Какие задачи выполняют аккумуляторы в СПС и СОУЭ
При отсутствии или скачках напряжения во внешней сети аккумуляторы обеспечивают резервным питанием все компоненты системы: датчики, устройства оповещения, центральные блоки, пульты управления, шлейфы, линии связи и другие. Данная функция – критически важная, поскольку при пожаре электросеть может быть повреждена, а нередко именно неисправная проводка и является причиной возгорания.
Безотказная работа аккумуляторов блока бесперебойного питания позволяет вовремя выявить опасность, оповестить о ней, указать пути и порядок эвакуации. Своевременное срабатывание системы способствует также предотвращению или минимизации материального ущерба от огня.
Для выполнения этих задач необходимо использовать только специализированные аккумуляторные батареи, соответствующие требованиям по напряжению, емкости, сроку службы и условиям эксплуатации. Несертифицированные или неправильно подобранные АКБ могут не справиться с задачей необходимого резервирования энергии и автоматического контроля исправности линий связи и состояния батарей. Автомобильные стартерные аккумуляторы также не подходят для СПС и ОПС по ряду причин:
- Рассчитаны на циклический режим работы. Большинство ОПС функционируют в буферном режиме, автомобильные АКБ при постоянной подзарядке быстро деградируют.
- Содержат жидкий электролит, который при перезаряде и перегреве выделяет газы – водород и кислород. Это создает повышенный риск пожароопасности.
- Несовместимы со специализированными зарядными устройствами.
- Не имеют встроенных схем защиты от глубокого разряда и перегрева.
- Часто требуют долива электролита. Чувствительны к перепадам температур и вибрации, это осложняет контроль и обслуживание.
- Могут не подойти по габаритам.
Автомобильные стартерные АКБ не соответствуют нормативным требованиям к аккумуляторам для сигнализации. С такими накопителями всегда существует риск ложного срабатывания тревожного сигнала или полного отказа в критический момент.
Нормативные требования к резервному питанию
Современные нормативы устанавливают ряд строгих требований к резервному питанию для систем пожарной сигнализации.
- Минимальное время автономной работы. При прекращении подачи электроснабжения из центральной сети система должна функционировать в течение предусмотренного действующими стандартами времени:
- В дежурном (обычном) режиме – не менее 24 часов. На объектах особой важности, повышенной пожароопасности или удаленных объектах время пребывания в дежурном режиме может быть увеличено до нескольких суток.
- В режиме «Тревога/Пожар/Оповещение» нормативы определяют время от 30 минут до 3 часов в зависимости от особенностей объекта и других факторов. При наличии расчетного времени эвакуации рекомендованная продолжительность работы АКБ в тревожном режиме для системы оповещения – 1,3 этого периода.
- Принцип дублирования: необходимы два независимых источника питания – основной и резервный (аккумуляторные батареи).
- Все АКБ должны иметь сертификаты соответствия и актуальные технические паспорта.
- Рекомендуется использование необслуживаемых герметичных АКБ.
- Корпус должен быть выполнен из негорючих или трудногорючих материалов.
Подробно требования к системе резервирования и правила эксплуатации АКБ для пожарных систем регламентированы в ключевых документах: ГОСТ Р 59638-2021, СП 6.13130.2025, СП 484.1311500.2020.
Методика расчета емкости аккумулятора
Для расчета требуемой емкости АКБ для охранно-пожарной сигнализации необходимы следующие исходные данные:
- Ток потребления системы в дежурном режиме. Задействованы только базовые компоненты (контрольные панели, датчики, линии связи).
- Ток в режиме тревоги/оповещения. Данный параметр резко возрастает за счет того, что в работу включаются дополнительные источники потребления электроэнергии – оповещатели, резервные линии связи, ИБП. Кроме того, возрастает ток потребления базовых компонентов.
- Требуемое время работы в каждом режиме.
Значения потребляемой силы тока для отдельных компонентов указаны в технической документации.
