишь одно управляющее воздействие — выключить питание. Включить питание уже можно будет только вручную.
Мне встречались такие варианты применения независимого расцепителя для передачи управляющего воздействия из системы пожарной сигнализации:
- Выключить питание общеобменной вентиляции.
- Выключить питание клапанов ОЗК.
- Выключить питание монитора музыкальной трансляции.
Других вариантов и представить не могу.
Разве что для обесточивания электромагнитных замков эвакуационных выходов.
Видел однажды попытку такого решения, но оказалось, что электромагнитные замки используют питание 12В от резервированного источника питания с аккумулятором — тут отключение питания 220В особо не поможет.
Какие бывают независимые расцепители.
Не получиться использовать произвольный независимый расцепитель: расцепитель должен быть той же серии, что и отключаемый автомат. У разных производителей разные серии электрооборудования.
Существую независимые расцепители, срабатывающие от напряжений 12, 24, 60, 110, 220В.
Не все модели независимых расцепителей имеют и силовое и слаботочнное исполнение.
Для некоторых независимых расцепителей написать «слаботочное» не поднимается рука, поскольку ток срабатывания при 12В заявлен 6А. «Низковольтное» исполнение независимого расцепителя тоже не означает 12В — поэтому могу путаться в терминах.
Очень мало моделей независимых расцепителей слаботочного исполнения имеют возможность сработки от 12В — больше распространены 24В независимые расцепители.
Серия электрооборудования, кроме независимого расцепителя, в ассортименте также должна содержать дополнительный сигнальный контакт.
Справа к автомату присоединяют расцепитель, а слева — сигнальный контакт.
Или наоборот.
Бывают и независимые расцепители с интегрированнм сигнальным контактом.
Но использование этого контакта для передачи сигнала в АПС у некоторых моделей проблематично, поскольку один полюс контакта может быть объединен с линией управления.
Контакт предназначен для сигнализации в цепях с высоким напряжением. И для прекращения подачи управляющего сигнала после сработки расцепителя для ограничения времени нахождения катушки под напряжением.
Если независимый расцепитель на 220В можно применять любой, то слаботочный расцепитель должен быть с током сработки не более максимального тока выхода АПС.
Не все независимые расцепители имеют сопроводительную документацию, содержащую ток срабатывания.
Вот параметры управляющих сигналов для самых распространенных расцепителей «S2C-A» для автоматических выключателей ABB серии S200:
Подобные токи заявлены и для аналогичных независимых расцепителей.
Поэтому возникает вопрос, когда в документации на расцепитель указан существенно более низкий ток — нет ли тут подвоха.
Обычно, более низкий ток требуется для сработки независимого расцепителя выключателей дифференциального тока.
Расцепитель ABB F2C-A1 для выключателей дифференциального тока серии F200 имеет такие параметры:
Сигнал 12В 0.88А уже реально получить из системы пожарной сигнализации, но не все оборудование можно подключать через выключатель дифференциального тока серии F200.
Конкретные модели независимых ресцепителей рассмотрим в статье Независимые расцепители: характеристики и цены.
Автоматический выключатель защиты сети с электромагнитным расцепителем
Разобравшись, как работает автомат с тепловым расцепителем, перейдем к следующему вопросу. Защитное устройство, разбор действия которого мы провели только что, срабатывает не сразу (на это требуется не менее секунды), поэтому оно не в состоянии эффективно защитить цепь от сверхтоков короткого замыкания. Для решения этой задачи в АВ дополнительно устанавливается электромагнитный расцепитель.
Расцепители автоматических выключателей электромагнитного типа включают в себя катушку индуктивности (соленоид), а также сердечник. Когда цепь работает в обычном режиме, поток электронов, проходя сквозь соленоид, формирует слабое магнитное поле, неспособное оказывать влияние на функцию сети. При возникновении короткого замыкания происходит мгновенное увеличение силы тока в десятки раз, и пропорционально ей возрастает мощность магнитного поля. Под его влиянием ферромагнитный сердечник мгновенно сдвигается в сторону, оказывая воздействие на механизм отключения.
