Линейные тепловые извещатели в настоящее время линейные тепловые извещатели незаменимы на объектах и в зонах с тяжелыми условиями эксплуатации, с повышенной или пониженной температурой, с химически агрессивной средой, высокой влажностью, повышенным загрязнением и т. д. Это предприятия нефтегазового комплекса, металлургические и химические производства, предприятия по переработке древесины, цементные и углеобогатительные предприятия, электростанции, мощные трансформаторы и кабельные сооружения, автомобильные и железнодорожные тоннели и так далее. В отличии от других типов пожарных извещателей конструкция линейного теплового извещателя в виде кабеля позволяет защищать оборудование путем контроля повышения температуры при непосредственном контакте с объектом. Таким образом, как правило, защищаются нефтехранилища, высоковольтные трансформаторы, кабельные трассы и др.

Классы тепловых пожарных извещателей

В настоящее время требования по тепловым извещателям определены во введенном в действие с конца  2003 года ДСТУ EN 54-5:2003  «Системи пожежної сигнализації. Ч. 5 Сповіщувачі пожежні теплові точкові», который разработан с учетом европейских стандартов серии EN 54 Fire Detection and Fire Aarm Systems. Все тепловые извещатели по температуре срабатывания подразделяются на классы A1, A2, B, C, D, E, F, G (табл. 1). 

Таблица 1. Температура срабатывания тепловых извещателей

Класс извещателя

Температура среды, ºС

Температура срабатывания, ºС

Условно нормальная

Максимальная нормальная

Минимум

Максимум

A1

25

50

54

65

А2

25

50

54

70

B

40

65

69

85

C

55

80

84

100

D

70

95

99

115

E

85

110

114

130

F

100

125

129

145

G

115

140

144

160

 

Как видно из табл. 1, классификация извещателей охватывает широчайший диапазон температур. Извещатели класса А1 с температурой срабатывания от +54 до +65 °С предназначены для помещений и оборудования с условно нормальной температурой +25 °С и максимально нормальной +50 °С. Извещатели класса G с температурой срабатывания от +144 до +160 °С предназначены для помещений и оборудования с условно нормальной температурой +115 °С и максимально нормальной +140 °С.

Очевидно ни в одном из перечисленных стандартов не допускается активация теплового пожарного при температуре ниже +54 °С, так же как не допускается активация точечных дымовых извещателей при оптической плотности менее 0,05 дБ/м для исключения ложных срабатываний. При нарушении этих требований, какими бы благими намерениями это ни объяснялось, устройство не может считаться пожарным извещателем и не может быть сертифицировано ни по ДСТУ EN 54-5:2003, ни по EN 54-5, ни по ISO 7240. В системах пожарной сигнализации не могут использоваться тепловые извещатели других классов, кроме указанных в табл. 1. Никаких тепловых пожарных извещателей класса А0 в природе существовать не может, равно как не могут указываться в технических характеристиках на пожарный извещатель пороги срабатывания ниже +54 °С, поскольку они не отвечают требованиям стандартов ДСТУ EN 54-5:2003, EN 54-5 и ISO 7240. Это не исключает возможности формирования тепловым извещателем класса А1 сигналов предтревоги с выходом на дежурного без запуска пожарной автоматики и систем оповещения о пожаре.

Линейные и многоточечные тепловые

В ДСТУ ISO 7240-1:2007 приведены следующие определения:

лінійний пожежний [сповіщувач] [детектор] (line detector) — Сповіщувач, що реагує на явище, яке контролюється поблизу (вздовж) неперервної лінії;

багатоточковий пожежний [сповіщувач] [детектор] (multipoint detector) — Сповіщувач, який реагує на явище, яке контролюється поблизу декількох точкових сенсорів, таких як термопари.


Таким образом, тепловой многоточечный извещатель представляет собой совокупность точечных извещателей, конструктивно и схемотехнически включенных в шлейф через равные расстояния. Соответственно при проектировании необходимо выполнять требования по расстояниям между чувствительными элементами многоточечного извещателя, как для точечных пожарных извещателей в соответствии с ДБН В.2.5-56:2010 «
Інженерне обладнання будинків і споруд. СИСТЕМИ  ПРОТИПОЖЕЖНОГО  ЗАХИСТУ«. Расстояния между чувствительными элементами в линии не должны превышать 7  м, а расстояния от стен – соответственно 3,5 м и в зависимости от высоты защищаемого помещения. В  соответствии с Табл. А1 ДСТУ-Н CEN/TS 54-14:2009 рабочий радиус теплового извещателя равен 5 м.  Как правило, подключение таких извещателей к ППКП производится через блок обработки.