Базовая формула расчета емкости
C = (I_деж × T_деж) + (I_пож × T_пож) × K_стар, где
- C – расчетная емкость АКБ ( в ампер-часах А·ч);
- I_деж – суммарный ток, который потребляет вся система в дежурном режиме (в амперах А);
- T_деж – время работы в дежурном режиме (обычно 24 часа);
- I_пож – суммарный ток, который потребляет система в режиме «Тревога» (А);
- T_пож – время работы в режиме тревоги (в часах, 30 минут или 1 час);
- К_стар – коэффициент запаса/старения, указывается в технической документации. Средний диапазон – 1,2-1,5.
Чтобы произвести расчет АКБ по этой формуле, нужно суммировать потребляемую силу тока всех компонентов системы, работающих в дежурном режиме. Полученную сумму умножить на требуемое время работы в дежурном состоянии. Затем вычислить сумму потребляемого тока в тревожном режиме и умножить на нужное время работы в состоянии тревоги/оповещения. Полученные произведения сложить и сумму умножить на коэффициент запаса.
Пример расчета
Возьмем систему с потребляемой суммарной силой тока в дежурном режиме 1,2 А. Умножаем на требуемое время автономии 24 часа, получаем 28,8 А·ч. Ток потребления в пожарном режиме – 1,3 А. Умножаем на требуемое время в режиме тревоги 1 час, получаем 1,3 А·ч. Складываем суммы, получаем 30,1 А·ч. Умножаем на коэффициент старения 1,4. Получаем требуемую емкость аккумуляторов 42,14 А·ч. Выбираем наиболее близкую к этому значению модель.
Если в системе есть компоненты с мощной индуктивной нагрузкой, например реле, или с высокими пусковыми токами (пожарный насос), к итоговой сумме следует добавить 20-30% запаса.
На критически важных объектах, в сетях с нестабильным напряжением и в ряде других ситуаций для защиты системы ОПС используется источник бесперебойного питания. В этом случае необходимо знать, как рассчитать АКБ для ИБП. Это делается по следующей схеме:
- Подсчитать суммарную потребляемую мощность всех компонентов нагрузки (P) в ваттах.
- Определить требуемое время автономии в обычном и тревожном режимах.
- Умножить P на требуемое время резервирования в каждом режиме. Суммировать полученные значения.
- Умножить полученный результат на коэффициент запаса.
Пример расчета аккумулятора для ИБП для охранной системы частного дома
Контрольная панель 15 Вт, 5 детекторов по 1 Вт, 4 оповещателя по 5 Вт. Время автономной работы в режиме ожидания 24 часа, в тревожном режиме 1 час. Коэффициент запаса 1, 2.
Расчет: (40 Вт × 24 + 40 Вт × 1) × 1,2 = (960 + 40) × 1,2 = 1200 Вт·ч. При напряжении 12 В это соответствует 100 А·ч.
Если у пользователя нет навыков в данной сфере, лучше обратиться для расчета АКБ к профессионалам или же воспользоваться онлайн-калькулятором. При использовании этих сервисов нередко допускают ряд типичных ошибок:
- забывают о пиковых токах в момент тревожного запуска, не добавляют проценты запаса;
- не учитывают, что экстремальные температуры снижают реальную емкость АКБ (необходимо выбирать тип батареи, устойчивый к условиям эксплуатации конкретного объекта);
- пренебрегают коэффициентом запаса.
Результатом ошибок может быть сбой в работе системы резервирования, ложные сигналы или отказ оборудования.
Как выбрать тип аккумулятора для пожарной сигнализации
По технологии и химическому составу электролита в пожарных сигнализациях чаще всего используют AGM VRLA – необслуживаемые батареи, оснащенные клапаном избыточного давления. Жидкий электролит в них абсорбирован в нетканых стекловолоконных сепараторах. Данная технология обеспечивает полную герметизацию и безопасность эксплуатации автономных источников питания. Другие преимущества AGM-аккумуляторов – низкий саморазряд, устойчивость к экстремальным условиям эксплуатации, надежность и долговечность. Они хорошо работают в буферном режиме. Превосходный пример таких элементов – аккумуляторы КОНТАКТ, специально разработанные для охранно-пожарных систем. Иногда применяются гелевые АКБ. Они также имеют высокие технические характеристики, но дороже AGM-аккумуляторов.