Поскольку процесс усиления магнитного поля при коротком замыкании происходит за доли секунды, электромагнитный расцепитель под его воздействием срабатывает моментально, отключая питание сети. Это позволяет избежать серьезных последствий, связанных со сверхтоками КЗ.
Пример неправильного, но очень популярного способа управления независимым расцепителем.
Проект ЭО содержит вот такую схему (можно увеличить):
Таких схем в проекте несколько для разных распределительных шкафов — в итоге независимых расцепителей с десяток.
Направления электрооборудования, подлежащее отключению, запитывается через вот такую группу автомат + независимый расцепитель:
Более того, в проекте ЭО идут дальше и указывают как именно должен срабатывать независимый расцепитель от пожарной сигнализации:
То-есть не контролируется ни один участок цепей отключения вентиляции.
Но шкафы ЭО уже заказаны, собраны и установлены.
Схема управления независимым расцепителем в проекте пожарной сигнализации, соответствующая существующему электрооборудованию, может выглядеть только так:
Тут видно старания подогнать под требования контроля целостности цепей управления.
Источником управляющего сигнала будет контрольно-пусковой блок «С2000-КПБ» с контролем целостности цепи до релейного усилителя «УК-ВК»:
Внедряют даже контроль состояния автомата вентсистемы при помощи шлейфа прибора «Сигнал-20М»:
Вот только участок «УК-ВК»->Независимый расцепитель никак не контролируется.
Обсуждение на форуме замечаний по использованию независимых расцепителей.
Правильные способы управления независимыми расцепителями.
Адресное устройство АПС для управления клапаном 220В.
Почти все производители оборудования АПС имеют в своем составе модуль для управления приводом 220В с контролем обмотки привода.
Модуль был разработан для управления реверсивными приводами клапанов дымоудаления и подпора воздуха — в этой статье выяснили что без таких модулей с клапанами придется туго.
МДУ-1 (ТД Рубеж), С2000-СП4 (Болид), БР-4 (ПСК-Модуль), ИСМ-220 (Сигма), МАКС-У (Юнитроник), ВЭРС-АСД(У) (ВЭРС), Z-027 (Z-Line), БУОК (Форинд), БР-1+ (Кластер Автоматики), БУКП-4 (Гольфстрим-Автоматика), БУЭП (ТДС Прибор), КУПТ-06 (Миртен), IMP3 (Лиора), Карат БР4 (Сибирский арсенал), БР-1М (Сис ПБ), ИСМ220 ИСП4 (Рубикон), МС322 (Плазма-Т), МАКС-УРП (Юнитроник), БКПБКП220/РК (Гефест), Астра-БРА (Астра-А Теко).
Стоимость модулей 2160-5500р.
Наверное все эти модули можно будет использовать для управления независимым расцепителем.
Конечно невозможно вот так взять и выбрать понравившийся модуль.
Применяемая система безопасности на объекте уже будет дана, как константа — и нужно будет применять только тот модуль, который есть в ее составе.
Вот схема для управления независимым расцепителем и контроля состояния автомата с использованием оборудования адресных модулей управления клапанами «С2000-СП4» Болид:
На счет номинала резистора в силовой цепи я не уверен и вообще — для каждого модуля будут свои резисторы.
Правильная схема для проекта ЭО с применением модулей с контролируемым выходом и контролем состояния:
Применение высоковольтных независимых расцепителей влечет за собой необходимость наличия адресной системы АПС.
Расширитель выходов АПС для управления исполнительными устройствами 12/24В.
Задача управления исполнительными устройствами 12/24В проработана производителями систем пожарной сигнализации более тщательнее.
Это не удивительно, ведь видов слаботочных исполнительных устройств гораздо больше, чем исполнительных устройств 220В.
Тут подойдут все те же выходы напряжения типа OK (открытый коллектор), что и для управления средствами оповещения и табло эвакуации.
Поэтому задача организации цепи управления низковольтным независимым расцепителем кажется проще, чем высоковольтным.
Вот только есть одно жирное НО — ток, потребляемый независимым расцепителем в момент сработки, достаточно большой.
А максимально допустимый ток выхода типа ОК ограничен.
