CC BY
34
mgr inz. Dariusz CYGANKIEWICZ dr inz. Witold GRABYSZ Zdzislaw KLIMASARA
MERAWEX Sp. z o. o. w Gliwicach
UNIWERSALNE ZASILANIE URZ^DZEN SYGNALIZACJI I AUTOMATYKI POZAROWEJ Z ZASILACZY INSTALOWANYCH POZA CENTRAL^ SYGNALIZACJI
POZAROWEJ. PROBLEMY I NOWE MOZLIWOSCI
Streszczenie
Zasilacze sygnalizacji i automatyki pozarowej podlegaj^ regulacjom zarowno europejskim jak i krajowym. Artykul przedstawia te wymagania oraz sposob ich spelnienia w przypadku zasilacza maksymalnie uniwersalnego. W dalszej cz?sci zwraca si? uwag?, ze obowi^zkowe wymagania s^uderzaj^co powsci^gliwe, jesli chodzi o sygnalizacji stanu zasilaczy, szczegolnie ich uszkodzen. Przedstawia si? koncepcj? sygnalizacji ponad wymagane i przyj?te w praktyce standardy. Zalet^ wdrozenia tej koncepcji powinno bye ograniczenie kosztow utrzymania rozproszonego zasilania sygnalizacji i automatyki pozarowej.
Summary
Power supplies of equipment of fire alarm and protection automation are subject to both European and domestic regulations. The paper presents these requirements and a way to fulfill them for a power supply of most versatility. Further, it is noted that the compulsory requirement are strikingly restrained in case of indication of state of power supplies, in particular their failure. A concept of indication above the required and practically accepted standards is presented. Savings on maintenance costs of distributed power supply should be the benefit of implementation of this concept.
Wst^p
Artykul koncentruje si? na problematyce gwarantowanego zasilania elektrycznego urz^dzen alarmowych i automatyki pozarniczej, pomijaj^c przy tym problematyk? zasilania pomp, wentylatorow, oswietlenia i wind. Ponadto nie zajmuje si? zasilaniem spr?zonym powietrzem i z wykorzystaniem energii spr?zyn.
Gwarantowane zasilanie urz^dzen przeciwpozarowych moze odbywac si? w sposob:
• scentralizowany
a) z gwarantowanej sieci napi?cia przemiennego 230VAC uzyskanej dzi?ki zastosowaniu:
• drugiego niezaleznego przyl^cza zasilania z innego urz^dzenia sieci pierwotnej,
• generatora maszynowego na paliwo ciekle,
• centralnego UPS,
b) z gwarantowanego napi?cia stalego, np. 24VDC,
• rozproszony
b) z sieci napi?cia przemiennego 230VAC za posrednictwem UPS rozmieszczonych
c) przy poszczegolnych urz^dzeniach,
d) z zasilacza AC/DC buforowanego akumulatorami stanowi^cymi rezerwowe
e) zrodlo zasilania.
Z powyzej wymienionych sposobow i srodkow realizacji w artykule ograniczono si? do zasilaczy AC/DC buforowanych akumulatorami.
Celem artykulu jest prezentacja samego urz^dzenia i przedstawienie na tle wymogow normalizacyjno-prawnych wszelkich mozliwosci technicznych zasilacza, ktory zostal skonstruowany tak, ze:
• uwzgl?dnia aktualne, interdyscyplinarne regulacje prawne,
• spelnia wymagania wszystkich odpowiednich dokumentow normatywnych UE,
• przechodzi specyficzny program najostrzejszych badan z danej grupy dla zroznicowanych zastosowan,
• charakteryzuje si? danymi technicznymi funkcjami i cechami predestynuj^cymi go do uniwersalnych zastosowan do zasilania urz^dzen ochrony przeciwpozarowej,
• moze byc koncepcyjnie zaadoptowany do wspolpracy rownoleglej przy rownoczesnym zwi?kszeniu mozliwosci komunikacji,
• moze byc wyposazony w niespotykane dot^d koncepcyjne systemy rozbudowanej komunikacji cyfrowej przekazuj ^cej sygnaly o poszczegolnych uszkodzeniach, informacje o stanach i parametrach na potrzeby zdalnego monitoringu, serwisu i (jezeli dostrzega si? tak^. potrzeb?) Centrali Sygnalizacji Pozarowej.
Problemy wymienione powyzej s^. omowione kolejno w tresci artykulu.
1. Regulacje prawne dotycz^ce urz^dzen ochrony przeciwpozarowej
Wyroby przeznaczone do stosowania w ochronie przeciwpozarowej, zwane dalej wspolnie SAP („sygnalizacja i automatyka pozarowa"), do ktorych zaliczaj^. siç systemy sygnalizacji pozarowej, systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepla, centrale automatycznego sterowania urz^dzeniami gasniczymi oraz inne systemy automatyki pozarowej, a wsrod nich zasilacze podlegaj^.:
• Obligatoryjnym dyrektywom nowego podejscia jednakowym dla wszystkich panstw czlonkowskich UE, a w szczegolnosci dla tej grupy wyrobow:
f) dyrektywie CPD - wyroby budowlane 89/06/EWG (Rozporz^dzenie MI z dn. 11.08.2004 Dz.U. nr 198 poz. 2041),
g) dyrektywie LVD - niskonapiçciowe wyroby elektryczne 2006/95/WE (Rozporz^dzenie MG z dn. 21.08.2007 Dz.U. nr 155 poz.1089),
h) dyrektywie EMC - kompatybilnosc elektromagnetyczna 2004/108/WE (Ustawa z dn. 13.04.2007 Dz.U. nr 82 poz.556).
