Главная › Новости

Автоматические системы обнаружения пожара

Опубликовано: 19.11.2018

MIPS 2015. Евгений Козлов, Синкросс: презентация интеллектуальных систем обнаружения пожара

Данные системы включают основной и аварийный источники питания, приемное устройство, пожарные извещатели, звуковые и световые сигналы.

 

Источники питания . Как правило, питание к системе подается по отдельной цепи от распределительного щита судовой сети или от аккумуляторных батарей.

Если предусматривается питание от акку­муляторных батарей, они должны использоваться только для систем сигнализации обнаружения пожара. Следует использовать две батареи, одна из которых должна работать, а другая - находиться под зарядкой. Если две батареи являются основным источником питания системы, то батарея, находящаяся под зарядкой, может служить аварийным источником питания.

КАК ВЫБРАТЬ ПОЖАРНУЮ СИГНАЛИЗАЦИЮ? \ ТИПЫ ПОЖАРНЫХ СИГНАЛИЗАЦИЙ

 

Приемное устройство. Это устройство состоит обычно из закрытой влагонепроницаемой панели с сигнализацией о пожаре, неисправности системы и прекращении подачи питания. Сигнализация состоит из светового и звукового сигналов.

Система пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления «БАСТИОН-ВД» (Спецавтоматика)

Приемное устройство имеет также переключатель питания для подсоединения аварийного источника питания при нарушении подачи энергии от основного источника. В системе предусмотрено устройство защиты от перегрузок для предупреждения повреждения в случае неполадок в электрической сети. В приемном устройстве может также размещаться оборудование для зарядки батарей.

Пожарные извещатели. Пожарные извещатели реагируют и подают сигнал о повышении темпера-туры, появлении дыма, пламени и некоторых других признаков пожара. Не все типы извещателей находят применение на судах, так как установка некоторых из них практически невозможна, а других просто не нужна.

Наибольшее распространение на судах получили тепловые извещатели, так как они реагируют на теплоту, выделяющуюся при пожаре, и срабатывают под ее воздействием. Основные типы тепловых извещателей - это максимальные, дифференциальные и комбини­рованные максимально-дифференциальные извещатели.

 

Максимальные извещатели. Максимальный извещатель подает сигнал пожарной тревоги, когда температура прибора достигает определенного значения. При этом необходимо иметь в виду, что прибор срабатывает только тогда, когда установленного значения достигает температура самого извещателя, а не окружающего воздуха.

Разница между этими двумя температурами, т.е. температурой окружающего воздуха и температурой, необходимой для срабатывания прибора, называется инерционностью извещателя.

Она возникает потому, что для повышения температуры извещателя до порога срабатывания к нему должна быть передана теплота от окружающего воздуха. Передача тепла займет какое-то время.

Практически никогда не бывает так, чтобы температура окружающего воздуха и температура прибора были одинаковыми. Таким образом, при срабатывании максимального извещателя температура окружающего воздуха всегда выше, чем самого извещателя. Инерционность извещателя пропор­циональна скорости подъема температуры в данном районе.

Максимальные извещатели отличаются друг от друга конструкцией и принципом действия. Обычные типы максимальных извещателей - это биметаллические, электрические, с плавящимся металлом и с расширяющейся жидкостью.

 

Извещатели с биметаллической пластиной. Чувствительный элемент этого прибора изготовлен из двух пластин различных металлов, сваренных вместе и имеющих различные коэффициенты теплового расширения. При нормальной температуре пластина занимает прямое положение (рис. 9.1 а). При увеличении температуры биметаллическая пластина изгибается, так как один металл расширяется быстрее другого и касается точки контакта, замыкая электрическую цепь и передавая сигнал тревоги (рис. 9.1 б).

 

Рис. 9.1. Тепловой извещатель с биметаллической пластиной; а - при нормальной температуре (сигнальная цепь разомкнута); б - при подъеме температуры (сигнальная цепь замкнута)

1 - источник энергии: 2 - сигнальная панель; 3 - металл с большим коэффициентом расширения; 4 - металл с малым коэффициентом расширения

 

Преимущество биметаллической пластины заключается в том, что она после прекращения поступления теплоты возвращается в первоначальное положение. Если она не разрушилась при пожаре, ее можно использовать повторно. Недостатком элемента этого типа является возможность ложного срабатывания.