В распространенных адресных системах расширители «С2000-СП4» и адресные модули «РМ-4К» имеют максимальный ток выхода 2А.
Самый большой ток выхода из всех приборов АПС мне известных — 2.5А, имеет адресный модуль «С2000-СП2 ИСП.2».
В документации на разные независимые расцепители можно найти разный ток отсечки.
И теоретически можно подобрать модели низковольтных независимых расцепителей, подходящие для управления из пожарной сигнализации.
Хотя для большинства независимых расцепителей на 12/24В ток, потребляемый при отсечке более 3А.
Но все это должно происходить при согласованной работе проектировщиков разделов проекта ЭО и АПС, что звучит как фантастика.
Более того, подходящий независимый расцепитель будет не 12В, а 24В — не очень распространенное напряжение для АПС в России. То-есть необходимо заранее принимать решение, что вся система АПС будет 24В.
Еще одно НО — мне не разу не встречался низковольтный независимый расцепитель. Ведь комплектация шкафов электрооборудования указана в проекте ЭО — а там не будет ничего слаботочного и никто не будет заморачиваться из-за каких-то там слаботочников с их дурацкой пожарной сигнализацией.
Применение низковольтных независимых расцепителей должно закладываться в проектные решения в самом начале проектирования.
Специальный адресный модуль АПС для управления и контроля независимым расцепителем.
Таких устройств встречал только два.
«ИСМ220» — адресный исполнительный модуль для коммутации нагрузки в цепях 220 В из состава системы Рубикон.
Одним устройством по цене 1600р мы и управляем независимым расцепителем, контролируя целостность цепи управления, и мониторим состояние автомата, управляемого расцепителем.
Но для применения этого гаджета необходимо, чтобы на объекте внедрялась адресная система Рубикон.
Модуль адресный управляющий «МАКС-У», стоимостью 2740р.
Стоит даже дороже некоторых модулей управления клапанами. Модуль управления клапаном «МАКС-УРП», из состава этой же системы, стоит всего лишь 2160р.
Специальные приборы для контроля и управления исполнительным устройством 220В.
Но что делать если пожарная сигнализация собрана на одном моноблочном приборе пожарной сигнализации?
Нет никаких адресных линий — только аналоговые шлейфа.
Как управлять независимым расцепителем, скажем, из прибора «Сигнал-20М»?
Прийдется привлекать специализированное оборудование передачи сигнала управления средствами противопожарной защиты.
Максимально полно этот вопрос проработан в составном ППУ (приборе управления пожарный) «Гефест», модули которого могут применяться как в едином комплексе, так и самостоятельно.
Для наших целей подойдет устройство контроля и линии связи «УКЛСиП(С)220», которое стоит всего 1085р.
Тогда все вопросы с контролем целостности цепи управления будут сняты и даже появятся два варианта передачи сигнала неисправности.
Независимый расцепитель тут — это испольнительное устройство (ИУ), включаемое при пожаре.
Если независимых расцепителей несколько, то необходимо будет применить в качестве посредника устройство коммутации и диагностики «УК-Д(02)», которое стоит стоит 1120р.
В этих схемах соединения катушка клапана и будет катушкой независимого расцепителя.
Приборы уже с контролируемым выходом 2220В.
Существует два прибора управления, имеющих силовой выход с контролем целостности.
ВЭРС-ПУ имеет реле управления инженерным оборудованием (РУИО) со встроенным устройством контроля силовых линий (УКСЛ):
Схему управления из руководства по эксплуатации «ВЭРС-ПУ» можно изменить, используя в качестве устройства управления независимый расцепитель.
Прибор стоит 7100р и предназначен для управления пожаротушением — его использование в системе АПС не имеет смысла.
Прибор управления Спрут-2 имеет 5(10) силовых выхода 220В и каждый с контролем целостности.
Причем при обрыве силовой цепи управления может формироваться как сигнал «Авария», так и сигнал «Автоматика отключена».
Это схемы из руководств по эксплуатации и в них «Реле К» и «Катушка 220В» и будет независимый расцепитель в нашем случае.
