Sección transversal del cable para el sistema de alerta ops. Cálculo de la sección transversal de un núcleo de cable en sistemas distribuidos de alerta y radiodifusión sonora

Cable resistente al fuego para sistemas de alarma y aviso de incendios SOUE

Cable resistente al fuego (resistente al fuego, resistente al fuego) para sistemas de alarma contra incendios y contra incendios (OPS) y sistemas de control de evacuación y advertencia de incendios (SOUE).

Resistencia al fuego de los cables(Inglés (grado de) resistencia al fuego) - la capacidad del cable para permanecer operativo cuando se expone a (y después de la exposición a) una llama abierta durante el tiempo establecido por las normas y está determinada por parámetros tales como el tiempo resistente al fuego cable (resistencia al fuego), temperatura de la llama abierta, tensión de funcionamiento, condiciones de tendido del cable, etc.

Resistencia al fuego de los cables- tiempo desde el inicio prueba de fuego de cables ante la ocurrencia de uno de los signos en que pierde su eficacia: cortocircuito etc

Desde mayo de 2009 entró en vigor una nueva ley federal: Ley Federal Federación Rusa del 22 de julio de 2008 N 123-FZ "Reglamento técnico sobre los requisitos seguridad contra incendios ", que describe los nuevos requisitos para los sistemas de seguridad contra incendios de objetos. Junto con la ley, algunos regulaciones que rige el uso varios tipos cables en sistemas de seguridad contra incendios de objetos. El material a continuación se puede utilizar como fundamento para el uso de cables resistentes al fuego en sistemas alarma de incendios y sistemas de alerta y gestión de evacuaciones.

Extracto de la Ley Federal de la Federación Rusa del 22 de julio de 2008 N 123-FZ "Reglamento técnico sobre requisitos de seguridad contra incendios"

Artículo 82. Requisitos de seguridad contra incendios de las instalaciones eléctricas de los edificios, obras y estructuras.

2. Cables y alambres de sistemas de protección contra incendios., medios para asegurar las actividades de los cuerpos de bomberos, sistemas de detección de incendios, aviso y control de la evacuación de personas en caso de incendio, alumbrado de emergencia en vías de evacuación, ventilación de emergencia y protección contra el humo, extinción automática de incendios, suministro interno de agua contra incendios, ascensores para transportar cuerpos de bomberos en edificios, estructuras y estructuras deben permanecer operativos en un incendio durante el tiempo necesario para la evacuación completa de personas a un área segura.
7. Horizontales y verticales canales para tender cables y alambres eléctricos en edificios, estructuras y estructuras deben protegerse de la propagación del fuego. En lugares por donde pasan canales de cables, conductos, cables y alambres Construcción de edificio con un límite de resistencia al fuego nominal, se deben proporcionar penetraciones de cable con un límite de resistencia al fuego no inferior al límite de resistencia al fuego de estas estructuras.
8. cabos colocadas al aire libre deben ser ignífugas.

Artículo 103. Requisitos de las instalaciones automáticas de detección de incendios.

2. Líneas de comunicación entre medios tecnicos automático instalaciones de alarma contra incendios deberán realizarse teniendo en cuenta asegurar su funcionamiento en caso de incendio durante el tiempo necesario para detectar un incendio, emitir señales de evacuación, durante el tiempo necesario para la evacuación de personas, así como el tiempo necesario para controlar otros medios técnicos.

Artículo 84requisitos de seguridad contra incendios hasta sistemas de aviso de incendio y gestión de la evacuación de personas en edificios, estructuras y estructuras.

7. Los sistemas de aviso de incendio y de gestión de evacuación de personas deberán funcionar durante el tiempo necesario para completar la evacuación de personas de un edificio, estructura, estructura.

Artículo 143. Requisitos de seguridad contra incendios de los equipos eléctricos.

4. equipo eléctrico Los sistemas de protección contra incendios deben permanecer operativos en un incendio durante el tiempo necesario para la completa evacuación de las personas a un lugar seguro.

Texto completo " reglamento tecnico sobre los requisitos de seguridad contra incendios"

Extracto del Código de Reglas SP 5.13130.2009. Sistemas de protección contra incendios. Las instalaciones de alarma y extinción de incendios son automáticas. Normas y reglas de diseño:

13.15 Bucles de alarma de incendio. Líneas de conexión y suministro de sistemas.automáticos contra incendios.

13.15.3 Selección eléctrica alambres y cables, los métodos de colocación para la organización de bucles de alarma contra incendios y líneas de conexión deben realizarse de acuerdo con los requisitos de GOST R 53315, GOST R 53325, los requisitos de esta sección y la documentación técnica para dispositivos y equipos de incendio. Sistema de alarmas.