• Normom zharmonizowanym z dyrektywami, wsrod ktorych dla zasilaczy najwazniejsze to:
i) dla dyrektywy CPD
• PN-EN 54-4 Systemy sygnalizacji pozarowej. Zasilacze.
• PN-EN 12101-10 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepla. Zasilacze. j) dla dyrektywy LVD
• PN-EN 60950-1 Urz^dzenia techniki informatycznej- Bezpieczenstwo - czçsc 1: Wymagania podstawowe.
• PN-EN 61204-7 Zasilacze niskiego napiçcia pr^du stalego - czçsc 7: Wymagania dotycz^ce bezpieczenstwa.
k) dla dyrektywy EMC - normy na emisjç i odpornosc na oddzialywanie czynnikow elektromagnetycznych - grupa kilkunastu norm przedmiotowych i grupowych -najwazniejsza z nich jest wyszczegolniona w spisie literatury w pozycji 9.
• Uregulowaniom prawnym, ktore mog^. byc wydane przez poszczegolnych czlonkow Unii, z uwagi na szczegolne interesy narodowe na podstawie art. 36 Traktatu Rzymskiego. W Polsce skorzystano z tego uprawnienia i wydano w dniu 20.06.2007 rozporz^dzenie
MSWiA w sprawie wykazu wyrobow sluz^cych zapewnieniu bezpieczenstwa publicznego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mienia, a takze zasad dopuszczenia tych wyrobow do uzytkowania (Dz. U. nr 143, poz. 1002). W tym akcie prawnym zasilacze SAP s^ uj?te w pkt. 12.2.
Dyrektywy nowego podejscia, wraz z aktami prawnymi z nimi zwi^zanymi, normami z nimi zharmonizowanymi, aprobatami, ustanawiaj^. obligatoryjne oceny zgodnosci wyrobow.
Wyroby przewidziane do stosowania jako urz^dzenia przeciwpozarowe podlegaj^. ostrzejszemu systemowi oceny zgodnosci w postaci udzialu jednostki notyfikowanej w badaniach, ocenie zgodnosci oraz nadzorze nad zakladow^ kontrol^ produkcji i/lub badaniem probek wyrobow.
W oparciu o obowi^zuj^ce akty prawne mozna wyroznic trzy systemy zgodnosci:
• Pierwszy system zgodnosci oparty na dyrektywach i normach zharmonizowanych,
• Drugi system zgodnosci oparty na krajowym dopuszczeniu do uzytkowania (dla wyrobow nie podlegaj^cych dyrektywom lub takim, dla ktorych nie wprowadzono norm zharmonizowanych),
• Trzeci system zgodnosci oparty na krajowych aprobatach technicznych b^d^cych synonimem normy przedmiotowej. Aktualnie dzi?ki przyj^ciu dostatecznie duzej ilosci norm zharmonizowanych nie ma potrzeby tworzenia aprobat technicznych na zasilacze wyrobow SAP.
Po wprowadzeniu Rozporz^dzenia MSWiA (pkt. 1.3) dla wyrobow SAP, w tym zasilaczy obowi^zuje system oceny zgodnosci, ktory mozna okreslic jako „1+2", polegaj^cy na ocenie zgodnosci wedlug wg pierwszego systemu i dopuszczeniu do uzytkowania wedlug systemu drugiego.
2. Dokumenty normatywne dla zasilaczy SAP
Dla zasilaczy przewidzianych do wspolpracy z wyrobami SAP zasadniczymi i w zasadzie wystarczaj ^cymi dokumentami stanowi^cymi podstaw? do badan w celu wykazania zgodnosci w obszarze notyfikowanym s^:
• Norma PN-EN 54-4 przywolana w dyrektywie CPD,
• Norma PN-EN 12101-10 przywolana w dyrektywie CPD,
• Rozporz^dzenie MSWiA z 20.06.2007.
Wymienione akty prawne odnosz^. siç do duzej liczby wymagan sprecyzowanych w pozostalych dyrektywach zwlaszcza EMC, dla której najwazniejsza jest norma grupowa PN-EN 50130-4, ustanawiaj^ca dla zasilaczy SAP siedem wymagan. Spelnienie tych wymagan sprawdza siç w laboratorium notyfikowanym.
Wymogi bezpieczenstwa i niektóre sposród EMC nieujçte w aktach prawnych wymienionych powyzej s^. sprawdzane zgodnie z tzw. Modulem A - bez obligatoryjnego udzialu jednostki notyfikowanej.
Wobec niespójnosci wymagan wymienionych aktów prawnych, wynikaj^cych z ustanowienia ich przez zupelnie rózne Komitety Techniczne, powstala koniecznosc opracowania zespolonego programu badan oraz kompleksowego podejscia do metodyki ich przeprowadzania.
3. Program badaú zasilaczy SAP
Przy opracowaniu programu badan zastosowano kompleksowe podejscie i wykorzystano metodykç najostrzejszego wymagania w celu zminimalizowania ilosci prób niezbçdnych do spelnienia wszystkich wymagan normatywnych.
Norma PN-EN 54-4 obejmuje 31 badan, a przy zalozeniu, iz jest to norma wiod^ca, do pelnego programu wybrano z tego 21 badan, w tym z normy PN-EN 50130-4, do której odsyla PN-EN 54-4 wybrano 6 badan.