Критерии выбора:
- Соответствие нормам актуальных стандартов и требованиям производителя, изложенным в технической документации, включая сертификаты, протоколы испытаний и условия гарантии.
- Диапазон температур. Оптимальная температура эксплуатации свинцово-кислотных АКБ – +20…+25 °C. Значительные отклонения и повышенная влажность сокращают срок службы батареи. Если предполагается работа в неблагоприятной среде, нужно выбирать устойчивые к экстремальным условиям модели. Для холодного помещения лучше подойдет AGM, для высоких температур – гелевые.
- Установка в шкаф или в щит. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Шкаф лучше выбрать в ограниченном пространстве, а также если важна защита от постороннего доступа. При этом необходимо организовать надлежащую вентиляцию. Щит предпочтителен, когда требуется мониторинг состояния АКБ и централизованное управление системой. Щит также требуется при необходимости обеспечить масштабирование резервного питания.
- Ресурс и циклический/буферный режим работы. Срок службы аккумуляторных батарей зависит от их особенностей. Например, АКБ «КОНТАКТ» с технологией AGM эксплуатируются до 12 лет. На фактический срок службы влияют различные факторы, в том числе количество циклов заряда/разряда.
- Емкость. При подборе автономного источника питания для СПС и СОУЭ критично, чтобы емкость аккумуляторов была не меньше расчетной плюс запас. В противном случае система может не проработать нужное время в дежурном режиме, не обеспечит необходимого времени автономии и не подаст своевременного оповещения о пожарной опасности и начале эвакуации. Отсутствие запаса может вывести приборы из строя в момент запуска оборудования с индуктивной нагрузкой.
Практические советы
- Перед установкой оборудования необходимо проверить токи потребления всех устройств, чтобы убедиться в правильном подборе АКБ по емкости. Также надо уточнить по технической документации коэффициент запаса (в среднем 1,2-1,3). Реальные условия эксплуатации (температура и место установки) должны соответствовать рекомендациям производителя.
- Не следует смешивать в одной системе старые и новые аккумуляторы, а также батареи разной емкости и типов. Это ведет к разбалансу зарядки, неравномерному разряду, локальному перегреву, повышенной нагрузке на ЗУ и, в конечном итоге, к преждевременной деградации новых АКБ.
- При подборе батарей нужно учитывать соотношение их габаритов и доступного места в корпусах ППК и шкафах, а также допустимый вес. При установке в шкафу минимальное расстояние между элементами должно быть 5-10 мм.
Контроль и регулярная проверка емкости
Ежеквартально необходимо проводить проверку состояния АКБ и фактического уровня емкости. Для этого проводится визуальный осмотр на отсутствие внешних дефектов корпуса, потеков, коррозии клемм. Также проводится измерение напряжения без нагрузки и под штатной нагрузкой, контроль тока заряда, имитация пропадания электричества в сети для замера времени переключения в режим автономии. При появлении видимых признаков деградации и снижения емкости АКБ рекомендуется для дальнейшей проверки пригласить инженера сервисной службы.
Ежегодно требуется выполнять нагрузочный тест для определения фактической емкости АКБ.
При использовании аккумулятора с длительным расчетным сроком службы рекомендовано раз в несколько лет производить проверку и техническое обслуживание, а не полагаться только на дату изготовления. На реальный срок службы могут отрицательно повлиять условия эксплуатации и другие неблагоприятные факторы: глубокий разряд, перегрев, перезаряд и другие. Внезапный выход из строя АКБ в охранно-пожарной системе может вызвать самые серьезные последствия.
Соблюдение предписанных стандартами норм по времени резервирования в сочетании с корректным расчетом емкости и правильным выбором типа АКБ – залог надежной работы системы при любых отключениях.
При организации систем резервирования для ответственных объектов рекомендуется провести консультацию с производителем или поставщиком АКБ. Для этого заполните онлайн-форму.
