google

    alarmy, telewizja przemysłowa, ochrona

    Kursy walut 15.10.2019
    1 USD
    3.8952
    -0.0006
    1 EUR
    4.2949
    -0.002
    1 CHF
    3.9000
    -0.0104
    1 GBP
    4.9282
    0.0284
    1 RUB
    0.0606
    0
    Newsletter
    Otrzymuj wiadomości o nowościach w branży
    Podaj imię i nazwisko:
    Twój adres email:
     
    Zobacz na mapie
    Chcę dodać:
    W zasięgu km

    • Ochrona przed przepięciami systemów alarmowych SSWiN

    RST Sp. z o.o. logo

    Systemy alarmowe mają na celu zabezpieczenie obiektu przed zagrożeniami takimi jak pożar lub włamanie. Aby taki system był skuteczny i wiarygodny powinien być niezawodny w każdych warunkach.

    Jednym z zagrożeń dla prawidłowego funkcjonowania systemów alarmowych są przepięcia wywoływane zakłóceniami w instalacjach zasilania niskiego napięcia oraz oddziaływaniem wyładowań atmosferycznych. W niniejszym artykule przedstawione zostanie zagadnienie ochrony przed przepięciami na przykładzie systemów sygnalizacji włamania i napadu (SSWiN).

    1. Zasadność stosowania ochrony

    Ochrona przed przepięciami jest zagadnieniem często lekceważonym przez projektantów. Podczas gdy w większości przetargów główne kryterium wyboru ofert stanowi jedynie cena i nie ma ściśle określonych wymagań technicznych to ograniczniki przepięć (SPD – ang. Surge Protecting Device) traktowane są jako źródło dodatkowych kosztów. Potrzeba stosowania ochrony przed przepięciami zauważana jest najczęściej dopiero po wystąpieniu szkód związanych nie tylko ze stratami materialnymi. Jeżeli uszkodzenia będą się pojawiać wielokrotnie w sezonie burzowym to sumaryczny koszt będzie stale rósł aż w końcu przekroczy koszt instalacji zabezpieczeń.

    W wielu przypadkach, gdy koszt ogranicznika przepięć jest porównywalny lub nawet wyższy od kosztu elementu systemu alarmowego to ochrona przed przepięciami uznawana jest najczęściej za nieopłacalną. Często taniej jest wymienić urządzenie niż zainwestować w ograniczniki przepięć, co jednak może okazać się złudne jeżeli urządzenia będą się uszkadzać cyklicznie. Inaczej jest gdy mamy do czynienia z droższymi elementami, takimi jak np. bariery mikrofalowe, wtedy łatwiej przekonać inwestora do stosowania ochrony.

    Należy jednak pamiętać, że w wyniku awarii systemu lub jego części wskutek wystąpienia przepięć poza stratami materialnymi traci się także jego czasową funkcjonalność co może wiązać się z jeszcze większymi kosztami pośrednimi. Z tego względu należy wziąć pod uwagę ewentualne możliwe skutki przerwy w pracy systemu i rozważyć zwiększenie jego odporności poprzez stosowanie SPD. W niektórych przypadkach przerwa w działaniu systemu lub jego części nie ogranicza się jedynie do czasu potrzebnego na jego naprawę, ale także przykładowo w przypadku obiektów państwowych niekiedy do przeprowadzenia procedur przetargowych na zakup nowego sprzętu lub wyłonienia wykonawcy.

    2. Odporność systemów alarmowych

    Zgodnie z obowiązującą normą PN-EN 50130-4 dotyczącą kompatybilności elektromagnetycznej systemów alarmowych poszczególne elementy powinny charakteryzować się między innymi określoną odpornością na udary przewodzone. Zgodnie z wymaganiami normy urządzenia powinny być badane kombinowanym udarem napięciowo-prądowym (kształt napięcia obwodu otwartego: 1,2/50 µs, kształt prądu obwodu zwartego: 8/20 µs). Przyjęte w normie probiercze wartości szczytowe napięć udarowych które powinny być wytrzymywane przez urządzenia systemów alarmowych wynoszą:

    • dla portów zasilania AC: 1 kV linia-linia, 2 kV linia-ziemia,
    • dla portów sygnałowych i zasilania DC: 1 kV linia-ziemia.

    Wartościom napięć 1 kV i 2 kV odpowiadają wartości szczytowe prądów zwarcia 0,5 i 1 kA. Jak sama norma wskazuje, przyjęte w niej poziomy odporności nie uwzględniają krytycznych sytuacji, do których można zaliczyć oddziaływanie wyładowań atmosferycznych. Wartości prądów udarowych jakie mogą się zaindukować w liniach sygnałowych wskutek oddziaływania wyładowań atmosferycznych są znacznie większe. Według informacji podanych w normach odgromowych serii PN-EN 62305 podczas bezpośredniego uderzenia pioruna w budynek w obwodach niskonapięciowych zaindukować się mogą prądy o wartościach szczytowych do 5 kA lub 10 kA odpowiednio dla założenia IV i I poziomu ochrony odgromowej (LPL – ang. Lightning Protection Level). Ponadto jeżeli część obwodów systemu alarmowego znajduje się na zewnątrz obiektu, to mogą do niego przeniknąć także częściowe prądy pioruna o znacznie dłuższym czasie trwania i przenoszący większą energię dla których zakłada się udar o kształcie 10/350 µs.