Norma PN-EN 12101-10 obejmuje 33 badania, a do pelnego programu wybrano z niej 9 badan.
Rozporz^dzenie obejmuje 25 badan, a do pelnego programu wybrano z niego 11 badan. Te trzy dokumenty obejmuje l^cznie 89 badan.
Pelny program badan obejmuje 37 odrçbnych badan, a w zasadzie 41 badan, gdyz 4 badania wykonywane s^. podwójnie - dla dwóch róznych dokumentów ustanawiaj^cych calkowicie inne warunki i kryteria badan. Kompletna ich lista wykracza poza ramy niniejszego artykulu. Przykladowe szczególy podano dla czterech obligatoryjnych sygnalów o uszkodzeniach w tabeli stanowi^cej fragment programu badan zasilacza SAP.
Tabela 1.
Fragment programu badañ zasilacza SAP
Dokumenty normatywne,
Badana cecha w oparciu o które badana jest cecha wyrobu Dokument
wyrobu Certyfikat CPD Dopuszczenie normatywny: wiod^cy
*1 PN-EN 54-4:2GG1/A1:2GG4/A2:2GG6 *2 PN- *3 PN-EN 5G13G *4 Rozp Porównanie *1 ^ *4
Sygnalizowane uszkodzenia: EN 121G1-1G:2GG7 4:2GG2/A2: 2GG7 MSWiA 2G.G6.G7 Dz.U 143 poz.1GG2 i pomocniczy; Wymagania
a) zanik napiçcia
glównego zródla zasilania w ci^gu 3G min. od wyst^pienia p.5.4 a) p.6.4. a) - p.12.2.3.3. a) *1 *2 *4 zgodne *1 pkt 5.4 a)
zaniku
b) zanik napiçcia
rezerwowego zródla zasilania w ci^gu 15 min od wyst^pienia p.5.4 b) p.6.4. b) - p.12.2.3.3. b) *1 *2 *4 zgodne *1 pkt 5.4 b)
zaniku
c) wysok^. rezystancjç
wewnçtrzn^. baterii w ci^gu 4 godzin od p.5.4 c) - - - wymaganie tylko w *1 *1 pkt 5.4 c)
zdarzenia
d) uszkodzenie
urz^dzenia do ladowania baterii p.5.4 d) p.6.4. d) - p.12.2.3.3. c) *1 *2 *4 zgodne *1 pkt 5.4 d)
w ci^gu 3G min
e) obnizenie napiçcia
baterii do wartosci
mniejszej niz 9G% koncowego napiçcia - p.6.4 c) - - wymaganie tylko w *3 *2 pkt 6.4 c)
rozladowania w ci^gu
3G min.
f) obnizenie napiçcia
pracy do wartosci ponizej 9G% wartosci znamionowej w ci^gu - - - p.12.2.3.3. d) wymaganie tylko w *4 *4 pkt 2.2.3.3.d)
3G min
Wnioski:
• Realizacja badan wedlug programu obejmujacego wymagania dwoch norm i jednego rozporzadzenia zasadniczo zmniejsza ilosc badan z 89 do 41 i umozliwia oszczednosci finansowo-czasowe.
• Wykonanie badan zgodnie z programem jest wystarczajaca podstawa do otrzymania certyfikatu zgodnosci CPD z obu normami i swiadectwa dopuszczenia do uzytkowania na zgodnosc z rozporzadzeniem.
4. Charakterystyka zasilacza SAP
Przedmiotem rozwazan beda zasilacze buforowe SAP, ktore po zaniku sieci przekazuia energie bez przetwarzania - wprost z akumulatorow do zasilania urzadzen przeciwpozarowych. System taki cechuje sie wieksza niezawodnoscia i sprawnoscia w porownaniu z UPS, gdzie pomiedzy akumulatorem a odbiornikiem ochrony przeciwpozarowej znajduja sie dwa stopnie przetwarzania - pierwszy ze stalego napiecia akumulatora na przemienne 230V i drugi z napiecia przemiennego na stale 24V.
W tabeli ponizej podano dane techniczne na przykladzie buforowego zasilacza ZSP135-DR, spelniajacego wszystkie wymagania opisane w punkcie 2, a zatem odpowiadajacego kryteriom uniwersalnego zasilacza SAP.
Tabela 2.
Znamionowe parametry napigciowo-prqdowe zasilaczy ZSP135-DR
Znamionowe napiecie wyjsciowe w cyklu pracy buforowej w temperaturze 25°C 26.8V
Zakres zmian napiecia wyjsciowego *1) 20.0_28.0V
Maksymalny prad wyj sciowy Imax b 2, 3, 5 lub 7A
*1) Podany zakres obejmuje napiecia pomiedzy napieciem rozladowanej baterii akumulatorow (pod koniec cyklu pracy bateryjnej) do napiecia ladowania samoczynnego.
Tabela 3.
Bezpieczenstwo i warunki uzytkowania
Stopien ochrony PN-EN 60529:2003 IP 43
Klasa funkcjonalna PN-EN 12101-10:2007 A
Klasa srodowiskowa PN-EN 12101-10:2007 2
Klasa klimatyczna Rozp. MSWiA z dnia 20.06.2007 Dz. U. 143 Poz. 1002 I
Klasa ochronnosci PN-EN 60950-1:2007 I
Wytrzymalosc elektryczna izolacji: - pomiedzy obwodem wejsciowym (sieciowym) a obwodami wyjsciowymi 4200Vdc
zasilacza
- pomiçdzy obwodem wej sciowym (sieciowym) a obudow^ 2800Vdc
- pomiçdzy obwodami wyjsciowymi a obudow^ 1400Vdc
- pomiçdzy wyjsciem zdalnej sygnalizacji a obwodami wyjsciowymi 500Vdc
Tabela 4.