13.15.4 Los bucles de alarma contra incendios de cables eléctricos y las líneas de conexión deben estar hechos con alambres independientes y cables con conductores de cobre. Los bucles de alarma contra incendios cableados eléctricos, por regla general, deben llevarse a cabo con cables de comunicación, si la documentación técnica para dispositivos de control de incendios no prevé el uso de tipos especiales de cables o alambres.
13.15.5 Se permite el uso de líneas de comunicación dedicadas en ausencia de control automático de los equipos de protección contra incendios.
13.15.7. resistente al fuego Los alambres y cables conectados a varios componentes de los sistemas automáticos contra incendios no deben ser menores que el tiempo requerido para completar las tareas de estos componentes para un sitio de instalación específico. La resistencia al fuego de los alambres y cables está garantizada por la elección de su tipo, así como por los métodos de colocación.
13.15.8 Donde sistema alarma de incendios no diseñado para controlar instalaciones automáticas de extinción de incendios, sistemas de advertencia, sistemas de extracción de humo y otros sistemas de ingeniería de seguridad contra incendios de la instalación, para conectar bucles radiales de alarma contra incendios con un voltaje de hasta 60 V a paneles de control, líneas de conexión hechas por cables telefónicos con Los conductores de cobre de una red de comunicación integrada pueden ser objeto de uso, sujeto a la asignación de canales de comunicación. En este caso, los pares libres asignados desde el campo a través a las cajas de conexiones utilizadas en la instalación de bucles de alarma contra incendios, por regla general, deben colocarse en grupos dentro de cada caja de conexiones y marcarse con pintura roja.
13.15.12 El diámetro de los núcleos de cobre de alambres y cables debe determinarse con base en la caída de voltaje permisible, pero no menor a 0,5 mm.

Texto completo de SP 5.13130.2009

Extracto del Código de Normas SP SP 6.13130.2009 Sistemas de protección contra incendios. Equipo eléctrico. requisitos de seguridad contra incendios

Artículo 4 requisitos de seguridad contra incendios.

4.1 Las líneas de cables de los sistemas de protección contra incendios deben estar hechas con cables resistentes al fuego con conductores de cobre que no propaguen la combustión durante el tendido en grupo según la categoría A según GOST R IEC 60332-3-22 con baja emisión de humos y gases (ng-LSFR ) o libre de halógenos (ng-HFFR).
4.5 líneas de cable los sistemas de protección contra incendios deben permanecer operativos en condiciones de incendio durante el tiempo necesario para el funcionamiento de los sistemas específicos del objeto protegido.
4.6 Los cables de los sistemas de alerta y control de evacuación (SOUE) y las alarmas contra incendios que intervienen en asegurar la evacuación de personas en caso de incendio deben permanecer operativos en un incendio durante el tiempo necesario para la completa evacuación de personas a una zona segura.
4.15 La vida útil de las líneas de cable y los paneles eléctricos se determina de acuerdo con GOST R 53316.

Como puede verse en estos extractos, existen algunas contradicciones en los requisitos del Reglamento Técnico y el Código de Práctica. Por ejemplo, p. p. 13.15.5 y 13.15.8 del Código de Reglas 5 permiten el uso de cables de comunicación telefónica convencionales para el sistema de alarma contra incendios si el sistema de alarma contra incendios no está involucrado en otros sistemas de protección contra incendios: SOUE, extinción de incendios, etc. Sin embargo, el apartado 2 del art. 103 FZ-123 requiere que el sistema de alarma contra incendios funcione todo el tiempo hasta que las personas sean evacuadas, es decir, debe funcionar durante un incendio, por lo tanto, ser resistente al fuego. Se puede trazar la siguiente lógica: El primer detector de incendios da una señal y un incendio al panel de control. Los siguientes bucles de alarma contra incendios transmiten una falla al dispositivo, porque cables (comunes) en ese momento se quemaron. ¿Por qué utilizar cables resistentes al fuego para los sistemas de alarma contra incendios? El hecho es que los cables de otros bucles de alarma contra incendios, por regla general, pasan por las mismas rutas de cable. En este caso, la información primaria sobre el funcionamiento de un detector de incendios (detectores) no es suficiente. Para tomar una decisión de evacuación, es necesario comprender dónde se encuentra el fuego y en qué dirección se está propagando. Esto se puede juzgar de manera confiable a partir del resto de los bucles de alarma contra incendios solo si los cables y las rutas de los cables de la alarma contra incendios permanecen en buen estado de funcionamiento. Es lógico suponer que las autoridades contra incendios, al acordar nuevos proyectos para la protección contra incendios de edificios, exigirán el cumplimiento de requisitos más estrictos para las líneas de cable, es decir. Instalación de cables resistentes al fuego. De acuerdo con la cláusula 13.15.3 de SP 5 y la cláusula 4.1 de SP 6, los cables deben cumplir con los requisitos de GOST R 53315 y GOST R IEC 60332-3-22:

