На сьогоднішній день в Україні близько 80% ринку займає оригінальний термокабель із провідниками зі спеціального сплаву сталі, а решта приблизно 20% – ділять вироби з різних країн, від Великобританії до Китаю, які використовують подібний принцип спрацьовування – замикання двох провідників при нагріванні полімерної оболонки. Характерно, що практично всі виробники цих виробів стверджують, що “досягли значного зниження питомого опору” у своїх версіях термокабелю за рахунок застосування різних сплавів та комбінації металів, часто міді та нікелю. При цьому виробник оригінального «рідного» термокабелю застосовує виключно сталевий сплав із високим питомим опором, і це не випадково.
Проводячи семінари, ми іноді чуємо від проектувальників систем пожежної сигналізації та пожежогасіння питання: «Який лінійний тепловий пожежний сповіщувач (термокабель) надійніше застосовувати у своїх проектах, той у якого низький чи високий опір?».
Питання виникло в першу чергу тому, що в інтернеті є інформація про те, що нижчий опір термокабелю, наприклад, TC (Safe Fire Detection Inc.), дозволяє монтувати його в 2,7 рази більше в один шлейф порівняно з високоомним термокабелем Protectowire, і при цьому відстань від місця спрацьовування термокабелю визначається точнішим приладом.
Ми вирішили розібратися в цьому актуальному питанні і почали з фізики процесу.
Таблиця 1. Залежність опору металів від температури
| Провідник | ρ, Ом·мм²/м
при T = 20 ° С |
ТКR, 1/К | ∆R, при
∆T= 10°С |
∆R, при
∆T= 50°С |
| Манганін | 0,43 – 0,51 | 0,015 · 10-3 | 0,015% | 0,075% |
| Константан | 0,5 | 0,074 · 10-3 | 0,074% | 0,37% |
| Ніхром | 1,05 – 1,4 | 0,13 – 0,17 · 10-3 | 0,13 – 0,17% | 0,65 – 0,85% |
| Срібло | 0,015 – 0,0162 | 3,819 · 10-3 | 3,819% | 19,1% |
| Бронза | 0,08 | 4·10-3 | 4% | 20% |
| Мідь | 0,01724 – 0,018 | 4,041 · 10-3 | 4,041% | 20,2% |
| Нікель | 0,087 | 5,866 · 10-3 | 5,866% | 29,33% |
У Таблиці 1 наведено значення коефіцієнтів TKR, що визначає величину зміни опору різних металів при зміні температури. Легко помітити, що високоомні провідники ніхром, константан та манганін мають слабку залежність опору від температури. При зміні температури на 50°С їх опір змінюється менше ніж 1% (Табл.1). На противагу низькоомним металам міді, нікелю, бронзі і сріблу, спостерігається значна залежність опору від температури. За оцінкою експертів низькоомний термокабель з міддю, цинком, нікелем або оловом, з опором порядку 0,2 Ом/м, наприклад такий сповіщувач, як лінійний тепловий пожежний сповіщувач ТС-155, опір якого дорівнює 0,164 Ом/м, має коефіцієнт температурної залежності опору, 4 %/ °С, тоді як високоомний кабель з опором порядку 0,6 Ом/м лише 0,1 %/ °F або 0,18 %/°С.
Таким чином, при однаковій протяжності термокабелю, що дорівнює 3000 м, при зміні температури на 10°С максимальна помилка у випадку низькоомного термокабелю, наприклад термокабель ТС-155, становить 120 м, а у випадку використання високоомного термокабелю – PHSC-155 лише 54 м.
При зміні температури на 50°С, наприклад, з +25°С, при якій проводився монтаж та юстування інтерфейсного модуля, температура може знизитися до -25°С взимку, опір низькоомного термокабелю знизиться на 20% і замість 3000 м, індикатор буде показувати 2400 м з помилкою на 600 м. У цих умовах при використанні высокоомного термокабелю помилка становить лише 270 м.
Додаткове підвищення точності виміру в 2 рази можна отримати при юстуванні показань інтерфейсного модуля на середню температуру експлуатації.
Таким чином, точність визначення відстані до вогнища загорання – основна причина обмеження максимальної довжини термокабелю до 2000 – 3000 м.
Причому для забезпечення такої самої точності вимірювань, як у високоомного термокабелю, довжина низькоомного кабелю повинна бути скорочена більш ніж у 2 рази.
Слід зазначити, що цей ефект не залежить від типу інтерфейсного модуля, яким би точним він не був, оскільки помилку вносить не модуль, а зміна опору термокабеля.