Wspôlne parametry elektryczne
Napiçcie zasilania 184...230...253V
Czçstotliwosc 47...53 Hz
Zaklôcenia radioelektryczne wg PN-EN 55022:2006 klasa B
Kompatybilnosc elektromagnetyczna PN-EN 54 4:2001/A2:2006 PN-EN 50130-4:2002/A2:2007
Pr^d uplywu w przewodzie ochronnym max 0.75mA
Pobôr pr^du z akumulatora na potrzeby wlasne zasilacza max 35mA
Napiçcie tçtnien na zaciskach wyj sciowych 150mVpp
Napiçcie wyjsciowe w cyklu pracy buforowej (nominal przy 25 °C) 26.8V
Wspôlczynnik kompensacji temperaturowej (w zakresie 5...35°C) -48mV/°C
Napiçcie wyj sciowe podczas ladowania samoczynnego 28.0V
Napiçcia akumulatora uruchamiaj ^ce ladowanie samoczynne 22.8V
Czas zaniku zasilania sieciowego uruchamiaj ^cy ladowanie samoczynne 5 min
Czçstotliwosc testu akumulatora i pomiaru rezystancji obwodu baterii 10 min
Czas testu akumulatora 10 s
Dopuszczalne napiçcia akumulatora podczas testu obwodu baterii *1) 24.0V
Maksymalna rezystancja obwodu akumulatora *2) 250mQ
Akumulator rozladowany podczas pracy z baterii *3) 21.6V
Minimalne napiçcie akumulatora - odl^czenie baterii 20.0V
Wej scie zewnçtrznego sygnalu dwustanowego (2 linie na potencjale masy urz^dzenia) 5V/1mA
Sygnalizacja zdalna- przekazniki (zanik zasilania, alarm zbiorczy), trzy styki przel^czalne (NO i NC) obci^zalnosci 30VDC/1A
*1) Uruchomienie sygnalizacji uszkodzenia.
*2) Gwarantowana wartosc rezystancji obwodu akumulatora, przy ktôrej zostanie uruchomiona sygnalizacja alarmu.
*3) 90% napiçcia znamionowego baterii akumulatorôw. Zgodnie zRozp. MSWiA z 20.06.2007Dz. U. Nr 143 Poz. 1002pkt 12.2.3.3 d).
Tabela 5.
Indywidualne parametry elektryczne
<s <s <s
< < < < < < < <
ei ei ei ei ei ei ei ei ei
O O O O O O O O O
rn rn rn rn rn rn rn rn rn
CM CM CM CM CM CM CM Cm CM
N N N N N N N N N
Maksymalny pobór pr^du z sieci 0.6A 0.8A 1.0A 1.5A
Sprawnosc 77% 77% 80% 82%
Maksymalny pr^d ladowania akumulatora 2.0A 2.0A 2.0A 2.0A 2.0A 2.0A 2.0A 2.0A 2.0A
Pojemnosc baterii akumulatorów. *1) 18Ah 18Ah 28Ah 18Ah 28Ah 40Ah 18Ah 28Ah 40Ah
Pr^d konca ladowania samoczynnego *2) 0.5A 0.5A 0.5A 0.5A 0.5A 0.5A 0.5A 0.5A 0.5A
*1) W miejsce akumulatora 18Ah moze byc montowany akumulator o pojemnosci 17Ah.
*2) Ladowanie samoczynne zostaje zakonczone równiez po czasie dluzszym od 18 godzin lub po przekroczeniu temperatury 40°C w otoczeniu baterii akumulatorów.
Tabela 6.
Parametry mechaniczne
Typ szafki
A B C
Maksymalna pojemnosc baterii akumulatorów 18Ah 28Ah 40Ah
Wymiary gabarytowe (S x W x G) 390 x 350 x 90 390 x 350 x 140 450 x 350 x 180
Mocowanie
wewn^trz szafki (S x W) 350x310 350x310 310x410
przy zastosowaniu uchwytów (S x W) 350x370 350x370 370x410
Masa bez baterii akumulatorów 6,4kg 8,3kg 11,0kg
Masa z bateri^ akumulatorów 18,0kg 28,3kg 42,3kg
Zasilacz ZSP135-DR sukcesywnie zast^puje analogiczny wyrób ZSP135-D, którego produkcj? rozpocz^to w roku 2006, a wi?c przed wprowadzeniem normy PN-EN 12101-10 w marcu 2007 i rozporz^dzenia w czerwcu 2007. Porównanie obu zasilaczy pokazano w tabeli 7 ponizej.
Tabela 7.