Extracto de GOST R 53315-2009. Productos de cables. Requisitos de seguridad contra incendios:

6. Ventajas alcances de los productos de cable según su tipo de ejecución. V documentación normativa el alcance de su aplicación debe indicarse en el producto del cable, teniendo en cuenta los indicadores de riesgo de incendio y el tipo de ejecución de acuerdo con la Tabla. 2.

Tipo de producto de cable	Clase de fuego1)	Campo de aplicación preferido
Sin ejecución	O1.8.2.3.4	Para colocación individual estructuras de cables y locales industriales. Para colocación en grupo: uso obligatorio de protección pasiva contra incendios.
Versiones: ng, ng(A), ng(A F/R), ng(B), ng(C) y ng(D)	P1.8.2.3.4 P2.8.2.3.4 P3.8.2.3.4 P4.8.2.3.4	Para tendido en grupo, teniendo en cuenta el volumen de carga combustible en estructuras de cables, instalaciones eléctricas al aire libre (abiertas) (bastidores de cables, galerías). No se puede utilizar en salas de cables. empresas industriales, edificios residenciales y públicos
Versión ng-LS	P1.8.2.2.2 P2.8.2.2.2	Para tendido en grupo, teniendo en cuenta el volumen de carga combustible en estructuras de cables y locales de instalaciones eléctricas internas, incluso en edificios residenciales y públicos.
Ejecución — ng-HF	P1.8.1.2.1 P2.8.1.2.1 P3.8.1.2.1 P4.8.1.2.1	Para la colocación en grupo, teniendo en cuenta el volumen de carga combustible en salas equipadas con tecnología informática y de microprocesador; en edificios y estructuras con estancia masiva de personas
Ejecución - ng-FRLS	P1.1.2.2.2 P2.1.2.2.2	Para el tendido individual o en grupo (teniendo en cuenta el volumen de carga combustible) de circuitos de alimentación de receptores eléctricos de sistemas de protección contra incendios, quirófanos y equipos de reanimación y anestesia de hospitales y hospitales, así como otros receptores eléctricos que deban permanecer operativos en caso de incendio condiciones
Ejecución - ng-FRHF	P1.1.1.2.1 P2.1.1.2.1 P3.1.1.2.1 P4.1.1.2.1
Ejecución - ng-LSLTx	P1.8.2.1.2 P2.8.2.1.2	Para colocación individual o grupal (teniendo en cuenta el volumen de carga combustible) en los edificios de preescolar Instituciones educacionales, hogares de ancianos especializados y personas discapacitadas, hospitales, dormitorios de instituciones educativas de tipo internado e instituciones infantiles
Ejecución — ng-HFLTx	P1.8.1.1.1 P2.8.1.1.1 P3.8.1.1.1 P4.8.1.1.1
1) Clase de riesgo de incendio de los productos de cable con las clasificaciones de riesgo de incendio más bajas. Se permite el uso de productos de cable con índices de riesgo de incendio más altos.

Como puede verse en esta tabla, se recomiendan cables con índices para sistemas de protección contra incendios - ng-frls, -ng-FRHF con una clase de riesgo de incendio no inferior a P 1.1.2.2.2 para -ng-FRLS y P 1.1.1.2.1 para -ng-FRHF.
De acuerdo con este GOST, los cables con tales índices y clases de riesgo de incendio deben cumplir con los requisitos de las siguientes normas:
GOST R IEC 60331-23-2003 Prueba de llama de cables eléctricos y ópticos. Mantenimiento del rendimiento. Parte 23. Pruebas y requisitos para las mismas. Cables eléctricos para transmisión de datos.
GOST R IEC 60332-3-22-2005 Ensayos de cables eléctricos y ópticos en condiciones de llama. Parte 3-22. Propagación de la llama a lo largo de haces de alambres o cables dispuestos verticalmente. Categoría A.
GOST R IEC 60754-1-99 Prueba de materiales de construcción de cables durante la combustión. Determinación de la cantidad de gases emitidos de ácidos halógenos.
GOST R IEC 60754-2-99 Ensayo de materiales de construcción de cables durante la combustión. Determinación del grado de acidez de los gases emitidos mediante la medida del pH y la conductividad específica.
GOST R IEC 61034-2-2005 Medición de la densidad del humo durante la quema de cables en condiciones específicas. Parte 2. Método de ensayo y requisitos para el mismo.

