ZASILANIE SSWN

  |   Artykuły SSWiN   |   No comment

Zasilanie Systemu Sygnalizacji Włamania i Napadu jest realizowane głównie z sieci energetycznej prądu przemiennego jednofazowego 230VAC 50 Hz. Zwykle w obudowie centrali jest zamontowany transformator 230VAC / 16 … 18VAC, natomiast panel centrali ma wbudowany zespół zasilacza, który przetwarza i stabilizuje prąd na 13,2 … 13,7VDC. Spotyka się również zasilacze impulsowe. Prąd stały służy do ładowania akumulatora i zasilania systemu w trybie czuwania. W trakcie alarmu zwiększone zapotrzebowanie na energię jest pokrywane z akumulatora 12V.

Akumulator pokrywa również zapotrzebowanie energetyczne systemu w razie zaniku zasilania podstawowego np. w wyniku awarii. Niezwykle ważne jest, aby maksymalnie długo było utrzymane zasilanie z sieci 230VAC, a jak najkrócej używane zasilanie awaryjne z akumulatora. Dlatego stosuje się rozwiązanie zmniejszające prawdopodobieństwo zaniku zasilania podstawowego – jeżeli obiekt jest zaopatrzony w prąd trójfazowy montuje się przełącznik fazowy. Schemat połączenia zamieszczamy poniżej:

Automatyczny przełącznik faz PF-431 służy do zachowania ciągłości zasilania odbiorników jednofazowych w przypadku zaniku fazy zasilającej lub spodku jej parametrów poniżej normy. Do przełącznika doprowadzone jest napięcie trójfazowe. Na wyjście przełącznika L kierowane jest napięcie jednofazowe z fazy o najlepszych parametrach. Przełącznik kontroluje wartość napięcia tak, aby napięcie wyjściowe nie było mniejsze niż 195V. Faza L3 jest priorytetową, co oznacza, że jeżeli jej parametry będą prawidłowe, to faza ta będzie zawsze załączana na wyjście L. W przypadku spadku napięcia w fazie L3 poniżej 195V lub jego całkowitego zaniku – na wyjście L zostanie przełączona faza L2 (o ile jej parametry będą prawidłowe). W przypadku równoczesnego braku prawidłowych napięć w fazach L3 i L2 – na wyjście zostanie załączona faza L1. W przypadku powrotu prawidłowego napięcia zasilania w fazie L3 (powyżej 195V), układ załączy na wyjście tę fazę jako priorytetową.

Bardzo często pada pytanie, czy centrala powinna być zasilana z zastosowaniem modułu zasilania awaryjnego UPS? Warto chyba poświęcić chwilę uwagi tej sprawie. Otóż UPS jako podtrzymanie zasilania 230VAC nie ma sensu, ponieważ SSWN jest dostosowany do pracy z akumulatorów 12 Volt, które są tańsze, łatwiejsze w obsłudze i mają wyższą sprawność energetyczną. Natomiast problemem jest możliwość zniszczenia bądź uszkodzenia centrali systemu przez przepięcia występujące w liniach zasilania 230VAC. Występują one nie tylko w wyniku wyładowań atmosferycznych, ale również w wyniku działań innych odbiorców prądu. Dlatego w obwód zasilania powinno się wmontować filtry przeciwprzepięciowe i przeciwzakłóceniowe (analogiczne jak w przypadku zasilania komputera) lub właśnie UPS, który taki filtr ma zabudowany w swojej strukturze. Natomiast problem wyładowań atmosferycznych najlepiej może rozwiązać zbudowanie na linii energetycznej zespołu urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej, które są jednak dosyć kosztowne i możliwe do instalacji wyłącznie przez kwalifikowanego elektroinstalatora.

Awaryjne zasilanie SSWN zapewniają bezobsługowe szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe (SLA – sealed lead-acid) z rekombinacją gazów. Gaz powstający w trakcie elektrolizy na płycie dodatniej akumulatora jest przekazywany za pośrednictwem specjalnego separatora do płyty ujemnej, gdzie jest rekombinowany do postaci siarczanu ołowiu i wody. Istnieją dwie technologie budowy akumulatorów SLA. Istotną różnicą jest tu sposób wiązania elektrolitu. W technologii żelowej (żel SiO2) rekombinację gazów umożliwiają kanaliki tlenowe w strukturze żelu. W technologii AGM (Absorbed Glass Mat) wykorzystywane jest zjawisko napięcia powierzchniowego w komórkach separatora wykonanego z odpowiedniej maty szklanej. W systemach alarmowych korzystniejsze jest stosowanie akumulatorów wykonanych w technologii żelowej (głównie: duża odporność na przeładowanie i głębokie rozładowanie, duża pojemność cieplna), chociaż ich rezystancja wewnętrzna jest większa, niż w akumulatorach AGM.

Dzięki odpowiedniej konstrukcji obsługa akumulatora została zredukowana do minimum, a hermetyczna obudowa gwarantuje, że nie ma wycieków i akumulator może pracować w każdej pozycji. Zakres temperatur pracy jest szeroki: od –20°C do +50°C. Akumulator nie jest odporny na uderzenia i wibracje, zatem należy go zabezpieczyć przed nadmiernymi wstrząsami. Akumulatory SLA mogą być łączone szeregowo i równolegle, co daje możliwość dowolnego doboru napięć i pojemności. Przy połączeniach należy stosować ten sam typ akumulatora (ta sama pojemność i charakterystyka). Nigdy nie należy łączyć akumulatorów starych z nowymi.