Porównanie zasilaczy ZSP135-DR i ZSP135-D
Typ zasilacza Wlasciwosc ZSP135-D cert. 2263/2006 aprobata AT-0604-0086/2006 ZSP135-DR cert. 1438/CPD/0163 sw. dop. 0583/2009
Pomiar rezystancji obwodu bateryjnego zgodnie z PN-EN 54-4/A2 Nie Tak
Zgodnosc z PN-EN 12101-10 Tak - 1 klasa srodowiskowa Tak - 2 klasa srodowiskowa
Dopuszczenie Nie Tak - wymagane badanie odpornosci na atmosferç SO2
Stopien ochrony IP 32 IP43
Odpornosc na atmosferç SO2 Nie badano - nie dotyczy 1 i 2 klasy srodowiskowej Tak, dotyczy I i II klasy klimatycznej
Klasa klimatyczna (dopuszczenie) Nie podlega I
Pobór pr^du z akumulatora na potrzeby wlasne zasilacza max 60mA max 35mA
Pojemnosc akumulatora na potrzeby wlasne zasilacza (dozór 72h, alarm 0.5h) min. 5.бЛЬ min. 3.3Ah
Najistotniejsze cechy, funkcje i wlasnosci omawianego zasilacza SAP to:
• gwarantowane zasilanie 24 V bez jakichkolwiek chwilowych zaników napiçcia,
• kompleksowa kontrola procesu ladowania samoczynnego i stanu naladowania akumulatorów oraz cykliczne testy ich zdolnosci do obci^zenia w trybie pracy buforowej,
• pomiar rezystancji obwodu bateryjnego zgodnie z poprawk^. A2 do PN-EN 54-4,
• uzaleznienie napiçcia pracy buforowej od temperatury,
• ochrona baterii przed zbyt glçbokim rozladowaniem,
• kontrola stanu bezpiecznika akumulatora,
• kontrola stanu bezpieczników obu wyj sc,
• sygnalizacja optyczna i zdalna - przekaznikowa stanów uszkodzenia,
• mozliwosc komunikacji cyfrowej.
5. Zwiçkszenie mozliwosci komunikacji
Wyposazanie zasilacza w procesor oraz gniazdo komunikacji cyfrowej daje dodatkowe mozliwosci w zakresie monitoringu informacyjnego (w trakcie pracy bez awarii) oraz informowania o uszkodzeniach (po awarii). Zamiast dwustanowego sygnalu uszkodzenia zbiorczego bylaby dostçpna informacja o stanach wszystkich kluczowych podzespolów i ich funkcji oraz mozliwosc dostçpu do mierzonych przez zasilacz na potrzeby wlasne parametrów. Z uniwersalnego zasilacza SAP mozna odczytac:
• Napiçcie baterii,
• Napiçcie prostownika,
• Pr^d ladowania,
• Temperature,
• Wynik testu baterii,
• Rezystanj obwodu bateryjnego (zgodnie z wymaganiami zmiany A2 do PN-EN 54-4),
• Stany:
l) Stan baterii (OK, brak, przepalony bezpiecznik, obci^zona, rozladowana, bl^d testu, wysoka rezystancja),
m) Obecnosc napiecia na wyjsciu nr 1,
n) Obecnosc napiecia na wyj sciu nr 2.
Najprostsz^. metod^ odczytania tych wartosci jest zastosowanie czytnika lokalnie podl^czanego do badanego zasilacza. Taki tester pokazany jest na Ryc. 1.
Pracownik sluzb nadzorjcych instalacje wyposazony w tester moze wykonac okresowy przegl^d lub zareagowac na sygnal o uszkodzonym zasilaczu. W pierwszym przypadku uwolniony jest od potrzeby posiadania miernikow elektrycznych, w szczegolnosci stosunkowo drogiego miernika rezystancji baterii. W drugim przypadku moze latwo dokonac wstepnej diagnostyki uszkodzenia, a nastepnie samodzielnie lub po telefonicznych konsultacjach z producentem zasilacza wybrac optymalne dzialania naprawcze. W wielu przypadkach mozna unikn^c demontazu zasilacza i przesylania do producenta, a wiec zaoszczedzic czas zarowno
Ryc. 1. Tester zasilaczy ZSP135
uzytkownika jak i producenta, a takze skrocic czas niesprawnosci zasilacza, a przez to takze okres ulomnej ochrony przeciwpozarowej.
Oszczednosci i minimalizacja czasu niesprawnosci, ale przede wszystkim zwiekszona niezawodnosc wynikajaca z rzetelnie prowadzonych przegladow nabiera tym wiekszego znaczenia, im wiecej zasilaczy pracuje w systemie ochrony przeciwpozarowej. Jednoczesnie jednak rosnie presja na automatyzacj e przegladow i wyeliminowanie dlugotrwalego „zwiedzania" calego budynku od zasilacza do zasilacza. Rozwiazaniem tego problemu jest zdalny dostep do informacji udostepnianych przez zasilacz, przy czym wydaje sie, ze ciekawe jest wykorzystanie do komunikacji z zasilaczami pomyslu ich wspolpracy rownoleglej.
6. Wspolpraca rownolegla zasilaczy SAP
Koncepcja wspolpracy rownoleglej przedstawiona jest na Ryc. 2. Jak widac, kazdy zasilacz oprocz zasilania swojej grupy urzadzen sygnalizacji i automatyki pozarowej podlaczony jest do petli zasilania. Elementami tego podlaczenia sa izolatory zwarc, pelniace analogiczna role jak podobne urzadzenia w petli dozorowej oraz adaptery, wymagane z powodu roznic napiec poszczegolnych zasilaczy (czy tez w wiekszym stopniu poszczegolnych baterii akumulatorow).