Del análisis de estas normas concluimos que, además de otros requisitos de no proliferación de llamas, emisión de gases y humos, toxicidad, cables de protección contra incendios(incluidos los sistemas de alarma contra incendios) deben tener una clase de riesgo de incendio de al menos software 1, es decir. el tiempo durante el cual el cable debe permanecer operativo debe ser de al menos 180 minutos.

Por lo tanto, el criterio principal para elegir un cable para una alarma contra incendios es que cumpla con una clase de riesgo de incendio de al menos P1.1.2.2.2 para -ng-FRLS y al menos P1.1.1.2.1 para -ng-FRHF según GOST R 53315-2009.
¿Y cómo elegir realmente mediante marcado y certificado?

Para cables rusos resistentes al fuego:

Lo más importante es el cumplimiento de GOST R 53315-2009.
El tipo de ejecución debe indicarse en el marcado de los productos de cable, es decir, deben indicarse los índices agregados a la marca: ng-FRLS o -ng-FRHF.
El certificado de incendio debe indicar el cumplimiento de la clase de riesgo de incendio según GOST R 53315-2009: P1.1.2.2.2 para - ng-FRLS y P1.1.1.2.1 para - ng-FRHF.
Se permite indicar en el certificado el cumplimiento del indicador de riesgo de incendio según NPB 248-97: PPST 1 y PTPM 2 para - ng-FRLS y PPST 1, PKA 1 y PTPM 2 - para -ng-FRHF, que no contradice GOST R 53315-2009, pero se considera obsoleto.

Para cables ignífugos importados:

En el etiquetado:

la letra "H", que indica el uso de una mezcla de polímeros ignífugos libres de halógenos en el aislamiento y la cubierta,
índice E180, que indica la clase de peligro de incendio: al menos 180 minutos.

El certificado de incendios debe indicar el cumplimiento estándares internacionales:

IEC 60331-23 - para resistencia al fuego.
IEC 60332-3-22 para retardo de llama.
IEC 60754-1 - para la determinación de la cantidad de gases emitidos por ácidos halógenos.
IEC 60754-2: para determinar el grado de acidez de los gases emitidos midiendo el pH y la conductividad específica.
IEC 61034-2 para la medición de la densidad del humo de cables en llamas en condiciones específicas.

FRHF - Libre de halógenos, retardante de llama - significa: funda de cable libre de halógenos y retardante de llama.
FRLS - Low Smoke, Flame Retardent - significa: cubierta de cable con baja emisión de humo y retardante de llama.

Conclusión:

Requisitos para cable de alarma contra incendios: resistente al fuego; baja emisión de humo, sin emisión de halógenos, diámetro del núcleo de cobre no inferior a 0,5 mm
Requisitos para Cable SOUE: resistente al fuego; baja emisión de humos, sin emisión de halógenos, el diámetro del hilo de cobre debe determinarse a partir de la caída de tensión admisible

El edificio que se está diseñando debe estar equipado con dispositivos de advertencia de incendios de tipo 2.

Para alertar a las personas sobre un incendio, se conectarán al dispositivo alarmas contra incendios del tipo Mayak-12-3M (OOO Elektrotekhnika i Avtomatika, Omsk, Rusia) y alarmas luminosas "TS-2 SVT1048.11.110" (letrero "Salir"). usó S2000-4 (CJSC NVP Bolid).

El cable resistente al fuego KPSEng(A)-FRLS-1x2x0.5 se utiliza para la red de alarma contra incendios.

Para correo electrónico tensión de alimentación del equipo U = 12 V, se utiliza una fuente eléctrica redundante. Fuente de alimentación "RIP-12" isp.01 con tapa de batería recargable. 7 Ah.Baterías recargables de la fuente de el. fuentes de alimentación garantizan el funcionamiento del equipo durante al menos 24 horas en modo de espera y 1 hora en el modo "Fuego" cuando la fuente de alimentación principal está apagada.

Requisitos básicos para FUENTE están establecidos en la NPB 104-03 "Sistemas de alerta y control para la evacuación de personas en caso de incendios en edificios y estructuras":

3. Supuestos de diseño aceptados

Según las dimensiones geométricas de los locales, todos los locales se dividen en solo tres tipos:

• "Corredor": la longitud excede el ancho en 2 o más veces;
• "Hall" - un área de más de 40 metros cuadrados (no se utiliza en este cálculo).

Colocamos un anunciador en una habitación del tipo "Habitación".

