Роль изоляторов короткого замыкания в обеспечении надежности систем пожарной автоматики

Обеспечение высокой надежности систем пожарной автоматики (СПА) — приоритетная задача для производителей оборудования пожарной безопасности.

Защита от единичных неисправностей линий связи

Принципы защиты линий связи при обрывах или коротких замыканиях в СПА были впервые закреплены в Своде правил СП 484.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования». В документе формализованы ключевые правила и допустимые последствия «единичной неисправности» в линиях связи СПА:

• п.3.20. Линия связи: проводная, радиоканальная, оптическая или иная линия, расположенная вне корпусов технических средств пожарной автоматики, обеспечивающая взаимодействие и обмен информацией между компонентами системы пожарной автоматики и другими системами, исполнительными устройствами и их электропитание, если применимо.
• п.3.5. Единичная неисправность линий связи: единичное нарушение работоспособности одной из линий связи.
• п.5.3 …единичная неисправность линий связи СПА в одной части объекта (в здании, сооружении, отсеке и т.п.) не должна влиять на работоспособность СПА в других частях объекта и возможность отображения сигналов о работе СПА на пожарном посту;
• п.5.4. СПА должна быть спроектирована таким образом, чтобы в результате единичной неисправности линий связи был возможен отказ только одной из следующих функций:

1. автоматическое формирование сигнала управления не более чем для одной зоны защиты (пожаротушения, оповещения и т.п.);
2. ручное формирование сигнала управления не более чем для одной зоны защиты (пожаротушения, оповещения и т.п.).
3. примечание: требование не распространяется на линии связи с исполнительными устройствами, если единичная неисправность данных линий не нарушит работоспособность других технических средств СПА.

Таким образом, требования СП484 по защите от единичных сбоев охватывают большинство линий связи между компонентами СПА, что обязывает производителей оборудования реализовывать соответствующий функционал.

Для защиты линий связи от короткого замыкания применяются изоляторы короткого замыкания (ИКЗ). Согласно п.3.17 СП484, это техническое средство, предназначенное для установки в проводную линию связи, обеспечивающее изоляцию участка линии, в котором произошло короткое замыкание. Эксплуатация и характеристики таких устройств регламентируются ГОСТ Р 350095-2024 «Технические средства пожарной автоматики вспомогательные». В частности, п.7.1.1 данного стандарта устанавливает следующие правила активации изоляторов:

• в радиальной линии связи должен активироваться ИКЗ, расположенный на участке между ППКП (ППУ) и местом возникновения замыкания в максимальной близости к месту замыкания;
• в кольцевой линии связи при возникновении короткого замыкания между двумя ИКЗ должны активироваться два ИКЗ, расположенные по обе стороны от места возникновения короткого замыкания в максимальной близости к нему, а в случае возникновения короткого замыкания между ППКП (ППУ) и первым (последним) ИКЗ, установленном в кольцевой линии связи – первый (последний) ИКЗ.

Контроль состояния радиальных линий связи (неадресных шлейфов сигнализации) со стороны приемно-контрольного прибора (ППКП/ППУ) осуществляется с помощью постоянного тока, при этом формирование извещений пожарными извещателями производится за счет увеличения тока в линии. Подобная схема накладывает ограничения на применение изоляторов короткого замыкания (ИКЗ). В связи с этим разбиение радиального шлейфа на сегменты с использованием ИКЗ является схематически сложным или нецелесообразным. Таким образом, при коротком замыкании в линиях радиальной топологии потеря связи с отдельными приборами неизбежна, так как устройства, находящиеся на поврежденном (изолированном) участке, перестают функционировать.

В адресных линиях связи задача защиты от короткого замыкания решается более эффективно. Это особенно актуально, поскольку на множестве крупных объектов (полный перечень которых содержится в таблице А.1 СП484) приоритетно применяются именно адресные системы пожарной сигнализации.

Изоляторы короткого замыкания в адресных системах пожарной автоматики

Для повышения надежности и информативности системы пожарной сигнализации (СПС) в п.3.6 СП484 введено понятие «зона контроля пожарной сигнализации» (ЗКПС). Под этим термином понимается территория или часть объекта, контролируемая пожарными извещателями, выделенная с целью определения места возникновения пожара, дальнейшего выполнения заданного алгоритма функционирования систем противопожарной защиты.

ЗКПС должны удовлетворять п.6.3.4 СП484: «единичная неисправность в линии связи ЗКПС не должна приводить к одновременной потере автоматических и ручных ИП, а также к нарушению работоспособности других ЗКПС».

Для выполнения этого требования в адресно-аналоговых системах пожарной сигнализации на базе стандартных контроллеров линии связи рекомендуется следующее:

• Изоляторы короткого замыкания необходимо устанавливать на границах ЗКПС (2000 м2 или 5 смежных помещений общей площадью 500 м2), не реже чем через 32 автоматических извещателя;
• Ручные извещатели должны быть окружены внешними изоляторами короткого замыкания или иметь встроенные изоляторы.

В этих целях можно использовать отдельные модули изоляции для установки на границах ЗКПС или для организации ответвлений от кольцевой адресной линии связи.

Следует также учитывать, что в п. 6.8 СП 6.13130.2021 не допускается совместная прокладка линий связи, относящихся к одному кольцу, в общих коробах, трубах, жгутах, замкнутых каналах строительных конструкций или на одном лотке. . Это существенно влияет на подходы к прокладке адресных линий связи и, в частности, на подключение ручных пожарных извещателей. Как правило, линия с автоматическими извещателями прокладывается по потолку помещений, при этом к ручным извещателям выполняются два ответвления: «приход и уход» адресной линии. В соответствии с указанным требованием эти два ответвления необходимо прокладывать в раздельных кабеленесущих системах. Оптимизировать подключение ручных адресных извещателей можно при помощи специализированных изоляторов короткого замыкания для организации тупиковых ответвлений, которые позволяют подключить извещатель в конце линии. При этом ответвление будет защищено от единичной неисправности в основном кольце, а кольцо — от последствий замыкания в ответвлении.

Для других типов систем пожарной автоматики при единичной неисправности линии связи аналогично с системами сигнализации возможен отказ только автоматического или только ручного управления одной зоной противопожарной защиты (пожаротушения, оповещения, дымоудаления).

На основании изложенного можно сформировать основные принципы построения адресных линий связи в системах пожарной автоматики, защищенных от единичной неисправности:

• Установка изоляторов короткого замыкания должна осуществляться на границах ЗКПС с соблюдением ограничений по максимальному количеству автоматических извещателей на один сегмент линии.
• Ручные извещатели и УДП должны быть окружены изоляторами КЗ или иметь встроенные изоляторы;
• Необходимо защищать ИКЗ релейные и пусковые блоки и группы адресных оповещателей, относящихся к разным зонам защиты.

Таким образом изоляторы короткого замыкания являются важным элементом для обеспечения надежности линий связи и устойчивости системы пожарной автоматики.