230VAC
Ryc. 2. Schemat blokowy wspolpracy rownoleglej zasilaczy przeciwpozarowych
Petla zasilania poprowadzona przez strefy tworzy redundantne rozproszone zasilanie 24VDC. Przyklad na Ryc. 3 pokazuje zasilanie strefy w ktorej bateria akumulatorow ma niewystarczajaca pojemnosc, a zasilanie podstawowe zostalo odlaczone z powodu pozaru lub
takze uleglo awarii. Jak widac, redundancja polega na zasilaniu urz^dzen w strefie dotkni^tej pozarem przez zasilacze z pozostalych stref.
Rownolegle polqczenie zasilaczy kreuje zalety:
• Redundancja - nie stosowana dot^d w zasilaniu 24 VDC na potrzeby ochrony przeciwpozarowej. - moze spotkac si? z przychylnym przyj^ciem klientow, przynajmniej w najbardziej wymagaj^cych lokalizacjach,
• Analogia z p^tlq, dozorow^ moze byc przydatna w promocji nowego podej scia,
• Reakcja regulatorow rynku i ubezpieczycieli powinna byc takze przychylna,
• Niezaleznie od zwi?kszonej niezawodnosci w czasie alarmu, pomysl umozliwia bezpieczn^. konserwaj np. testowe rozladowanie baterii.
Ryc. 3. Przeplyw energii pomi?dzy zasilaczami pol^czonymi rownolegle po awarii jednego
z nich
Stawia takze nowe pytania:
• Czy wlasciwe jest zalozenie jednego zasilacza (oraz jednego podwojnego izolatora zwarc) w kazdej strefie?
• Jaka moc jest wymagana w danej strefie: rowna obci^zeniu w tej strefie, wi?ksza, a moze mniejsza?
• Czy zmniejszone ryzyko zrównowazy dodatkowy koszt?
• Czy takie rozwi^zanie jest dopuszczane przez obecne przepisy?
Pozostawiamy te pytania na razie bez odpowiedzi, licz^c na reakcjç Srodowiska. Nalezy jednak w tym miejscu wrócic do poruszonego wczesniej problemu cyfrowej, zdalnej (tzn. innej niz lokalne podi^czenie testera) komunikacji z grupq, zasilaczy SAP.
7. Komunikacja zasilaczy SAP z CSP lub innymi centralami nadzoru
Modelem odniesienia dla dyskusji niech bçdzie schemat zaczerpniçty z normy PN-EN 54-1, powtórzony na Ryc. 4.
Ryc. 4. Schemat systemu ochrony przeciwpozarowej: A - czujka pozarowa, B - centrala sygnalizacji pozarowej (CSP), C - pozarowe urz^dzenie alarmowe, D - rçczny ostrzegacz pozarowy (ROP), E - urz^dzenie transmisji alarmów pozarowych, F - stacja odbiorcza alarmów
pozarowych, G - urz^dzenie sterownicze automatycznych urz^dzen zabezpieczaj^cych, H -automatyczne urz^dzenie zabezpieczaj^ce, przeciwpozarowe, J - urz^dzenie transmisji sygnaiów o uszkodzeniach, K - stacja odbiorcza sygnaiów o uszkodzeniach, L - urz^dzenie zasilaj^ce
central?
Do pokazanego schematu nalezy dodac nastçpuj^ce uwagi:
• Wszystkie elementy za wyj^tkiem CSP (B) mog^. wystçpowac wielokrotnie; szczegôlnie dotyczy to czujek (A), ROPôw (D) oraz urzadzen automatyki (H),
• W praktyce nie stosuje siç odrçbnych pol^czen kazdego elementu z central^, lecz pçtlç sygnalow^,
• Zasilania wymagaj^. wszystkie elementy, nie tylko CSP, przy czym odrçbne zasilacze (L) stosuje siç najczçsciej dla urzadzen automatyki i ich centralek, np. centralki oddymiania i klap (elementy G i H na schemacie).
Podsumowuj^c, w duzej instalacji mozemy miec do czynienia z kilkudziesiçcioma-kilkuset zasilaczami pracuj^cymi na rzecz poszczegôlnych elementôw systemu, glôwnie B, G i H, ale potencjalnie takze wszystkich innych pokazanych na Ryc. 4.
Minimalnym wymaganiem stawianym przez przytoczone wyzej normy w zakresie informowania o awarii zasilania jest dwustanowy, przekaznikowy sygnat zbiorczy, informuj^cy co prawda o uszkodzeniu, ale bardzo ogôlnie. Katalog zdarzen bçd^cych podstaw^. do wygenerowania tego sygnalu sklada siç w kazdym z aktôw prawnych (PN-EN 54-4/A2, PN-EN 12101-10, Rozp. MSWiA z 20.06.2007) z czterech obligatoryjnych uszkodzen, ktôre musz^. wywolac alarm zbiorczy. Z tego trzy zdarzenia s^. jednakowe dla tych dokumentôw, a czwarte jest w kazdym z nich sformulowane inaczej (patrz tabela w punkcie 3 - Program badan).
Oprôcz wymienionych czterech sygnalôw obligatoryjnych omôwiony wyzej uniwersalny zasilacz SAP generuje dodatkowo sygnaly fakultatywne zwi^zane z uszkodzeniami bezpiecznikôw dwôch wyjsc, bezpiecznika baterii, wysok^. rezystanj obwodu bateryjnego, transmitowanym alarmem zewnçtrznym oraz po otwarciu drzwi szafki (opcja).
