Назначение. Области и объекты применения. Принципы действия и особенности извещателей разных типов.

М.В.Рукин
Генеральный директор
Компании «ЭРВИСТ»

Основная задача любой пожарной сигнализации обнаружить пожар на более ранней стадии, а лучше даже не обнаружить, а предотвратить его. Справедливо считается, что тепловые пожарные извещатели сделать это не в состоянии в силу своей высокой инерционности. Именно поэтому в последние годы применение тепловых пожарных извещателей резко сократилось.

Однако, «списывать» тепловые пожарные извещатели преждевременно, так как в ряде случаев они являются единственно возможным средством обнаружения пожара, тогда как работоспособность извещателей других типов становится малоэффективной или вообще невозможной.

На фоне снижения применения тепловых точечных пожарных извещателей, тепловые линейные (многоточечные) пожарные извещатели напротив отмечают в последние годы свой взлет, динамично развиваются и совершенствуются. Связано это с растущим спросом на линейные тепловые извещатели в различных областях применения.

Сейчас в этой области появились инновационные решения, основанные на использовании оптических принципов измерения температуры с использованием лазерных технологий, которые позволяют вывести тепловые линейные пожарные извещатели на совершенно новый высокий уровень.

Извещатели пожарные тепловые линейные предназначены для обнаружения загораний, сопровождающихся повышением температуры (или скорости нарастания температуры) на контролируемых объектах на всем протяжении чувствительного элемента извещателя и передачи сигнала «Пожар» приемно-контрольному прибору.

Надо отметить, что часто вместо терминов «извещатель пожарный тепловой линейный» или «извещатель пожарный тепловой многоточечный» применяется термин «термокабель», который не соответствует ГОСТ Р, но активно используется в лексиконе. Этому есть свое объяснение, так как уже более 10-ти лет назад первым иностранным представителем линейных тепловых извещателей стал продукт компании Protectowire (США), который назывался TERMOCABLE, что и было дословно переведено на русский язык и стойко закрепилось в нашем пожарном лексиконе.

Для более точного определения понятия «извещатель пожарный тепловой линейный» обратимся за подробностями к ГОСТ Р 53325-2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики»:

п.4.6.1.1. Извещатели пожарные тепловые линейные (многоточечные) в зависимости от типа чувствительного элемента и блока обработки (программного обеспечения блока обработки) могут обеспечивать функции максимального, дифференциального или максимально-дифференциального теплового пожарного извещателя;

п.4.6.1.2. Температура и инерционность срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных тепловых линейных (многоточечных) пожарных извещателей должна определяться физическими характеристиками чувствительного элемента или характеристиками блока обработки.

Область применения тепловых линейных пожарных извещателей: - отапливаемые и не отапливаемые помещения и наружные установки, в том числе линейно-протяженные, либо помещения с большими площадями потолков, например: производственные цеха, складские комплексы, торговые центры, стадионы, спортивные сооружения, театры, концертные залы, коллекторы, кабель-каналы, тоннели, шахты, объекты энергетики, транспорта, в том числе морские и речные суда, железнодорожный транспорт, в том числе метрополитен и другие объекты.

Чувствительный элемент линейных тепловых пожарных извещателей может прокладываться в непосредственном контакте с защищаемым объектом (оборудованием), в труднодоступных местах и может эксплуатироваться в условиях воздействия низких и относительно высоких температур, повышенной влажности, пыли, агрессивных сред, вибрации.

По принципу действия линейные тепловые пожарные извещатели бывают: контактные, электронные, механические, оптические.

Извещатели пожарные тепловые линейные не подключаются напрямую к приемно-контрольным приборам (ПКП), так как, в большинстве случаев, требуется предварительная обработка информации об изменении температуры поступающая с чувствительного элемента извещателя. Однако, блоки обработки линейных тепловых пожарных извещателей любых типов имеют набор интерфейсов, в том числе «сухие» контакты, что позволяет включать их в шлейфы любых современных приемно-контрольных приборов.