Akumulator w systemie alarmowym pracuje w trybie buforowym. Jeśli jednak wyzwolenie alarmu nastąpi podczas zaniku napięcia energetycznego, zachodzi głębokie jego rozładowanie. Po takim rozładowaniu należy akumulator doładować, w przeciwnym razie może nastąpić jego zasiarczenie i redukcja pojemności. Również niewłaściwe ładowanie, to zwiększenie szybkości zużywania akumulatora, trwałe uszkodzenia jego elementów czy też nadmierna kompensacja elektrolitu. Akumulatory żelowe są odporne na przeładowania i mogą być regenerowane nawet po wielogodzinnych zwarciach.

Nadmierne wyładowanie akumulatora powoduje ograniczenie możliwości magazynowania energii, zmniejszenie jego pojemności i skrócenie żywotności. Zatem należy unikać głębokiego rozładowania akumulatora. W tym celu w wielu systemach alarmowych stosuje się ograniczniki rozładowania, które kontrolują napięcie prądu pobieranego z akumulatora. Zważywszy, że napięcie, poniżej którego czujki już nie pracują wynosi około 11V, zatem napięcie odcięcia akumulatora powinno wynosić 11,0 … 10,5 Volt.

Akumulator rozładowany musi być niezwłocznie doładowany, dlatego w SSWN przewiduje się ciągłe doładowywanie akumulatora w trakcie normalnej pracy systemu z zasilania 230VAC. W razie zaniku zasilania podstawowego, przełączanie zasilania systemu na awaryjne z akumulatorów odbywa się automatycznie i nie powoduje zakłóceń pracy systemu. Bardzo ważne jednak jest, iż nie można wykorzystywać źródeł zasilania systemu alarmowego do jednoczesnego zasilania innych urządzeń elektrycznych.

Po długim użytkowaniu akumulatora następuje zużycie elektrod. Efektywny okres żywotności akumulatora wynosi od dwóch do maksimum pięciu lat przy pracy rezerwowej. Po tym okresie nie jest możliwe przywrócenie jego pojemności. Z uwagi na pracę w systemie ochrony mienia wymiana nawet sprawnego akumulatora winna być przeprowadzana co 2 … 3 lata eksploatacji.

Na etapie projektowania SSWN należy obliczyć, jaka powinna być łączna pojemność akumulatorów. Stosujemy wzór:
QC = 1,25 * ( IS * tS + IA * tA )
gdzie: IS – całkowity prąd pobierany przez system w stanie dozoru przy zaniku zasilania podstawowego, wyrażony w amperach [A] tS – wymagany czas dozoru systemu z zasilania awaryjnego, wyrażony w godzinach [h] IA – całkowity prąd pobierany przez system w stanie alarmowania, wyrażony w amperach [A] tA – wymagany czas alarmowania, wyrażony w godzinach [h]. Przyjmuje się, że źródło zasilania awaryjnego musi gwarantować, co najmniej, 15 minut alarmu oraz jednoczesne dozorowanie systemu na każde:
12h – dla obiektów mających zapewnioną ciągłą służbą serwisową
36h – dla obiektów z ciągłym dozorem ludzkim
72h – dla obiektów bez ciągłego dozoru ludzkiego.

Sposób obliczenia bilansu prądowego i pojemności akumulatorów dla przykładowego SSWN zamieszczamy w następnym rozdziale.
Często zdarza się, że z bilansu prądowego wynika, iż konsumpcja energetyczna systemu przekracza maksymalny prąd możliwy do uzyskania z zespołu zasilania zabudowanego na panelu centrali. Równie często spotykamy rozbudowane systemy z modułami rozszerzeń montowanymi w oddzielnej obudowie, w dużej od centrali odległości. Przy tak długich liniach zasilających spadek napięcia na przewodach powoduje trudności z uzyskaniem prawidłowego działania czujek i systemu. W obu przypadkach konieczne jest zastosowanie zasilacza dodatkowego z odpowiednim akumulatorem. Wiele firm wytwarzających centrale SSWN ma w swoim programie produkcyjnym moduły zasilaczy przystosowane specjalnie do obsługi przez konkretną centralę za pośrednictwem magistrali. W razie braku zasilaczy specjalnych, można zastosować (znacznie tańsze) zasilacze buforowe lub impulsowe umieszczone w obudowach z miejscem na stosowny akumulator. Schemat podłączenia takiego zasilacza uniwersalnego do centrali SSWN z wykorzystaniem magistrali, zamieszczamy poniżej:

W niektórych centralach spotyka się kilka wyjść na magistralę. Czasem jest to podyktowane wyłącznie chęcią zwiększenia maksymalnego zasięgu magistrali, czasem jednak poszczególne wyjścia mają różne funkcje – dlatego zawsze należy sprawdzić w instrukcji instalacji danej centrali.

Jeżeli nadal nie wiesz jak zasilić swój SSWN – przeczytaj następne rozdziały bądź skontaktuj się z naszymi konsultantami.

No Comments

Post A Comment