Захист обладнання від грози – НВП «Стелс»
Влітку та восени до сервісного центру компанії «Стелс» надходять прилади, що згоріли при грозі в результаті стрибків напруги або удару блискавки. Здійснити ремонт такого обладнання не завжди можливо, а замінити за гарантією не можна.
Під гарантію потрапляють лише ті поломки, що сталися з вини виробника – заводський шлюб. Якщо прилад зламався через удар блискавки, це вина виробника, а поломка приладу внаслідок неправильної експлуатації. Отже, користувач сам несе всі витрати з ремонту наявного або придбання нового обладнання. Тому дуже важливо своєчасно подбати про захист об'єкта охорони від цього атмосферного явища.
Спеціальні заходи щодо захисту від грози актуальні здебільшого на таких об'єктах:
- на територіально віддалених об'єктах, де вартість виїзду для заміни/ремонту можна порівняти з вартістю самого обладнання;
- на об'єктах підвищеного ступеня матеріальної відповідальності чи особливої значимості, де час відновлення працездатності устаткування жорстко регламентовано;
- на об'єктах, де висока ймовірність пошкодження ліній зв'язку через специфіку монтажу - прокладання шлейфів сигналізації та інтерфейсів поза будівлями, повітряні лінії тощо.
Зазначимо, що грозозахист – дуже об'ємна тема. Ми пропонуємо лише окремі рішення щодо захисту ліній охоронно-пожежної сигналізації та найвразливішої їх частини – шлейфів сигналізації.
Наслідки грози
Під час грози та попадання блискавки зовнішнє змінне електромагнітне поле наводить в лінії зв'язку електрорушійну силу (ЕРС), що викликає проходження струму в лінії, що призводить до різниці потенціалів на її кінцях.Величина цієї різниці потенціалів залежить від протяжності ділянки впливу та напруженості електромагнітного поля від зовнішнього джерела. Тривалість розряду блискавки становить 50 мкс, кількість повторень блискавки – до трьох разів з інтервалом 0,5 сек. Сама ж наведена ЕРС від грозового розряду в середньому досягає 5000 (5 кВ) протягом 50 мкс.
Захист ліній сигналізації
Основний елемент охоронно-пожежної сигналізації, у тому числі системи STEMAX / Міраж – приймально-контрольна частина об'єктового обладнання. Безпосередньо до приймально-контрольної частини залежно від конкретної моделі контролера може бути підключена певна кількість шлейфів сигналізації (ШС), що мають на іншому кінці сповіщувач (датчик).
У випадку в системі сигналізації є ряд ліній, безпосередньо пов'язаних з апаратурою системи. Дані лінії можуть бути потенційно схильні до впливу перенапруг внаслідок грози (тобто електромагнітних імпульсів високих енергій), що, у свою чергу, може загрожувати справності апаратури та працездатності системи в цілому. Перерахуємо дані лінії:
лінії живлення 220 (є значний ризик, якщо прокладається власна протяжна лінія для системи сигналізації, особливо по повітряній трасі, що характерно для периметральних систем);
лінія вторинного живлення 12/24 (наприклад, від блоків живлення, розташованих віддалено і призначених для живлення датчиків або інших пристроїв);
Відразу зауважимо, що від прямого попадання блискавки до лінії (або апаратури лінії) ніякий захисний пристрій не врятує. Міжнародною електротехнічною комісією (МЕК) розроблено стандарти, в яких викладенопринципи захисту будівель та споруд від імпульсних перенапруг. До них зокрема відноситься міжнародний стандарт МЕК-62305 «Захист від удару блискавки». Захист блискавки присвячені численні статті в спеціалізованих журналах та Інтернеті, тому ми не будемо зупинятися на цій темі докладно.
Захист зазначених вище ліній установкою запобіжників вирішити неможливо, оскільки жоден запобіжник не встигне спрацювати за 50 мкс під час наведеної ЕРС. Завдання захисту в лінії – знизити наведену ЕРС до допустимого рівня та не вплинути на корисний сигнал.