Этот прибор предназначен для использования в системе пожаротушения и его стоимость в 38000р делает невозможным его применение в составе АПС.
Ограничение длительности управляющщего импульса и контроль целостности.
Если независимый расцепитель подключен по схеме с отключением катушки от управляющей цепи после сработки — то в системе пожарной сигнализации возникнет сигнал «Авария» в результате обрыва цепи управления.
Чтобы этого избежать необходимо подключать катушку расцепителя напрямую к ППУ, минуя дополнительные контакты. Ведь время активации выхода пожарной сигнализации можно ограничить при конфигурировании системы.
Возможно сигнала, возникающего при обрыве, будет достаточно для диагностирования внештатной ситуации и нет необходимости в применении дополнительного сигнального контакта.
И обрыв цепи управления и физическое выключение автомата будет вызывать один и тот же сигнал «Авария».
Не знаю можно ли делать такое обобщение, исходя из ГОСТ Р 53325—2012, в котором написано:
7.6.4.1 Прибор должен обеспечивать включение световой индикации и звуковой сигнализации в режиме «Неисправность» при наличии следующих событий: — обнаружение нарушения целостности (обрыв, короткое замыкание) проводных линий связи или нарушения связи между прибором и внешними техническими средствами или между компонентами прибора; Примечание — Допускается отсутствие отображения информации о неисправности проводного ШПС безадресного ППКП после получения по данному ШПС информации о пожаре. — пропадание или уменьшение ниже допустимого значения напряжения электропитания по любому вводу электроснабжения; — прием сигнала о неисправности от внешних технических средств, взаимодействующих с прибором; — отсутствие сигналов, подтверждающих срабатывание средств противопожарной защиты после их активации прибором (в соответствии с алгоритмом работы прибора); — выявление нарушения работоспособности отдельных компонентов или узлов прибора (при наличии у прибора функции самотестирования). 7.6.4.2 Световая индикация в режиме «Неисправность» должна осуществляться включением обобщенного желтого индикатора «Неисправность». Расшифровка направления и типа неисправности должна осуществляться желтыми единичными индикаторами «Неисправность» по направлениям или отображаться на СОТИ. Примечания 1 Информацию об обнаружении обрыва или короткого замыкания проводной линии связи допускается объединять в общую информацию о неисправности данной линии связи. 2 Допускается отображать информацию о неисправности компонентов или узлов прибора и сбое программного обеспечения при помощи отдельных обобщенных единичных индикаторов. 3 Допускается отсутствие дополнительного отображения на СОТИ информации о неисправности электропитания по вводам электроснабжения при наличии раздельных индикаторов, отображающих состояние каждого ввода. 7.6.4.3 Информация о направлении и типе неисправности, отображаемая на СОТИ, должна быть доступна непосредственно или по запросу. 7.6.4.4 Сброс световой индикации и звуковой сигнализации о неисправности в приборах, имеющих устройство регистрации и хранения данных о событиях, может осуществляться автоматически после устранения неисправности. При этом должно быть обеспечено сохранение информации о зарегистрированной неисправности в устройстве регистрации. В противном случае автоматический сброс световой индикации и звуковой сигнализации о неисправности не допускается.
Разновидности выключателей
Все автоматы делятся по типу расцепителей. Их подразделяют на 6 видов:
- тепловой;
- электронный;
- электромагнитный;
- независимый;
- комбинированный;
- полупроводниковый.
Они очень быстро распознают аварийные ситуации, такие как:
- возникновение сверхтоков – повышение в электросети силы тока, превышающего номинальный ток выключателя;
- перегрузка напряжения – короткое замыкание в цепи;
- перепады напряжения.
В эти моменты в автоматических расцепителях происходит размычка контактов, которая предотвращает серьезные последствия в виде порчи проводки, электрооборудования, что очень часто приводит к пожарам.
Выключатель тепловой
Состоит из биметаллической пластинки, один из концов которой находится рядом со спусковым устройством автоматического расцепителя. Пластина нагревается током, проходящим через нее, отсюда и название. Когда сила тока начинает увеличиваться, она гнется и касается планки спускового механизма, которая и размыкает контакты в «автомате».