Когда пластина приближается к точке контакта при температуре ниже того минимального значения, при котором срабатывает сигнал тревоги, вибрация судна или механический удар о корпус извещателя могут вызвать замыкание цепи, а причина срабатывания остается неясной.

 

Извещатель с биметаллическим диском мгновенного действия (рис. 9.2 а). Подобно биметаллической пластине, диск мгновенного действия при температуре срабатывания резко изменяет свою форму и упруго замыкает контракты (рис. 9.2 б). При снижении температуры он возвращается в первоначальное положение.

 

Рис. 9,2. Биметаллический диск мгновенного действия: а - при нормальной температуре; б - сработавший диск:

1 - к сигнальному устройству; 2 - биметаллический диск

 

Приборы с биметаллическими пластинами и дисками - это точечные приборы, т.е. приборы, реагирующие на температуру в одном определенном месте. В защищенном районе устанавливаются .несколько извещателей в небольших корпусах, подключаемых к приемной станции.

 

Термостатический кабель (электрический тепловой извещатель). Он состоит из двух проводов, заключенных в защитную оболочку. Между проводами, на один из которых подается питание, а на другой нет, помещается изоляционный материал. При определенной температуре изоляционный материал расплавляется, находящийся под напряжением провод касается другого и замыкает электрическую цепь (рис. 9.3).

Термостатический кабель - это извещатель лучевого типа. Через защищаемую площадь протягивается кабель, длина которого обеспечивает защиту всей площади. Весь участок кабеля действует как чувствительный элемент. Извещатели этого типа после срабатывания требуют замены, поскольку при этом разрушается участок сработавшего кабеля.

 

Рис. 9.3. Термостатический кабель: 1 - к источнику энергии; 2 - сигнальная цепь; 3 - тесьма; 4 - целлофан; 5 - пластмасса

 

Металлический кабель. Другим типом электрического лучевого извещателя является металлический кабель, внутри которого находится никелевый провод. Кабель и провод отделяются друг от друга солью, сопротивление которой зависит от температуры.

Когда температура повышается до диапазона срабатывания извещателя, сопротивление соли уменьшается настолько, что ток может течь из наружного кабеля в никелевый провод.

Появление тока в никелевом проводе вызывает срабатывание сигнала тревоги на приемном устройстве. Если этот извещатель не будет поврежден пожаром, то при снижении температуры он вновь самостоятельно восстановится.

 

Извещатель с плавкой металлической вставкой. При определенной. температуре эта вставка расплавляется. В извещателе плавкая вставка используется для удержания подвижного контакта выключателя (рис. 9.4 а). При ее расплавлении контакт приходит в движение и замыкает цепь, в результате чего звучит сигнал тревоги (рис. 9.4 б).

Плавкие вставки используются также в спринклерах. При рас­плавлении вставки вода начинает разбрызгиваться, и срабатывает сигнал тревоги. После того как система обнаружения пожара вновь установится в рабочее положение, плавкие вставки необходимо заменить.

 

Рис. 9.4. Плавкая металлическая вставка: а - при нормальной температуре; б - при повышении температуры

1 - к сигнальному устройству; 2 - от источника энергии; 3 - плавкая металлическая вставка

 

Извещатель с расширяющейся жидкостью. Принцип их работы аналогичен принципу работы приборов с плавкой вставкой. Они используются для того, чтобы зафиксировать воду з спринклере либо подвижный контакт в электрическом выключателе.

Разрушающаяся стеклянная колба частично заполнена жидкостью, над которой остается воздушное пространство (рис. 9.5 а). При повышении температуры жидкость расширяется. При определенной температуре колба разрывается, освобождая содержимое (рис. 9.5 б). Для возвращения системы в рабочее состояние колбу следует заменить.