Як відвідні пристрої першого ступеня захисту застосовуються так звані «розрядники» - газорозрядні прилади, що мають певну напругу пробою, при якому різко знижується його опір. На ринку є чимало повноцінної спеціалізованої апаратури зарубіжного та українського виробництва для захисту ліній 220 В, ліній вторинного живлення та інтерфейсу. Наприклад, УЗП-220, УЗЛ-І, УЗЛ-Е. Дані пристрої покликані захистити та запобігти втраті обладнання навіть за сильної грози.
У контролерах Міраж і STEMAX встановлено повноцінно захищений блок живлення (БП, що містить у вхідному ланцюгу варистор, синфазний фільтр і конденсатор), який у поєднанні з розрядником дозволяє запобігти поломці приладу: у разі пошкодження лінії 220 В плата контролера залишиться справною, значно постраждає блок живлення. Такий пристрій ще можна відновити, замінивши БП.
Пристрої захисту шлейфів сигналізації
Пропонуємо окремо розглянути пристрої захисту шлейфів сигналізації як найуразливішої частини ОПС.
Звертаємо вашу увагу на важливий момент: хоча саме захисне обладнання нерідко має назву «Пристрій захисту лінії від небезпечних наведенихнапруг», насправді воно захищає не лінію (лінія якраз є загрозою як приймач небезпечної наведеної ЕРС), а об'єктовий контролер, підключений до цієї лінії. Небезпечна напруга буде прикладена до обох кінців лінії, і якщо на іншому кінці захисту немає, то основна шкода буде саме там.
Пристрої захисту від небезпечних наведених ЕРС можуть бути виконані безпосередньо на платі об'єктового обладнання, так і у вигляді окремих плат.
Самих захисних пристроїв для шлейфів сигналізації українського виробництва на безпековому ринку вкрай мало і вони, як правило, призначені для роботи з конкретними виробниками апаратури. У свою чергу зарубіжні аналоги мають дуже високу ціну.
Рис.2 Варіант захисту шлейфу сигналізації
Для захисту контролерів Міраж ми пропонуємо розглянути наступний варіант обладнання - двоступінчастий пристрій захисту шлейфу сигналізації УЗЛ-СД 12, представлений на малюнку 2. Його можна застосовувати як для двопровідних, так і чотирипровідних ШС. Призначений цей пристрій для шлейфів з номінальною робочою напругою 12 В, є подібні прилади з напругою 24 В. УЗЛ-СД 12 кріпиться на DIN-рейку. Його можна встановлювати на відкритому майданчику, тому що вся елементна база має нижню межу діапазону робочих температур мінус 55°.
Перший ступінь захисту виконаний на розряднику Burns, другий ступінь - на TVS-діодах. Після проходження через перший ступінь (розрядник) потенціал лінії обмежується на рівні потенціалу пробою. Подальше обмеження небезпечної напруги відбувається на другому ступені захисту. Від першого ступеня захисту вона відокремлюється обмежують струм елементами. Для пристроїв захисту апаратури в лініях шлейфів сигналізації цьоговже достатньо. Існують інші варіанти аналогічного устаткування.
Звісно, застосування захисних пристроїв у системі неминуче тягне за собою її загальне подорожчання. Цілком можливо, що для якогось найпростішого датчика сигналізації ціна пристрою його захисту (від 500 рублів) виявиться вищою за вартість самого сповіщувача, що захищається. З урахуванням ймовірності відмов та розрахункового терміну служби обладнання застосування захисних пристроїв у подібних випадках може здатися комусь нелогічним. Однак слід пам'ятати, що заміна всіх зіпсованих приладів коштуватиме набагато дорожче. І, найголовніше - ми говоримо про систему сигналізації, яка покликана працювати виключно для безпеки. Можна не ставити захисних пристроїв, але в один «прекрасний» момент без захисту може виявитися не тільки апаратура, але і весь об'єкт, що охороняється. Не забувайте, що легше запобігти, ніж боротися із наслідками.