Срабатывание механизма происходит даже при незначительных превышениях номинального тока и увеличенном времени срабатывания. Если повышение нагрузки кратковременное, выключатель не срабатывает, поэтому его удобно устанавливать в сетях с частыми, но короткими перегрузками.
Достоинства теплового расцепителя:
- отсутствие соприкасающихся и трущихся между собой поверхностей;
- устойчивость при вибрациях;
- бюджетная цена;
- простая конструкция.
К недостаткам можно отнести то, что его работа во многом зависит от температурного режима. Такие автоматы лучше размещать подальше от источников тепла, иначе грозят многочисленные ложные срабатывания.
Выключатель электронный
В детали, его составляющие, входят:
- измерительные приспособления (датчики тока);
- блок управления;
- катушка электромагнитная (трансформатор).
На каждом полюсе электронного автоматического расцепителя находится трансформатор, который измеряет ток, проходящий через него. Электронный модуль, управляющий расцеплением, обрабатывает эту информацию, сравнивая полученный результат с заданным. В случае, когда полученный показатель будет больше запрограммированного, произойдет размычка «автомата».
Существует три зоны срабатывания:
- Продолжительная задержка. Здесь электронный расцепитель служит как тепловой, заграждая цепи от перегрузок.
- Короткая задержка. Производит защиту от несущественных коротких замыканий, которые обычно происходят в конце защищаемой цепи.
- Рабочая зона «мгновенно» обеспечивает защиту от КЗ высокой интенсивности.
Плюсы – большой выбор настроек, максимальная точность прибора заданному плану, наличие индикаторов. Минусы – чувствительность к электромагнитному полю, высокая цена.
Электромагнитный
Это соленоид (катушка с намотанной проволокой), внутри которого расположен сердечник с пружиной, воздействующий на механизм расцепления. Это устройство моментального действия. Во время течения по обмотке сверхтока образуется магнитное поле. Оно перемещающее сердечник и, превосходя усилие пружины, действует на механизм, выключая «автомат».
Плюсы – устойчивость к вибрации и ударам, простая конструкция. Минусы – образует магнитное поле, мгновенно срабатывает.
Это добавочное устройство к автоматическим расцепителям. С его помощью можно отключить как однофазный, так и трехфазный автомат, находящийся на определенном расстоянии. Чтобы привести в действие независимый расцепитель, необходимо подать напряжение на катушку. Для возвращения автомата в исходное положение нужно вручную нажать на кнопку «возврат».
Важно! Фазный проводник должен быть подключен от одной фазы из-под нижних клемм выключателя. Если его подключить неправильно, независимый выключатель выйдет из строя.
В основном независимые автоматы применяют в щитах автоматики в сильно разветвленных устройствах электроснабжения многих крупных объектов, где управление выведено на пульт оператора.
Комбинированный выключатель
Имеет как тепловые, так и электромагнитные элементы и защищает генератор от перегрузок и КЗ. Для работы комбинированного автоматического расцепителя указывают и выбирают ток теплового «автомата»: электромагнит рассчитан на 7 – 10 кратный ток, что соответствует работе тепловых сетей.
Электромагнитные элементы в комбинированном выключателе служат для мгновенной защиты от коротких замыканий, а тепловые защищают от перегрузок с выдержкой времени. Отключается комбинированный автомат при срабатывании любого из элементов. При кратковременных сверхтоках не срабатывает ни один из типов защиты.
Полупроводниковый выключатель
Состоит из трансформаторов переменного тока, магнитных усилителей для постоянного тока, блока управления и электромагнита, выполняющего функции независимого автоматического расцепителя. Устанавливать выбранную программу по расцеплению контактов помогает блок управления.
К его настройкам можно отнести:
- регулирование номинального тока в приборе;
- установку времени;
- срабатывание в момент возникновения короткого замыкания;
- защитные переключатели от сверхтоков и однофазного КЗ.
Плюсы – большой выбор регулирования под разные схемы электроснабжения, обеспечение избирательности к последовательно подключенным автоматам с меньшим количеством ампер.
Минусы – высокая стоимость, непрочные компоненты управления.