4. Tabla de valores de atenuación de audio

En el aire, las ondas sonoras se atenúan debido a la viscosidad del aire y la atenuación molecular. La presión sonora se atenúa en proporción al logaritmo de la distancia (R) a la sirena: F (R) = 20 lg (1/R). La figura 1 muestra un gráfico de atenuación de la presión sonora en función de la distancia a la fuente sonora F (R) = 20 lg (1/R).

Arroz. 1 - Gráfico de atenuación de la presión sonora en función de la distancia a la fuente sonora F (R) = 20 lg (1/R)

Para simplificar los cálculos, a continuación se muestra una tabla de valores reales de los niveles de presión sonora del anunciador Mayak-12-3M a varias distancias.

Tabla - Presión sonora generada por una sola sirena cuando se enciende a 12V a diferente distancia de la sirena.

5. Selección del número de sirenas en un determinado tipo de local

Los planos de planta muestran las dimensiones geométricas y el área de cada habitación.

De acuerdo con la suposición hecha anteriormente, los dividimos en dos tipos:

• "Habitación" - área de hasta 40 m2;
• "Corredor": la longitud excede el ancho en 2 o más veces.

Se permite colocar un anunciador en una habitación del tipo "Habitación".

En una habitación del tipo "Corredor", se colocarán varios anunciadores, espaciados uniformemente en toda la habitación.

Como resultado, se determina el número de anunciadores en una habitación en particular.

Seleccionando un "punto calculado" - un punto en el plano de sonido en esta habitación, en la medida de lo posible de la sirena, en la que es necesario proporcionar un nivel sonoro de al menos 15 dBA por encima del nivel sonoro admisible de ruido constante.

Como resultado, se determina la longitud de la línea recta que conecta el punto de montaje del anunciador con el "punto calculado".

Punto de diseño: un punto en el plano de sonido en una habitación determinada, lo más lejos posible de la sirena, en el que es necesario proporcionar un nivel de sonido de al menos 15 dBA por encima del nivel de sonido permisible de ruido constante, según NPB 104 -03 p.3.15.

Con base en el SNIP 23-03-2003, numeral 6 “Normas de Ruido Permisible” y la “Tabla 1” dada en el mismo lugar, derivamos los valores del nivel de ruido permisible para un albergue de especialistas en trabajo. igual a 60 dB.

Al calcular, se debe tener en cuenta la atenuación de la señal al pasar por las puertas:

• protección contra incendios -30 dB(A);
• estándar -20 dB(A)



Convenciones

Aceptamos las siguientes convenciones:

• N bajo. – la altura de la suspensión de la sirena desde el suelo;
• 1,5 m - nivel 1,5 metros del suelo, en este nivel hay un plano de sonido;
• h1 - exceso sobre el nivel de 1,5 m hasta el punto de suspensión;
• W es el ancho de la habitación;
• D - la longitud de la habitación;
• R es la distancia desde el anunciador hasta el “punto calculado”;
• L - proyección R (distancia desde el anunciador hasta el nivel de 1,5 m en la pared opuesta);
• S es el área de sonido.

5.1 Cálculo para el tipo de habitación "Habitación"

Definamos el "punto calculado": el punto que está lo más lejos posible del anunciador.

Para la suspensión, se seleccionan paredes "menores", opuestas a lo largo de la habitación, de acuerdo con NPB 104-03 en la cláusula 3.17.



Arroz. 2 - Proyección vertical del montaje del anunciador de pared en el airbag

Colocamos el anunciador en el medio de la "Habitación", en el centro del lado corto, como se muestra en la Fig. 3



Arroz. 3 - Ubicación de la sirena en medio de la "Habitación"

Para calcular el tamaño R, es necesario aplicar el teorema de Pitágoras:

• D - la longitud de la habitación, de acuerdo con el plano, es de 6.055 m;
• W - el ancho de la habitación, de acuerdo con el plano, es de 2.435 m;
• Si la sirena se colocará por encima de 2,3 m, en lugar de 0,8 m, debe tomar el tamaño h1 que exceda la altura de la suspensión por encima del nivel de 1,5 m.

5.1.1 Determinar el nivel de presión sonora en el punto de diseño:

P \u003d Rdb + F (R) \u003d 105 + (-15.8) \u003d 89.2 (dB)

• Pdb - presión de sonido del altavoz, según esos. la información al anunciador Mayak-12-3M es de 105 dB;
• F (R) - dependencia de la presión sonora de la distancia, igual a -15,8 dB de acuerdo con la Fig. 1 cuando R=6,22 m.

5.1.2 Determinar el valor de la presión sonora, de acuerdo con la NPB 104-03 p.3.15:

5.1.3 Comprobación de la corrección del cálculo:

P \u003d 89.2\u003e P r.t. \u003d 75 (se cumple la condición)

FUENTE en un área protegida.