 

Рис. 9.5. Извещатель с расширяющейся жидкостью: а - при нормальной

температуре; б - при разрушении колбы 1 - пружина; 2 - воздушный пузырек; 3 - стеклянная колба

 

Дифференциальные извещатели. Дифференциальные извещатели реагируют на скорость повышения температуры, а не на саму температуру и срабатывают при превышении этой скоростью определенного значения.

Например, извещатель установлен на скорость нарастания температуры 8 °С в минуту. Если температура извещателя поднимается с 38 до 46°С за минуту, то раздается сигнал тревоги. Но если температура поднимается с 41 до 46°С за минуту, этот извещатель не сработает. Скорость нарастания температуры, вызывающая срабатывание прибора, зависит от его конструкции, а последняя - от конкретного назначения прибора. Например, пневматические извещатели, одобренные для пассажирских и грузовых судов, устанавливаются на срабатывание при подъеме температуры в центре цепи примерно на 22°С в минуту.

Дифференциальные извещатели имеют следующие достоинства:

медленный подъем температуры не вызывает срабатывания прибора;

приборы можно использовать в районах с низкими (в охлаждаемых помещениях) и с высокими (в котельных отделениях) температурами;

извещатели этого типа обычно реагируют быстрее, чем максимальные извещатели;

если они не разрушились в результате пожара, то их можно

быстро восстановить для последующего использования. Из недостатков дифференциальных извещателей необходимо отметить следующие:

они могут давать ложный сигнал, если быстрый подъем температуры не является следствием пожара, например при включении обогревательного прибора в случае проведения вблизи установки извещателя огневых работ;

тлеющий пожар, вызывающий медленное повышение темпе­ратуры, например, в кипах хлопка или в плотно уложенном грузе, может не вызвать срабатывания извещателей этого типа.

 

Наиболее широко используются пневматические и термоэлек­трические дифференциальные извещатели.

 

Пневматические дифференциальные извещатели. Принцип работы пневматического извещателя состоит в том, что нарастание темпера­туры вызывает повышение давления газа, находящегося в ограничен­ном объеме.

Существуют две разновидности пневматических извеща­телей: лучевые и точечные. В лучевых извещателях (9.6 а) медная трубка небольшого диаметра подвешивается высоко в защищаемом помещении.

Увеличение температуры трубки вызывает повышение давления воздуха в ней. Часть этого воздуха выходит через небольшое отверстие, в результате чего давление в трубке снижается.

Но если температура прибора поднимается с установленной или большей скоростью, давление повышается быстрее, чем снижается, за счет выхода воздуха через отверстие. Это вызывает растягивание диафрагмы, замыкающей пару контактов, в результате чего срабатывает сигнал тревоги.

 

Рис. 9.6. Пневматические дифференциальные извещатели:1 - сигнальная цепь; 2 - диафрагма; 3 - отверстие

 

Точечный извещатель (рис. 9.6 б) применяется обычно в небольших пространствах и помещениях. Возросшее давление воздуха может передаваться по трубке к отдаленной приемной точке. Кроме того, давление воздействует на выключатель, находящийся в извещателе или поблизости от него, который, в свою очередь, посылает электрический сигнал к приемной точке.

 

Термоэлектрические дифференциальные извещатели. Если теплота воздействует на соединение двух разнородных металлов, подъем температуры вызывает в них небольшой электрический ток, который можно измерить.

В термоэлектрических извещателях используется именно этот эффект. Термоэлектрический точечный дифферен­циальный извещатель (рис. 9.7) содержит два комплекта соединений, один из которых находится под воздействием теплоты, а другой изолирован от него. При подъеме температуры внешние соединения нагреваются, а внутренние остаются холодными.

В результате по обоим комплектам течет разный ток. Разница между этими токами контролируется. Если она увеличивается с предусмотренной или большей скоростью, срабатывает сигнал тревоги.

Существуют также лучевые термоэлектрические извещатели, в которых две пары проводов заключены в оболочку для защиты от механического повреждения. Один провод каждой пары имеет высокий температурный коэффициент сопротивления, а другой - низкий.

Два провода с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления (по одному из каждой пары) изолированы от воздействия теплоты, два других подвержены изменениям температуры в защищаемом поме­щении.