Pomijaj^c nagann^. sytuacjç nieobslugiwania wyjscia przekaznikowego sygnalu o uszkodzeniu w ogôle, wyjscie to przekazywane jest do CSP jednym z trzech sposobôw:
• Podl^czaj^c kazdy zasilacz do oddzielnego wejscia centrali; wad^. tego podejscia jest brak wolnych wej sc,
• Dedykowan^. pçtl^, ktôrej przerwanie w ktôrymkolwiek miejscu (w szczegôlnosci przez przekaznik rozwieraj^cy styki w stanie alarmu) generuje alarm w centrali; wad^. tego podejscia jest brak informacji, ktôry zasilacz zglasza uszkodzenie,
• Wykorzystuj^c pçtlç dozorow^, przez moduly liniowe - wad^. jest wykorzystywanie adresôw urz^dzen oraz koszt powiçkszony o cenç modulôw.
Niezaleznie od wad wskazanych wyzej w kazdym przypadku nie przekazuje siç do CSP informacji o przyczynie alarmu, a takze o stanach i wartosciach pomiarow opisanych w punkcie 5. Nic wiçc dziwnego, ze serwisant udaj^cy siç na miejsce instalacji w celu usuniçcia awarii nie uzyskuje zadnych wskazowek dostçpnych w centrali CSP. Przydatnosc tych informacji nie budzi chyba w^tpliwosci, ale z drugiej jednak strony pojawia siç pytanie: czy informacje te powinny byc dostçpne w centrali sygnalizacji pozarowej? Wielu specjalistow stoi na stanowisku, ze nie, poniewaz centrala zgodnie ze swoj^. nazw^. powinna informowac o pozarze, a nie
0 „przepaleniu bezpiecznika w trzecim zasilaczu na czwartym piçtrze". Innymi slowy, priorytetem CSP jest alarmowanie o pozarze, a obslugiwanie duzej liczby innych zdarzen wprowadza szum informacyjny, stçpiaj^cy czujnosc obslugi oraz wprowadzaj^cy zamieszanie w czasie rzeczywistego alarmu i akcji ratowniczej.
Skoro szczegolowe informacje o stanie poszczegolnych zasilaczy powinny byc dostçpne w jednym miejscu, ale nie w centrali sygnalizacji pozarowej, to znaczy, ze nalezy je zebrac
1 udostçpnic w innym urz^dzeniu. Nazwijmy takie urz^dzenie central^ zasilania pozarowego. Zabieg oddzielenia obslugi informacji o zasilaniu od CSP nie niweluje jednak pytania o komunikacjç zasilaczy z central^, szczegolnie ze w tym przypadku „nie wypada", aby nie byla to komunikacja cyfrowa. Jezeli uzytkownik uznal przedstawione w punkcie 6 zalety wspolpracy rownoleglej zasilaczy, to narzucaj^cym siç rozwi^zaniem jest poprowadzenie komunikacji pçtl^. zasilania. W ten sposob pçtla ta staje siç pçtlq zasilania i komunikacji. Koncepcja centrali zasilania pozarowego wraz z pçtlq, zasilania i komunikacji pokazana jest na Ryc. 5.
Zasilacz + adapter + izolator
Zasilacz + adapter + izolator
Zasilacz + adapter + izolator
»
Ш-
Centrala zasilania pozarowego
Pçtla zasilania i komunikacji - "merabus"^/ Przekaznikowy alarm zbiorczy \ Pçtla dozorowa
standardowa siec komunikacji
1 V
Ryc. 5. Schemat blokowy wykorzystania pçtli zasilania do komunikacji
Tak wiçc w centrali zasilania pozarowego dostçpne bylyby szczególowe informacje o stanie poszczególnych zasilaczy. Dodatkowe funkcje jakie moglaby pelnic ta centrala to:
• Rejestracja stanów i pomiarów w celu ich analizy, w szczególnosci rejestracja trendu rezystancji obwodów bateryjnych; przykladowa prezentacja takiego trendu pokazana jest na Ryc. б,
Automatyczne, okresowe testowanie zasilaczy, np. wywolywanie testowego rozladowania baterii akumulatorów.
4,00 3,50
3,00 2,50
Ryc. 6. Rezystancja (w mQ) osmiu akumulatorow 80Ah w rzeczywistej instalacji
Dost?p do informacji przekazywanych do centrali zasilania pozarowego moglby byc:
• Bezposredni, tzn. serwisant w reakcji na alarm zbiorczy odczytuje potrzebne informacje bezposrednio z centrali, posluguj^c si? wyswietlaczem tej centrali lub podl^czonym laptopem,
• Przez zintegrowany system nadzoru, tzn. centrala zasilania pozarowego, podobnie jak i CSP komunikuje si? z nadrz?dnym system nadzoru,
• Przez web serwer, b?d^cy cz?sci^ centrali.
Trzeba sobie jednak zdawac spraw?, ze zastosowanie przedstawionej koncepcji zwi?ksza naklady inwestycyjne. Obecnie na polskim rynku dominuje zasada realizacji minimum wymagan stawianych przez przepisy prawa. Znamienny dla Polski jest takze brak zainteresowania ubezpieczycieli stosowaniem ponadstandardowych srodkow ochrony przeciwpozarowej. Z drugiej strony wydaje si?, ze powoli przewija si? swiadomosc, ze inwestycja pocz^tkowa to wierzcholek gory lodowej jak^. s^. ogolne koszty posiadania, w tym koszty konserwacji, a takze koszty skutkow wadliwie dzialaj^cej ochrony przeciwpozarowej, l^cznie z odpowiedzialnosci^. cywiln^, a nawet karn^..
