Современные системы автоматической пожарной сигнализации

В настоящее время производят пожарные извещатели дискретного и аналогового действия.

Дискретные извещатели срабатывают при наличии контролируемого параметра (тепло, дым, излучение пламени) определенного значения и выдают сигнал «пожар» на приемно-контрольный прибор. Аналоговые извещатели передают количественную характеристику контролируемого фактора пожара, с принятием решения о возникновении пожара в приемно-контрольном приборе. Для этого разрабатывается специальная программа обработки сигнала от извещателя по определенному алгоритму. Применение таких алгоритмов позволяет сделать более чувствительными систему обнаружения пожара (система состоит, как правило, из нескольких извещателей) и ее быстродействие. Но главное назначение алгоритмов заключается в предупреждении ложных срабатываний при возникновении помех и изменении характеристик пожарных извещателей при длительной эксплуатации.

Одной из главных функций систем пожарной сигнализации является выдача адреса возникшего загорания. В классических лучевых системах адрес определялся номером сработавшего луча, а так как в луч можно было включать достаточно большое количество извещателей, что позволяло защитить несколько помещений, то адрес был неточный. Точность его определения была обусловлена нормативными документами (5, 10, 20 помещений). В системах с применением современных информационных технологий можно определить адрес каждого извещателя (или группы извещателей в заданном помещении). Это достигается созданием приемно-контрольных приборов с использованием микропроцессоров (появился в 1971 г.) и установкой в извещатель специального адресного блока на микросхеме.

Таким образом, в настоящее время пожарные извещатели могут быть дискретные не адресные, дискретные адресные и аналого-адресные.

В настоящее время аналого-адресные системы обнаружения пожара выпускают практически все ведущие западные фирмы-производители и ряд отечественных фирм. Зарубежные: Аutronika (Норвегия), Cerberuc (Швейцария), Labok Strauss (Австрия), Siamens (Германия), Honeywell (США), Apollo (Великобритания) и другие; отечественные – Unitronika (Москва), Аргус-Спектр и Ирсэт-Центр (СПБ) и другие. На рис. 9.4.1 представлена структурная схема интегрированной системы пожарной защиты.

Анализ выпускаемых отечественных и зарубежных тепловых пожарных извещателей показывает, что до настоящего времени своевременное и надёжное обнаружение загораний в пожароопасных и агрессивных средах является проблемой. Тепловые пожарные извещатели максимального действия, недороги, но обладают значительной инерционностью, и не позволяют обнаружить пожар в первоначальной стадии развития. Кроме того применяемые в извещателях конструктивные материалы не могут длительное время функционировать в агрессивных средах. Линейные тепловые пожарные извещатели типа ТЧК (термочувствительный кабель) в настоящее время в России не выпускаются, закупаемые импортные (США) термочувствительные кабели относительно дороги, не согласуются с отечественными приёмно-контрольными приборами, восприимчивы к электромагнитным наводкам.

Рис. 9.4.1 Структурная схема подсистемы пожарной сигнализации и пожарной автоматики

В связи с вышеизложенным представляет интерес использование в системах пожарной сигнализации волоконно-оптических световодов.

Первые сведения об использовании за рубежом волоконно-оптических световодов в качестве термодатчиков появились в 70-х годах прошедшего столетия. Фирмой Luxtron (США) был предложен термометр в котором в качестве датчика, служит кварцевое волокно. Датчик рекомендовалось применять в тех случаях, когда традиционные термопреобразователи подвержены влиянию микро – и высокочастотных волн, вихревых токов и т.д.

В последние несколько лет в США были внедрены волокон­но-оптические линейные тепловые датчики различных наименований и принципов действия. Самым извест­ным является датчик типа “Оптический с измерением коэффициента отражения методом совмещения пря­мого и отраженного испытательных сигналов” (Optical Time Domain Reflectomery, OTDR), работающий по принципу измерения процентного соотношения обрат­ного рассеяния излучения по длине извещателя. Высокая стоимость мик­ропроцессорных управляющих устройств в данном извещателе существенно ограничивает их область применения.

Достижения последних лет в области создания волоконно-оптических датчиков позволили институту «Гипроуглеавтоматизация» Комитета по угольной промышленности при Министерстве топлива и энергетики РФ комплексно подойти к созданию и организации производства волоконно-оптических тепловых линейных пожарных извещателей и систем сигнализации, отличающихся:

· невосприимчивостью к электромагнитным полям;

· пожаро- и взрывозащищенностью;

· электробезопасностью;

· отсутствием ложных срабатываний;

· встроенной самодиагностикой состояния системы;

· простотой монтажа на объекте;

· малыми эксплуатационными расходами;

· высокой чувствительностью и стабильностью работы.

Принцип работы следующий: в волоконно-оптический кабель посылается световой импульс (рис. 9.4.2) В отсутствии заметных температурных градиентов вдоль кабеля импульс отражается от конца световода и возвращается через время, определяемое двойной длиной световода. При наличии температурных изменений на любом участке световода, часть энергии светового импульса отражается на другой длине волны. Регистрируя по принципу радиолокации время возврата импульса, определяется координата аномалии. Измеряя амплитуду сигнала отраженного импульса на смещенной частоте, определяется температура в месте аномалии и ее градиент.