5.2 Cálculo para una habitación del tipo "Pasillo"

Los anunciadores se colocan en una pared del corredor con un intervalo de 4 anchos. El primero se coloca a una distancia ancha de la entrada. El número total de anunciadores se calcula mediante la fórmula:

N \u003d 1 + (L - 2 * W) / 3 * W \u003d 1 + (26.78-2 * 2.435) / 3 * 2.435 \u003d 4 (uds.)

• D - la longitud del corredor, de acuerdo con el plan, es de 26,78 m;
• W - el ancho del corredor, de acuerdo con el plan es de 2.435 m.

La cantidad se redondea al número entero más cercano. La ubicación de los anunciadores se muestra en la fig. 4.



Fig. 4 - Colocación de anunciadores en una habitación del tipo "Corredor" con un ancho de menos de 3 metros y la distancia "al punto calculado"

5.2.1 Determinar los puntos calculados:

El "punto calculado" está ubicado en la pared opuesta a una distancia de dos anchos del eje del anunciador.

5.2.2 Determinar el nivel de presión sonora en el punto de diseño:

P \u003d Rdb + F (R) \u003d 105 + (-14.8) \u003d 90.2 (dB)

• Pdb - presión de sonido del altavoz, según esos. la información al anunciador Mayak-12-3M es de 105 dB;
• F (R) - dependencia de la presión sonora de la distancia, igual a -14,8 dB de acuerdo con la Fig. 1 cuando R=5,5 m.

5.2.3 Determinar el valor de la presión sonora, de acuerdo con la NPB 104-03 p.3.15:

Rt \u003d N + ZD \u003d 60 + 15 \u003d 75 (dB)

• N es el nivel sonoro permisible de ruido constante, para albergues es de 75 dB;
• ZD - margen de presión sonora igual a 15 dB.

5.2.4 Comprobación de la corrección del cálculo:

Р=90.2 > Р р.т=75 (se cumple la condición)

Por lo tanto, como resultado de los cálculos, el tipo de anunciador seleccionado "Mayak-12-3M" proporciona y supera el valor de la presión del sonido, lo que proporciona una audibilidad clara de las señales de sonido. FUENTE en un área protegida.

De acuerdo con el cálculo, colocaremos los anunciadores de sonido, ver Fig.5.



Fig. 5 — Plan de colocación de anunciadores en el. 0.000

El final del verano es el momento más caluroso para las vacaciones. Camina por la calle principal de la ciudad costera: hay muchos cafés, restaurantes y tiendas para el placer de los vacacionistas. La mayoría de ellos, desde el punto de vista de la organización de los sistemas de alerta, pertenecen a objetos de tamaño pequeño y mediano (si el establecimiento no está ubicado en ningún centro comercial y de entretenimiento de un tamaño muy impresionante). Los SEC generalmente cuentan con personal de acuerdo con todas las reglas, incluida la notoria SP 3.13130.2009, y con la notificación allí, más o menos todo está claro: se aplican sistemas especializados en combinación con líneas de 100 voltios y altavoces. Las cosas no son tan fáciles con objetos pequeños.

Mishin romano
Director Técnico de Schneider Intercom

Por lo general, los propietarios de los establecimientos más pequeños tienen a su disposición algún tipo de dispositivo de reproducción de sonido, cuyo objetivo principal es crear un ambiente sonoro agradable en la habitación. Con un poco menos de frecuencia, los equipos de audio también se utilizan para atraer la atención de los transeúntes. La pregunta es, ¿pueden usarse tales dispositivos para alertar e informar a los visitantes, incluso en situaciones de emergencia?

La complejidad de los sistemas simples.

Parece que no hay obstáculos visibles a primera vista para el uso de equipos de audio con fines de seguridad: solo existiría la posibilidad de conectar un micrófono y una entrada para conectar una fuente de señal de sonido externa. Pero solo a primera vista, todo es tan fácil.

El primer problema es la limitada posibilidad de aplicación, debido a que, hasta hace poco tiempo, casi todos estos sistemas no estaban equipados con dispositivos para garantizar la activación automática en caso de un evento de alarma, y ​​es simplemente imposible certificar un sistema de audio como un SOUE de acuerdo con los requisitos de GOST R 53325. En base a esto, el alcance se reduce a pequeñas tiendas u otras instalaciones para las cuales la introducción de dichos sistemas no es necesaria en absoluto. Sin embargo, muchos propietarios de pequeños establecimientos utilizan sistemas de audio de baja impedancia no solo para transmitir música, sino también para mostrar anuncios.

