| 19 сентября 2016 | Расчёт линии питания систем оповещения | При проектировании и монтаже систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) требуется выдержать норматив по максимальному падению напряжения на оповещателях. Ввиду того, что линии питания таких систем часто представляют собой сложную разветвлённую древообразную структуру, расчёт падения напряжения в линии является довольно трудоёмкой задачей.
Методика расчёта
Расчёт производится в следующей последовательности:
- Зная длину и диаметр кабеля, сопротивление оповещателей, начиная с конечных элементов «дерева» последовательно поднимаясь вверх рассчитать сопротивление в каждом узле (распределительной коробке) и перед каждым оповещателем, что по сути тоже можно рассматривать как узел.
- Действуя таким образом можно рассчитать общее сопротивление нашего «дерева» в точке подключения к источнику напряжения.
- Теперь, зная общее сопротивление и напряжение источника, опускаясь последовательно вниз до конечных элементов «дерева», можно рассчитать силу тока и напряжение в каждом узле.
Пример расчёта
Рассмотрим пример. Для упрощения возьмем оповещатели одинакового сопротивления RОП и все участки линии равных длин и сечений (Рис. 1). Таким образом, сопротивление каждого участка провода будет равно:
 |
(1) |
где:
ρ – удельное сопротивление меди,
l – длина провода,
S – сечение провода.
Рис. 1. Пример подключения звуковых извещателей.
В узлах В1.3 и В2.2 сопротивление нагрузки будет равно RОП:
В узлах В1.2 и В2.1 параллельно оповещателям BIAS 1.3 и BIAS 2.2 подсоединяются последовательно соединенные оповещатель с двумя проводами. Тогда сопротивление нагрузки в узлах В1.2 и В2.1 будет равно:
 |
(3) |
Аналогично:
 |
(4) |
В узле А:
 |
(5) |
Общее сопротивление:
Теперь, зная общее сопротивление R и напряжение источника U, можно рассчитать силу тока, напряжение и падение напряжения в каждом узле.
 |
(7) |
| IA=I |
(8) |
| UA=IA·RA |
(9) |
 |
(10) |
 |
(11) |
 |
(12) |
 |
(13) |
 |
(14) |
 |
(15) |
 |
(16) |
 |
(17) |
 |
(18) |
 |
(19) |
 |
(20) |
Сила тока на каждом оповещателе находится делением напряжения на соответствующем узле на сопротивление оповещателя:
 |
(21) |
Примем напряжение источника U=12 В, сопротивление оповещателей RОП = 133 Ом, длина участков линии 10 м, сечение провода 1 мм2. Последовательно выполняя вычисления, мы получаем следующие результаты:
|
Rп = 0,172 Ом;
R1.3 = R2.2 = 133 Ом;
R1.2 = R2.1 = 66,586 Ом;
R1.1 = 44,524 Ом;
RА = 26,861 Ом;
R = 27,205 Ом;
I = IA = 0,441 A;
UA = 11,848 B;
UA = 1,265 %;
I1.1 = 0,264 A;
|
U1.1 = 11,757 B;
ΔU1.1 = 2,022 %;
IОП1.1 = 0,0884 А;
I1.2 = 0,176 A;
U1.2 = 11,697 B;
ΔU1.2 = 2,525 %;
IОП1.2 = 0,0879 А;
I1.3 = 0,088 A;
U1.3 = 11,667 B;
ΔU1.3 = 2,777 %;
|
IОП1.3 = 0,0877 А;
I2.1 = 0,177 A;
U2.1 = 11,787 B;
ΔU2.1 = 1,772 %;
IОП2.2 = 0,0886 А;
I2.2 = 0,088 A;
U2.2 = 11,757 B
ΔU2.2 = 2,025 %;
IОП2.2 = 0,0884 А.
|
Результаты расчёта
Результаты расчёта показывают, что максимальное падение напряжения будет на оповещателе BIAS 1.3 и составит 0,333 вольта или 2,777 %.
Как видно из этого примера, даже в такой простой конфигурации из пяти оповещателей с одинаковыми длинами и сечениями кабелей, расчёт падения напряжения получается довольно сложным и громоздким. Поэтому мало кто из проектировщиков производит такие расчёты, сечения кабелей зачастую меньше необходимых, а ошибки проектирования обычно выявляются на этапе пуско-наладочных работ и ложатся в итоге на плечи монтажных организаций.
Автоматизация расчёта
Для ускорения и упрощения расчётов нами разработана программа, которая позволяет производить расчёты падения напряжения в линии оповещения с любой конфигурацией и любым количеством оповещателей, которая доступна для скачивания.
Она позволит проектировщикам произвести расчёты на этапе разработки, а монтажникам самостоятельно оценить падение напряжения на оповещателях до начала монтажа и, если необходимо, вовремя скорректировать проект. Расчёт производится при температуре кабеля 20 ºС, сопротивление меди — 0,0172 ом/м/мм².
Уронов Л.Г.
Виноградова И.Ю.
ООО «ТехноСфера», 2016 г.
 ВСЕ СТАТЬИ
|
ПРЕДЫДУЩАЯ СТАТЬЯ