Принципы действия тепловых линейных пожарных извещателей

Контактный принцип

Чувствительный элемент такого теплового линейного пожарного извещателя состоит из стальных проводников (двух или более) на которые нанесен тонкий слой термочувствительного полимерного материала, относительно легкоплавкого. Проводники перевиты между собой для создания механического напряжения. По этой же причине выбран и материал самих проводников, - сталь обладающая свойствами повышенной упругости, называемая также пружинной сталью. Проводники заключены во внешнюю оболочку, которая в зависимости от области применения может быть выполнена из различных материалов, устойчивых к внешним воздействиям (см. рис. ниже).

При достижении пороговой температуры в месте нагрева расплавляется термочувствительный слой нанесенный на стальные проводники, в результате чего происходит их механическое замыкание.

Место срабатывания извещателя определяется с помощью специальных приемно-контрольных устройств, - интерфейсных модулей, которые оценивают изменение сопротивления на замкнутом участке чувствительного элемента извещателя и выдают значение расстояния в метрах до предполагаемого участка пожара.

Наиболее яркими представителями семейства линейных тепловых пожарных извещателей контактного принципа действия являются: термокабель PHSC производства американской компании Protectowire, который с успехом применяется в России уже более 10 лет и появившийся относительно недавно термокабель PROLINE TH (Великобритания), обладающий рядом особенностей и преимуществ.

Преимущества тепловых линейных пожарных извещателей контактного принципа действия:

• несколько температурных диапазонов (классов);
• высокая устойчивость к влажности, пыли, низким температурам и химическим реагентам;
• простата монтажа и пуско-наладки;
• невысокая стоимость и экономическая эффективность;
• не требует специального технического обслуживания;
• длительный (более 20 лет) срок эксплуатации.

Недостатки тепловых линейных пожарных извещателей контактного принципа действия:

• извещатель только максимального принципа действия;
• разные температурные классы – разные чувствительные элементы;
• малый выбор температурных классов;
• невозможность определять несколько пожаров одновременно;
• не восстанавливается после срабатывания, необходимо менять участок чувствительного элемента;
• длина чувствительного элемента, контролируемая одним интерфейсным модулем до 1.500 метров.

Электронный принцип

Принцип действия электронного теплового линейного извещателя основан на изменении электрического сопротивления (тока) под действием меняющейся температуры. Чувствительный элемент такого извещателя состоит из множества температурных датчиков (сенсоров) интегрированных в многожильный кабель через определенное расстояние и передачи токовых значений и адресов сенсоров на приемно-контрольное процессорное устройство, осуществляющее сбор данных и преобразование сигналов в параметры измеряемых температур. В память контроллера записаны значения температур (или скорости нарастания) соответствующие тревожной ситуации.

Наиболее ярким представителем данного типа извещателей является извещатель MHD 535 компании Securiton (Швейцария).

Преимущества тепловых линейных пожарных извещателей электронного принципа действия:

• высокая точность обнаружения пожара;
• высокая чувствительность, низкая инерционность;
• проста монтажа и эксплуатации.

Недостатки тепловых линейных пожарных извещателей электронного принципа действия:

• высокая стоимость;
• не устойчив к электромагнитным помехам;
• влияние на чувствительность извещателя воздушных потоков;
• малый выбор температурных классов;
• длина чувствительного элемента до 2.500 метров.

Принцип изменения давления (механический)

Датчики, использующие принцип изменения давления под действием температуры называются также термопарами. В качестве чувствительного элемента используется медная или стальная трубка наполненная сжатым газом. Нагревание чувствительного элемента приводит к изменению давления в трубке, которое оценивает датчик давления на конце трубки и выдает сигнал на электронный блок, который в свою очередь оценивает изменение электрического сигнала и выдает значение измеренной температуры. На сегодняшний день термопары почти не используются в пожарной сигнализации, особенно в качестве тепловых линейных извещателей, так как протяженность трубки чувствительного элемента не может быть высокой, а ее монтаж является трудоемким процессом.