Измеряемыми параметрами являются:

· превышение градиента нарастания температуры по отношению к некоторой заданной величине;

· абсолютное значение температуры в любом месте на длине волоконно-оптического кабеля;

· координата места температурной аномалии.

Монтаж системы сводится к прокладыванию кабеля внутри и вне объекта и подключению его к блоку управления и регистрации. Это существенно упрощает монтаж системы противопожарной защиты, экономя множество медных проводов.

В настоящее время данная волоконно-оптическая система пожарной сигнализации успешно проходит опытную эксплуатацию по защите угольных конвейеров на двух шахтах Кузбаса.

На рисунке приводится схема волоконно-оптической системы сигнализации и возможные области применения.

В последние годы неоправданно снизился интерес к радиоизотопным (ионизационным) дымовым пожарным извещателям, а применение их в ряде случаев не имеет альтернативы, о чём свидетельствует зарубежный опыт.

Государственное унитарное предприятие «Институт физико-технических проблем» Минатома РФ (г. Дубна) разработал и освоил в серийном производстве специальный пожарный извещатель типа ИП-211-1 (рис. 9.4.3), имеющий уникальные технические характеристики, полностью соответствующие или превосходящие зарубежные аналоги,

а именно: извещатель способен работать в диапазоне температур от -30 до +100⁰С и относительной влажности до 98%, а также может эксплуатироваться в помещениях характеризующихся воздействием повышенного фона гамма-излучений.

Извещатель имеет прочный металлический корпус. Важное достоинство извещателя – восстановление его работоспособности после аварийного включения системы автоматического пожаротушения. Как известно, все другие типы извещателей после аварийного включения системы подлежат замене.

Извещатель имеет сертификаты соответствия и пожарной безопасности.

Извещатели ИП-211-1 имеют герметичное основание с клеммной колодкой для подключения двухпроводной линии через сальниковые вводы или полудюймовые резьбовые соединения.

Извещатели ИП-211-1 в настоящее время успешно эксплуатируются в гермозоне Ростовской АЭС, поставлены для хранилища слабоактивных отходов Нововоронежской АЭС, для третьего блока Калининской АЭС и комбинате «Северсталь» (г.Череповец).

В настоящее время «Институт физико-технических проблем» Минатома РФ разработал первый отечественный высокочувствительный аспирационный (проточно-ионизационный) пожарный извещатель типа ИП-211-2 (рис. 9.4.4).

Рис. 9.4.4 Пожарный извещатель типа ИП-211-2

Извещатель обеспечивает сигнализацию при появлении микроколичеств дыма (до 0,1 мг/м3) в воздухе защищаемых помещений при принудительной прокачке воздуха через извещатель. Воздух забирается из контролируемых помещений с помощью трубок длиной до 100 метров с перфорационными отверстиями. Он способен осуществлять защиту технологических установок АЭС (ядерные реакторы, кабельные траншеи, центральные щиты управления и другие, наиболее ответственные узлы и агрегаты, где не могут быть установлены никакие другие типы пожарных извещателей. Извещатель так же предназначен для использования при защите высоких строительных конструкций (ангары, склады).

Извещатель надежно фиксирует факт воспламенения спичечной головки на входе воздухозаборной трубки длиной 100 метров.

Использования аспирационных извещателей, как у нас в стране так и за рубежом показывает, что чувствительность и помехозащищенность таких извещателей выше чем у традиционных точечных оптико-электронных ДПИ. Это достигается за счет принудительного всасывания анализируемых порции воздуха и их точного сравнительного анализа сразу двумя адресно-аналоговыми ДПИ.

Наиболее эффективно аспирационные системы используются на практике для защиты высокостеллажных складов, тоннелей, различного рода ангаров для стоянки и размещения транспорта, в том числе самолетов.

К сожалению в настоящее время не разработана нормативно-техническая документация, определяющая требования к конструкции и методам испытания таких устройств, а также условиям их применения и расстановки на конкретных объектах.

Извещатель имеет сертификаты соответствия и пожарной безопасности.

Также ФГУП «Институт физико-технических проблем» разработал и освоил технологию замены альфа-источников типа АИП-РИД в радиоизотопном дымовом пожарном извещателе типа РИД-6М (рис. 9.4.5), который более 15 лет серийно выпускался на заводе «Сигнал» (г. Обнинск, Калужской обл.), что позволяет продлить эксплуатацию извещателей РИД-6М, вместо их вынужденного демонтажа и захоронения.

Представляют интерес пожарные извещатели разработанные Уральским научно-техническим центром «Электронная техника» (г. Екатеринбург) : извещатели пожарные тепловые рудничные серии ИПР 101-4/1, предназначенные для установки на различных подземных и наземных объектах горнодобывающей и нефтехимической промышленности, в резервуарах с нефтью, нефтепродуктами и другими горючими материалами; извещатели ИП 101- 7 – А1Т предназначенные для защиты подвижного состава. Извещатели формируют сигналы о нагреве и пожаре при температуре контролируемой среды, превышающей пороговую температуру срабатывания. Извещатели имеют взрывозащищенное исполнение. Извещатели работают в комплекте с приборами пожарными рудничными управления ППРУ –1 и ППУ-1 соответственно. Всё оборудование имеет сертификаты соответствия и пожарной безопасности.