    Konstruowanie urządzeń, które bez dodatkowej zewnętrznej ochrony wytrzymają narażenie udarami o tak dużej energii nie jest zalecanym rozwiązaniem. Takie rozwiązanie mogłoby stwarzać dodatkowe zagrożenia dla urządzeń. Ścieżki w standardowych laminatach płytek drukowanych PCB nie wytrzymują przepływu tak dużych prądów a energia przepięć musi być odprowadzona do ziemi co wymagałoby osobnego zacisku uziemiającego. Lepszym rozwiązaniem jest ograniczenie przepięć poza urządzeniem za pomocą dedykowanego układu SPD i bezpieczne odprowadzenie energii do uziemienia.

    Zabezpieczenia w elementach takich jak czujki, centrale alarmowe powinny ograniczać się jedynie do elementów ograniczających przepięcia – zdolnych do ich pochłonięcia, należy jednak brać w takim przypadku pod uwagę problematykę koordynacji ewentualnych zabezpieczeń wewnętrznych i dodatkowych elementów SPD.

    3. Strefowa koncepcja ochrony odgromowej

    Normy odgromowe serii PN-EN 62305 wprowadziły zasady strefowej koncepcji ochrony, która polega na podziale obiektu na strefy ochrony odgromowej (LPZ – ang. Lightning Protection Zone). Idea strefowej koncepcji ochrony przed przepięciami przedstawiona została na rysunku 1. Dla każdej strefy LPZ określa się piorunowe środowisko elektromagnetyczne charakteryzujące się założonymi typami i poziomami zagrożeń. W przypadku systemów alarmowych zaleca się wyznaczenie następujących stref:

    • LPZ 0A – strefa na zewnątrz budynku, w której występuje zagrożenie wyładowania bezpośredniego oraz oddziaływanie całkowitego prądu pioruna i całkowitego pola magnetycznego; w tej strefie znajdować się mogą zazwyczaj położone w terenie słupy kamerowe czy też bariery mikrofalowe,
    • LPZ 0B – strefa na zewnątrz budynku, w której nie występuje zagrożenie wyładowania bezpośredniego ale możliwe jest oddziaływanie częściowego prądu pioruna lub prądów indukowanych oraz całkowitego pola magnetycznego; strefa ta określona jest poprzez zwody instalacji odgromowej; w tej strefie umieszczone są typowo na elewacji budynku sygnalizatory, kamery, czujki ruchu, manipulatory itp.
    • LPZ 1 – strefa obejmująca wnętrze budynku, w której nie występuje zagrożenie oddziaływania ograniczonego prądu pioruna, prądów indukowanych oraz całkowitego lub stłumionego pola magnetycznego; zazwyczaj w tej strefie znajduje się większość elementów systemu alarmowego takich jak czujki ruchu, czujki ppoż., manipulatory, ekspandery, kamery itp.,
    • LPZ 2 – strefa w obrębie LPZ 1 obejmująca wydzielone pomieszczenie techniczne, w którym znajduje się centrala alarmowa, poziomy zagrożeń powinny być ograniczone do bezpiecznych wartości.

    Ochrona przed przepięciami powinna być stosowana na granicy poszczególnych stref stosownie do spodziewanych poziomów zagrożeń.

    Układy SPD o najwyższej odporności należy stosować na granicy stref LPZ 0/1. Zastosowanie tu powinny mieć jedynie SPD typu 1 wg PN-EN 61643-11 w instalacjach zasilających niskiego napięcia oraz kategorii D1 wg PN-EN 61643-21 w obwodach sygnałowych. Ograniczniki typu 1 i kategorii D1 zapewniają ochronę przed częściowym prądem pioruna, który w strefie LPZ 0 może przeniknąć do instalacji systemu alarmowego. Wszelkie obwody zewnętrzne powinny być w miarę możliwości wprowadzone do wnętrza budynku w jednym miejscu, co pozwala na zabezpieczenie obwodów w jednym punkcie za pomocą złącza ochrony przed przepięciami (ZOP). Jeżeli jest to niemożliwe, obwody do urządzeń umieszczanych na elewacji budynku powinny być zabezpieczone w miejscu wejścia przewodów do budynku.

    Zabezpieczenia na granicy stref LPZ 1/2 mają za zadanie zapewnienie ochrony dokładnej przed prądami indukowanymi oraz prądami pioruna ograniczonymi na granicy LPZ 0/1, stąd wystarczające w tym przypadku jest stosowanie SPD typu 2 i typu 3 w instalacjach zasilających oraz kategorii C2 w obwodach sygnałowych. Zabezpieczenie centrali alarmowej powinno być kompletne, to znaczy, że chronione powinny być wszelkie podłączone do niej obwody a nie tylko wybrane uznane za najbardziej zagrożone.

    Poza ochroną na granicy poszczególnych stref w niektórych przypadkach zalecane jest także stosowanie ochrony przy wybranych urządzeniach końcowych. Jeżeli długość trasy kablowej wewnątrz budynku między centralą alarmową a danym urządzeniem jest większa niż 30 metrów to zalecane jest zastosowanie ochrony także bezpośrednio przy urządzeniu. Związane jest to z możliwym indukowaniem się prądów udarowych w pętlach tworzonych przez rozległe okablowanie systemu.

    Rys. 1. Idea strefowej koncepcji ochrony przed przepięciami

    Rys. 1. Idea strefowej koncepcji ochrony przed przepięciami

     

    Źródło:
    Autor: T. Maksimowicz
    RST Sp. z o.o.
    Artykuł został dodany przez firmę

    RST Sp. z o.o.

    Zapewniamy kompleksowy system ochrony odgromowej i przed przepięciami obiektów budowlanych systemów zasilania, sterowania i transmisji danych.

    » Zapoznaj się z ofertą firmy
    Aby w pełni wykorzystać funkcjonalność portalu
    wymień swoją przeglądarkę na nowszą wersję.