Оптический принцип

По принципу действия оптические линейные пожарные извещатели относятся к тепловым извещателям с использованием материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от изменения температуры. В качестве чувствительно элемента такого извещателя используется оптико-волоконный кабель (см. рис. ниже).

Одним из способов измерения температуры вдоль оптического волокна является использование эффекта комбинационного рассеяния света называемого также эффектом Рамана (по фамилии индийского физика, открывшего этот эффект в 20-х годах прошлого века).

Согласно теории комбинационного рассеяния света, этот процесс сопровождается заметным изменением частоты рассеиваемого спектра. Если источник испускает монохроматический свет, то в спектре рассеянного излучения обнаруживаются дополнительные частоты (гармоники), число и расположение которых тесно связано с молекулярным строением вещества.

Для определения места изменения температуры в оптоволоконном кабеле применяется полупроводниковый лазер. При изменении температуры, изменяется структура оптоволокна. Когда свет от лазера попадает в область изменения температуры, то он взаимодействует с измененной структурой оптоволокна и помимо прямого рассеяния света, появляется отраженный свет. Блок обработки извещателя измеряет скорость распространения и мощность как прямого, так и отраженного света и определяет место и значение изменения температуры.

В зависимости от типа чувствительного элемента и предустановок блока обработки извещателя, он может обеспечивать выполнение функций максимального, дифференциального или максимально-дифференциального теплового пожарного извещателя.

Представителями тепловых линейных пожарных извещателей оптического принципа действия являются приборы компании IP Sensing и российский извещатель ИП 132-1-Р «ЕЛАНЬ».

Преимущества тепловых линейных пожарных извещателей оптического принципа действия:

• контроль больших площадей, большая протяженность зоны обнаружения;
• длина чувствительного элемента до 8.000 метров;
• низкая инерционность обнаружения изменений температуры;
• настройка блока обработки на любой температурный класс от A1 до G и от A1R до G1R;
• точное определение места изменения температуры (предполагаемого пожара);
• устойчивость чувствительно элемента к различным внешним воздействиям: теплу, холоду, влажности, коррозии, механическим воздействиям, агрессивным средам;
• устойчивость чувствительного элемента к электромагнитным помехам;
• малая мощность лазерного излучения делает безопасным применение извещателя во взрывоопасных зонах;
• простата монтажа и обслуживания чувствительного элемента;
• восстанавливаемость чувствительного элемента после срабатывания;
• невысокая стоимость чувствительного элемента – оптико-волоконного кабеля.
• особо экономически эффективен для защиты больших и протяженных объектов (свыше 1.500 метров).

Недостатки тепловых линейных пожарных извещателей электронного принципа действия:

• экономически не эффективен для защиты небольших пространств (до 300 метров) в связи с большой стоимостью блока обработки;
• требует определенного опыта при монтаже оптических кабелей.

Современная противопожарная защита объекта – это комплекс мер, в котором все более определяющую роль играют технические средства предотвращения и обнаружения пожара. Залогом успеха раннего, а главное точного обнаружения пожара является грамотный выбор оборудования, в особенности пожарных извещателей, как первого рубежа защиты. Среди многообразия пожарных извещателей все большую популярность по праву приобретают линейные тепловые пожарные извещатели.

ИПТЛ ГРИФ-термокабель

Компания «ЭРВИСТ» предлагает использовать для этой цели извещатели пожарные тепловые линейные серии ИПТЛ ГРИФ-термокабель в сочетании с МТС-D модулем интерфейсным аналоговым для контроля состояния извещателей ГРИФ-термокабель, выдачи сигналов об их состоянии во внешние цепи и определения точки возгорания.

Извещатели пожарные тепловые линейные серии ИПТЛ «ГРИФ-термокабель» предназначены для обнаружения возгораний, сопровождающихся выделением тепла на всем протяжении чувствительного элемента (ЧЭ) извещателя. Функционально ИПТЛ состоит из чувствительного элемента (ЧЭ), элемента оконечного (ЭО) и интерфейсного модуля контроля (ИМК), осуществляющего контроль за состоянием ЧЭ, световую и звуковую индикацию, а также передачу сигналов на внешние устройства. В качестве основных модулей контроля для работы в составе ИПТЛ ГРИФ-термокабель рекомендованы модули серии МТС производства компании Плазма-Т).