Avanzar. Digamos que un sistema o amplificador de baja resistencia todavía tiene todos los medios necesarios para usarlos como dispositivos de advertencia (aunque hay pocos dispositivos de este tipo en el mercado). Como regla general, estos son pequeños sistemas de audio y, en la gran mayoría de los casos, la cantidad de altavoces en ellos se limita a unas pocas unidades. Pero en sí mismo un pequeño número de hablantes no puede servir como un obstáculo. El problema está en otra parte: con una conexión de baja impedancia, la señal en la línea de altavoces, por supuesto, puede alcanzar valores instantáneos de tensión muy significativos, pero el valor medio de este parámetro es muy, muy pequeño. Por lo tanto, se requiere un buen blindaje para atenuar el ruido eléctrico externo, de lo contrario, con una longitud de línea superior a 15 m y la presencia de cables de alimentación o equipos eléctricos cerca, el sonido empeorará notablemente. Pero eso no es todo.

Como se sabe, las pérdidas en una línea con su resistencia distinta de cero son inversamente proporcionales al voltaje en ella. Así, a baja tensión, es inevitable una fuerte atenuación de la señal útil incluso a una pequeña distancia de la fuente al consumidor. Para reducir las pérdidas, es necesario reducir esta distancia o reducir la resistencia aumentando la sección transversal de los cables que alimentan el altavoz.

Ambos métodos imponen severas restricciones en el uso de sistemas de audio convencionales para fines de radiodifusión y megafonía. A modo de ilustración, presentamos la metodología para calcular la sección transversal mínima del cable para conectar altavoces en sistemas de audio.

Cómo calcular la sección transversal del cable

Para el sistema de alerta, el cálculo de la sección del cable de línea para una determinada longitud se realiza para un determinado valor admisible de caída de tensión en la línea (ipad) con los siguientes parámetros:

• voltaje de línea - U;
• longitud de línea - L;
• consumo de energía - R.

Valor de caída de tensión:

donde I es la corriente en la línea.

donde está la resistividad del material (para cobre - 0.0175 Ohm-mm2 / m):

A partir de aquí encontramos la expresión para calcular la sección transversal del cable:

En el caso de que sea necesario calcular la longitud máxima de la línea, conociendo la sección transversal del cable utilizado y la caída de tensión especificada, se aplica la siguiente fórmula:

Se ve claramente a partir de las fórmulas anteriores: cuanto mayor sea el voltaje en la línea, menor será la sección del cable necesaria para crear una línea de cierta longitud, y más larga será la línea de advertencia con una sección de cable conocida.

Limitaciones de los sistemas de baja tensión

Parecería que todo está claro: el límite de usar sistemas de bajo voltaje son objetos pequeños con un área de varias decenas de metros cuadrados. Sin embargo, los sistemas de bajo voltaje tienen otro inconveniente, lo que limita aún más el alcance de su uso. Ellos, con raras excepciones, no tienen la capacidad de monitorear la salud de la línea, y más aún un altavoz separado. La ausencia de tal oportunidad no es un deseo de reducir el costo del equipo, sino una característica fundamental.

Todos los métodos modernos de control utilizan la transmisión hasta cierto punto. señal especial a través de la línea de altavoces durante una transmisión. En un circuito de bajo voltaje, tal señal, comparable a la amplitud de la señal deseada, puede causar efectos sensibles no deseados. Sí, y por qué esta oportunidad, porque los sistemas de audio de bajo voltaje, por regla general, están equipados con altavoces de baja impedancia, y deben conectarse correctamente, teniendo en cuenta que la resistencia de la etapa de salida del amplificador final es igual a la resistencia de un sistema de altavoces. En tales circunstancias, muchos altavoces, por mucho que lo intente, no se pueden conectar.

Teniendo en cuenta las características de los sistemas de bajo voltaje descritas anteriormente, explicaremos por qué no es deseable usarlos como dispositivos de transmisión incluso para establecimientos muy pequeños y por qué recientemente han aparecido sistemas de transmisión especialmente diseñados para instalaciones pequeñas y medianas.

Enfoque típico

Dado que incluso en una pequeña tienda o cafetería hay al menos dos zonas acústicamente separadas (cliente y tecnología), un altavoz no es suficiente.

A veces salen de la situación de la siguiente manera: un altavoz del sistema estéreo se coloca en el área del cliente, el otro en el tecnológico. Por supuesto, esto no es del todo correcto porque, en primer lugar, el sonido de los programas estéreo está muy distorsionado y, en segundo lugar, si está en una de las zonas, no siempre está claro (en ausencia de control de línea) si el altavoz funciona en otra habitación. Además, 10 m para un sistema de bajo voltaje es una distancia que puede estropear mucho la calidad de reproducción y la inteligibilidad del habla. Esta última circunstancia en un momento decisivo puede costarle muy caro al propietario del establecimiento.