В случае плоского горизонтального перекрытия, при отсутствии препятствий для распространения воздушных потоков каждый чувствительный элемент теплового многоточечного извещателя, как и точечный извещатель, защищает площадь в виде круга в горизонтальной проекции. При расстановке чувствительных элементов через 7 м в помещении высотой до 3,5 м, средняя площадь, контролируемая одним сенсором, составляет 49 кв. м, а радиус защищаемой площади равен 3,5 м х √2 = 4,95 м (рис. 1).  

Protectowire_1 Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования

Рис. 1. Чувствительный элемент теплового многоточечного извещателя защищает площадь радиусом 4,95 м

Protectowire_2_2 Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования   

Рис. 2. Линейный тепловой извещатель защищает площадь шириной 9,9 м

 

В отличие от многоточечного теплового извещателя, у линейного теплового извещателя каждая точка на всей его протяженности является чувствительным элементом. Соответственно линейный тепловой извещатель защищает зону, ширина которой в √2 больше шага расстановки точечных извещателей. Однако в наших нормах это положение не учитывается, и, при размещении линейного теплового извещателя на нормативных расстояниях, защищаемые площади соседних участков извещателя накладываются (рис. 2), что обеспечивает большую эффективность от его применения в общем случае. Можно отметить, что зарубежные стандарты определяют значительно большую площадь, защищаемую линейными тепловыми извещателями, например, по американскому стандарту UL максимальная ширина защищаемой термокабелем площади равна 15,2 м, по требованиям FM – 9,1 м, что более чем в  2 раза превышает отечественные нормативные 7 м.

Линейный термокабель

В настоящее время наиболее широкое распространение среди линейных тепловых извещателей получил термокабель благодаря надежности работы в любых условиях, простоте монтажа, отсутствию затрат на техническое обслуживание и рекордному сроку службы – более 25 лет. Изобретенный более 80 лет назад, современный термокабель сохранил принцип действия, но значительно продвинулся в спектре используемых технологий и материалов. Он представляет собой двух- или трехжильный кабель с изоляцией из термочувствительного полимера.

При его нагревании до порогового значения температуры изоляция разрушается, и проводники замыкаются между собой. В зависимости от типа полимера температура сработки термокабеля может быть 57, 68, 88, 105, 138 и даже 180 °С. Трехжильный термокабель состоит из двух тепловых линейных извещателей на различные температуры срабатывания, например на 68 и 93 °С. Для удобства использования термокабель выпускается в оболочке различного цвета в зависимости от температуры срабатывания с маркировкой ее значения по всей длине термокабеля (рис. 3). В зависимости от условий эксплуатации используется оболочка различного типа: ПВХ-оболочка для универсального применения, оболочка из полипропилена – огнестойкая и устойчивая к агрессивным средам, полимерная оболочка для использования в условиях экстремально низких температур до — 60 °С, высококачественная огнестойкая оболочка из фторполимера с пониженным дымо- и газовыделением и т.д.  

 Protectowire_3 Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования

Рис. 3. Каждому классу теплового извещателя  — свой цвет оболочки

Не рекомендуется подключать термокабель может непосредственно к приемно-контрольному прибору, поскольку сложно обеспечить корректную работу при закоротке линейного извещателя в начале и в конце. Для согласования линейного теплового извещателя с ППКП используются специальные интерфейсные модули. Кроме того, интерфейсный модуль обеспечивает гальваническую развязку между термокабелем и ППКП, что особенно важно при защите оборудования с высоким уровнем электромагнитного поля, например, при защите мощных высоковольтных трансформаторов.  

 В простейшем варианте модуль обеспечивает светодиодную индикацию режима работы одного линейного извещателя и формирует на ППКП сигналы «Пожар» и «Неисправность» посредством переключения контактов реле (рис. 4). Более сложные модули позволяют подключать два однопороговых термокабеля или один двухпороговый термокабель и, кроме того, по сопротивлению термокабеля при активации вычислять и индицировать расстояние до очага вдоль термокабеля в метрах (рис. 5). При защите взрывоопасных зон термокабель подключается к интерфейсному модулю через барьер искрозащиты.