Чувствительный Элемент (ЧЭ) ИПТЛ ГРИФ-термокабель состоит из двух стальных проводников, заключенных в оболочку из специального термочувствительного полимера. Проводники перевиты между собой для создания механического напряжения между ними, а также заключены во внешнюю оболочку. При достижении пороговой температуры (68°С/88°С/105°С/138°С или 180°С) происходит быстрое расплавление термочувствительного полимера и замыкание стальных проводников. Для обеспечения гарантированного электрического замыкания на стальные проводники дополнительно нанесен слой меди и олова.

Подробнее

Извещатель пожарный тепловой линейный ЕЛАНЬ

Приведенные выше данные испытаний FIRESAFE II полностью соответствуют характеристикам извещателя пожарного теплового линейного ИП 132-1-Р Елань - первого и единственного российского извещателя, использующего такую технологию для обнаружения пожара по изменению температуры. Это доказано на практике - компания «ЭРВИСТ» в течение последних 8-ми поставила более 150 систем ЕЛАНЬ на объекты нефти и газа, энергетики и транспорта, склады и прочие взрывоопасные зоны. Особенно стоит подчеркнуть тот факт, что извещатель пожарный тепловой линейный ЕЛАНЬ российского производства по своим стоимостным характеристикам в несколько раз дешевле аналогичных зарубежных (Таблица 4) – а рабочие параметры Елани лучше аналогов.

Извещатель пожарный тепловой линейный ИП 132-1-Р Елань предназначен для обнаружения локального повышения температуры окружающей среды и передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожного сигнала «Пожар» при превышении установленной температуры срабатывания и/или установленной скорости нагрева. Извещатель ИП 132-1-Р Елань позволяет также определить расстояние до места изменения температуры.

Посмотрите видео о ИП 132-1-Р Елань

Принцип действия извещателя Елань основан на использовании материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от температуры. Для определения места изменения температуры в оптоволоконном кабеле применяется полупроводниковый лазер. Изменение температуры меняет структуру и свойства оптоволокна. При взаимодействии излучения лазера с измененной структурой оптоволокна помимо прямого рассеяния света, появляется отраженный свет. Блок обработки измеряет скорость распространения и мощность как прямого, так и отраженного света и определяет место изменения температуры, ее величину и скорость изменения температуры (по ГОСТ Р 53325).

Преимущества извещателя Елань

• Контроль температуры осуществляется через каждые 4м по всей длине кабеля при длине чувствительного элемента от 10м до 8000м (от 1 до 2000 зон контроля);
• Встроенный блок релейного расширителя на 30 реле;
• Подключение до 7-ми дополнительных блоков реле по 30 реле в каждом;
• Определение и индикация дистанции в метрах до пожара;
• Определение и индикация нескольких зон, в которых произошел пожар;
• Настраивается как максимальный, дифференциальный или максимально-дифференциальный тепловой пожарный извещатель непосредственно на объекте;
• Настраивается на любой температурный класс непосредственно на объекте;
• Выдача извещений «Дежурный режим», «Пожар», «Неисправность»;
• Контроль исправности чувствительного элемента, блока питания, обогревателя;
• Простой и быстрый монтаж оптоволоконного кабеля;
• Простое обслуживание чувствительного элемента;
• Устойчивость чувствительного элемента к теплу, холоду, влажности, коррозии, механическим воздействиям, агрессивным средам;
• Абсолютная устойчивость чувствительного элемента к электромагнитным помехам;
• Сохранение работоспособности после выдачи извещения «Пожар»;
• Высокая степень защиты оболочкой корпуса блока обработки IP66;
• Расширенный температурный диапазон эксплуатации: -55ОC…+55ОС;
• Защита чувствительного элемента от механических воздействий.

Извещатель Елань сертифицирован и соответствует ГОСТ Р 53325-2012.

Подробнее