Dla klientow zainteresowanych wprowadzeniem redundancji zasilania awaryjnego oraz poszerzeniem zakresu i ulatwieniem dost§pu do informacji o stanie zasilaczy mamy dobrq wiadomosc. Prowadzone sq prace rozwojowe w celu zmaterializowania
Po roku Po 2 latach Po 3 latach
zintegrowanej wspôlpracy rôwnoleglej oraz komunikacji w duchu przedstawionych w artykule idei, o roboczej nazwie „merabus".
Podsumowanie
• Na tle innych rozwi^zan zasilanie 24VDC w zastosowaniach ochrony przeciwpozarowej odznacza siç prostot^ i niezawodnosci oraz bezpieczenstwem przeciwporazeniowym,
• Mozliwe jest skonstruowanie i sprawne przeprowadzenie certyfikacji i dopuszczenia zasilaczy SAP o uniwersalnych zastosowaniach,
• Dostosowanie zasilaczy do pracy rôwnoleglej podnosi niezawodnosc zasilania do poziomu nieporôwnywalnego z jakimkolwiek innym rozwi^zaniem,
• Ograniczenie informacji pobieranej z zasilaczy do wymaganego obecnie dwustanowego sygnalu o alarmie zbiorczym utrudnia konserwacjç systemu i reagowanie na uszkodzenia, szczegôlnie w przypadku instalacji wykorzystuj ^cych duz^. liczbç zasilaczy,
• Cyfrowa komunikacja jest szczegôlnie wskazana, aby w pelni wykorzystac pomiar rezystancji, i tak obligatoryjny po wprowadzeniu poprawki A2 do normy PN-EN 54-4,
• Aby nie przeci^zac CSP nadmiarem informacji pochodz^cych z zasilaczy mozna wdrozyc central? zasilania pozarowego,
• Prowadzenie wspôlpracy rôwnoleglej zasilaczy i komunikacji cyfrowej t^ sam^. pçtlq, jest optymalnym i eleganckim rozwi^zaniem postulowanych pomyslôw.
Literatura
1. PN-EN 54-1:1998; Systemy sygnalizacji pozarowej - Wprowadzenie.
2. PN-EN 54-2:2002; Systemy sygnalizacji pozarowej - Czçsc 2: Centrale sygnalizacji pozarowej.
3. PN-EN 54-2:2002/A1:2007; Systemy sygnalizacji pozarowej - Czçsc 2: Centrale sygnalizacji pozarowej.
4. PN-EN 54-4:2001; Systemy sygnalizacji pozarowej - Czçsc 4: Zasilacze.
5. PN-EN 54-4:2001/A1:2004; Systemy sygnalizacji pozarowej - Czçsc 4: Zasilacze.
6. PN-EN 54-4:2001/A2:2007; Systemy sygnalizacji pozarowej - Czçsc 4: Zasilacze.
7. PN-EN 12101-10:2007; Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepla - Czçsc 10: Zasilacze.
8. PN-EN 12101-10:2007/AC:2007.
9. PN-EN 50130-4:2002; Systemy alarmowe - Czçsc 4: Kompatybilnosc elektromagnetyczna - Norma dla grupy wyrobów: Wymagania dotycz^ce odpornosci urz^dzeñ systemów alarmowych pozarowych, wlamaniowych i osobistych.
10. PN-EN 50130-4:2002/A2:2007; Systemy alarmowe - Czçsc 4: Kompatybilnosc elektromagnetyczna - Norma dla grupy wyrobów: Wymagania dotycz^ce odpornosci urz^dzeñ systemów alarmowych pozarowych, wlamaniowych i osobistych.
11. PN-EN 60950-1:2007; Urz^dzenia techniki informatycznej - Bezpieczenstwo - Czçsc 1: Wymagania podstawowe.
12. PN-EN 61204-7:2009; Zasilacze niskiego napiçcia pr^du stalego - Czçsc 7: Wymagania dotycz^ce bezpieczenstwa.
13. CPD Dyrektywa 89/106/EWG Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 21 grudnia 1988 w sprawie zblizenia przepisów ustawowych, wykonawczych i administracyjnych panstw czlonkowskich odnosz^cych siç do wyrobów budowlanych.
14. EMC Dyrektywa 2004/108/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 w sprawie zblizenia ustawodawstwa panstw czlonkowskich odnosz^cych siç do kompatybilnosci elektromagnetycznej oraz uchylaj^c^. dyrektywç89/336/EWG.
15. LVD Dyrektywa 2006/95/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 12 grudnia 2006 w sprawie harmonizacji ustawodawstwa panstw czlonkowskich odnosz^cych siç do sprzçtu elektrycznego przewidzianego do stosowania w okreslonych granicach napiçcia.
16. CPD Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury z dnia 11 sierpnia 2004 w sprawie sposobów deklarowania zgodnosci wyrobów budowlanych oraz sposobu oznakowania ich znakiem budowlanym Dz. U. nr 198 poz. 2041.
17. EMC Ustawa z dnia 13 kwietnia 2007 o kompatybilnosci elektromagnetycznej Dz. U. nr 82 poz. 556.
18. LVD Rozporz^dzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 sierpnia 2007 w sprawie zasadniczych wymagan dla sprz^ty elektrycznego Dz. U. nr 155 poz. 1089.