Провода подсоединены к прибору, измеряющему сопротив­ление в них. Увеличение температуры в защищаемом помещении вызывает дисбаланс в сопротивлении проводов. Достаточно большая степень дисбаланса заставляет срабатывать сигнал тревоги.

 

Рис. 9.7. Термоэлектрический точечный дифференциальный извещатель с комплектом термопар из разнородных металлических проводов: 1 - изолированные соединения; 2 - пластмасса; 3 - открытые соединения

 

Комбинированные максимально-дифференциальные извещатели. Комбинированный извещатель включает максимальное и дифферен­циальное устройства. Он срабатывает при нарастании температуры с установленной или большей скоростью. Однако если температура поднимается медленно, но непрерывно, дифференциальное устройство может не сработать. В этом случае сигнал тревоги будет подан максимальным устройством.

В комбинированном извещателе точечного типа теплота при воз­действии на корпус вызывает повышение температуры находящегося внутри воздуха. Воздух расширяется, как и в пневматическом извещателе.

Если температура повышается с достаточно большой скоростью, диафрагма растягивается при этом контакты соединяются, и цепь замыкается (рис. 9.8 а). Максимальное устройство (рис.9.8 б) работает следующим образом. Один конец пружины прикреплен к корпусу, другой конец удерживается у противоположной стороны корпуса плавкой вставкой.

Когда температура повышается до температуры срабатывания, плавкая вставка расплавляется и освобождает конец пластины. Пластина давит на диафрагму вверх, при этом контакты соединяются, и сигнальная цепь замыкается.

Основное достоинство комбинированного извещателя состоит в дополнительной защите: максимальное устройство реагирует на мед­ленно развивающийся пожар, который может не вызвать срабатывания дифференциального.

Кроме того, один комбинированный извещатель способен заменить два извещателя: максимальный и дифференци­альный. Единственным недостатком комбинированного извещателя является необходимость замены всего прибора в случае выхода из строя максимального устройства.

 

Рис. 9.8. Комбинированный максимально-дифференциальный извещатель: а - срабатывание дифференциального устройства; б - срабатывание максимального устройства

 

В некоторых комбинированных извещателях в максимальном устройстве используется биметаллическая пластина, так что отпадает необходимость замены. Но как уже отмечалось, эти извещатели могут дать ложные сигналы.

 

Световые и звуковые сигналы. При обнаружении пожара загораются световые сигналы, а звонки звучат до тех пор, пока не будут отключены вручную. Но при отключении звонка световые сигналы продолжают гореть.

Они отключаются только с помощью ручного устройства. Сигналы пожарной тревоги на судах независимы друг от друга, т.е. одновременно может приниматься любое, как и в современных береговых установках, их количество. Сигнал тревоги, принимаемый по одной цепи, не мешает приему сигнала тревоги по другой цепи.

 

Прекращение подачи питания. В случаях прекращения подачи питания звучит звонок, предусмотренный для этой цели на приемной панели. Питание к звонку подается от аварийного источника. Звонок может быть отключен посредством переключения сигнала на световой индикатор.

О разрыве цепи от приемного устройства к извещателям или от основного источника питания сообщается двумя способами: загорается синий свет и звенит звонок. В некоторых случаях разрыв цепи может вызвать срабатывание сигнала пожарной тревоги.

Такой ложный сигнал тревоги может быть получен при разрыве цепи в системе, в которой используется замкнутая цепь с последовательно соединенными извещателями.

 

Автономные спринклерные системы. Автоматические спринклерные системы считаются системами обнаружения пожара и системами пожаротушения, так как они выполняют обе функции.

Система трубопроводов обычно заполнена водой до спринклеров. Вода удерживается в спринклере замком максимального извещателя. Этот замок представляет собой пластину из легкоплавкого металла или колбу с расширяющейся жидкостью. В обоих случаях при достижении определенной температуры вода пойдет через спринклер.

На судах автоматические спринклерные системы устроены таким образом, что при выходе воды из спринклера в рулевой трубке или в центральном пожарном посту автоматически срабатывают световой и звуковой сигналы тревоги. Звуковой сигнал должен также подаваться и в машинное отделение.