Protectowire_PIM120 Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования

Рис. 4. Интерфейсный модуль со светодиодной индикацией

Protectowire_PIM430D Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования   

Рис. 5. Интерфейсный модуль с индикацией расстояния до очага 

Протяженность термокабеля может достигать 1 — 2 километров, что удобно при его использовании для защиты протяженных объектов, например автомобильных и железнодорожных тоннелей, кабельных трасс, и для защиты оборудования значительных размеров. 

 

Protectowire_6_%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BF%D0%B5%D0%B6 Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования

Рис. 6. Крепежные изделия для термокабеля 

Для возможности монтажа термокабеля на объектах различного типа и на оборудовании выпускается широкая номенклатура крепежных изделий (рис. 6). На многих объектах удобно использовать модификацию термокабеля с несущим тросом.

Оптоволоконный кабель

Современные технологии значительно расширяют функциональные возможности линейного теплового извещателя. Наибольшие результаты были получены при использовании лазерного оптического рефлектометра и волоконно-оптического кабеля. При нагревании оптического волокна происходит изменение его структуры, и соответственно изменяется антистоксовская полоса Рамана в отраженном сигнале (рис. 7). Это позволяет контролировать температуру каждой точки оптоволоконного кабеля на всей его протяженности до 10 км для одного канала, до 8 км для двух каналов и до 6 км для 4 каналов.

Участки кабеля каждого канала могут разбиваться на 256 зон, и в каждой из зон могут быть запрограммированы любые значения температуры срабатывания, от класса A1 до G и H, максимально-дифференциальные – от класса A1R до класса GR и HR. Измеритель позволяет контролировать температуру окружающей среды во всем диапазоне от — 273 до +1200 °C, и его ограничения определяются только типом оболочки оптического волокна.

Можно настроить сработку каждой зоны по 5 критериям, причем не только на повышение температуры, но и на ее снижение. Например, можно запрограммировать два порога при температурах вблизи нуля градусов для оповещения о возможности появления гололеда в тоннеле. Начало, конец и протяженность каждой зоны задаются индивидуально. Причем один и тот же участок оптического волокна может входить в состав различных зон. При необходимости могут быть выделены участки кабеля, которые не контролируются, и т.д. 

 

 Protectowire_7 Извещатели пожарные тепловые линейные и многоточечные:  нормативные требования

Рис. 7. Принцип работы оптоволоконного линейного теплового извещателя

Is — стоксовская полоса Рамана; Ia — антистоксовская полоса Рамана

 

В извещателе используется маломощный лазер до 20 мВт (класс 1М), неопасный для глаза человека и безопасный при обрыве оптоволоконного кабеля во взрывоопасной зоне. Этот тепловой линейный извещатель может монтироваться во взрывоопасных зонах, включая зону 0, без какой-либо дополнительной взрывозащиты. С другой стороны, использование лазера на малых мощностях гарантирует стабильную работу извещателя в течение нескольких десятков лет.

Этот извещатель  довольно просто подключается к любому приемно-контрольному прибору благодаря программируемым 43 реле «Пожар» и 1 реле «Неисправность»; для расширения могут дополнительно использоваться внешние блоки с 256 реле на каждый канал. Может быть легко интегрирован в SCADA через Modbus-протокол, по RS-232, RS-422, RS-485 и по TCP/IP. Подключение к компьютеру обеспечивается через USB и LAN.

 Особенности применения лазерного извещателя

Линейный тепловой лазерный извещатель может эффективно контролировать протяженные объекты, такие как тоннели, кабельные трассы, конвейеры, транспортеры, резервуары, заводские цеха, холодильные камеры, многоуровневые парковки и т.д. Он идеально подходит для использования в областях с тяжелыми температурными условиями, не подвержен электромагнитным помехам, радиации, коррозии, работает в химически агрессивных и во взрывоопасных средах. Срок службы измерительного блока с оптическим кабелем не менее 30 лет.

В зависимости от особенностей защищаемого объекта можно применять различные конфигурации извещателя. К одному блоку могут подключаться две пары оптоволокна, соответственно могут использоваться как радиальные, так и кольцевые способы подключения. Кольцевое подключение обеспечивает поддержание работоспособного состояния при одиночном обрыве оптоволоконного кабеля. Причем при обрыве кабеля формируется сигнал «Неисправность» и определяется место обрыва с точностью до 1-5 м, что важно для быстрого устранения неисправности при протяженности линейного извещателя в несколько километров. Практически все другие линейные извещатели требуют значительных затрат времени для обнаружения места обрыва.

Похожие статьи