Soluciones especiales para objetos pequeños

Gracias al desarrollo de las tecnologías y la cultura de hacer negocios en los países avanzados, han aparecido en el mercado ruso sistemas de transmisión de bajo costo especialmente diseñados para objetos pequeños y medianos. Le permiten equipar una institución con más de dos altavoces, crear un campo de sonido cómodo y uniforme y cumplir con los requisitos de volumen e inteligibilidad de los anuncios.

Para minimizar la distorsión espacial en dichos sistemas, solo se utiliza sonido monofónico y, para reducir las pérdidas de señal, se utilizan líneas de advertencia de alto voltaje con altavoces alimentados por transformador. Dicho equipo tiene la capacidad de controlar funcionalmente las líneas de altavoces y los elementos principales del sistema, pero la profundidad de este control depende de la clase del sistema y las capacidades del fabricante.

1. Para sistemas pequeños, por regla general, se limitan solo al control del amplificador y las líneas de advertencia no ramificadas.

2. Actualmente, a menudo se usa un método en el que es posible monitorear constantemente la línea pasando periódicamente una señal especial, el llamado tono piloto, inaudible para los usuarios del sistema, seguido de la medición de la diferencia en el nivel de la señal. Si se supera un determinado valor umbral de esta diferencia, se genera una señal de fallo de línea. Este método ha demostrado ser muy simple y confiable y ha sido adoptado por la mayoría de los fabricantes de equipos de transmisión.

3. Los sistemas de rango superior tienen herramientas de monitoreo que le permiten rastrear fallas hasta un solo altavoz. Por supuesto, esto requiere no solo los recursos del equipo central, sino también la instalación de módulos especiales que monitorean la rama de la línea y un altavoz separado. Dado que ambas ramas individuales, y más aún los altavoces, están conectados a la línea principal en paralelo, si una de las ramas o un altavoz separado falla, las condiciones para que la señal pase a través de la línea principal cambiarán poco y un sistema de control simple. para cambiar la resistencia total de la línea o para la atenuación de la señal simplemente no funcionará. Es necesario equipar módulos de control adicionales.

Además del fuerte aumento en el costo de dicho sistema, aumenta el costo de instalación y configuración. También requerirá una mayor cualificación de la instalación y personal de servicio Y finalmente, lo más importante, con un aumento en la cantidad de elementos del sistema, aumenta la probabilidad de un mal funcionamiento. Por tanto, los módulos de control instalados en línea deben tener la máxima fiabilidad, lo que indudablemente repercute en el precio. Pero aún así, es imposible excluir por completo la ocurrencia de fallas debido a fallas en los elementos de monitoreo y control.

Alerta de nueva generación

Más recientemente, debido al desarrollo de las tecnologías de transmisión de audio, han aparecido en el mercado sistemas con una nueva arquitectura. Permiten construir sistemas de alerta distribuidos relativamente económicos a la escala de un centro comercial y de entretenimiento, un campus, una calle o incluso un pequeño pueblo. Además, es posible, sin violar la integridad, dividir dicho sistema en un conjunto de pequeños sistemas lógicamente independientes.

La esencia del nuevo enfoque es la siguiente: las líneas de transmisión de señales digitales se establecen desde el controlador central del sistema y los comandos de audio, señalización y control se transmiten a través de solo dos cables o una infraestructura de red IP. Los suscriptores del sistema son estaciones de llamada y amplificadores con capacidades de control funcional completas. Naturalmente, los suscriptores pueden trabajar de forma conjunta y completamente independiente, gracias a la separación lógica de los segmentos de dicho sistema. Esto significa que en modo normal, cada uno de estos segmentos puede emitir su propia música o anuncios, y en caso de emergencia general, todos los dispositivos pueden recibir una señal del operador principal o de la megafonía regional. Dado que solo el equipo de abonado (estación de llamada, amplificadores y altavoces) está ubicado en cada segmento, los propietarios de pequeños establecimientos pueden liberarse de la necesidad de comprar su propio sistema; ahora es posible utilizar sistema común como servicio de abonado, como puntos de radio olvidados. Al mismo tiempo, en la modalidad regular, cada institución (zona de suscriptores) transmite su propia música y anuncios.

Como dicen, lo nuevo es lo viejo bien olvidado, y la tecnología que una vez se creó para la red de altavoces de radiodifusión, teniendo en cuenta el desarrollo moderno, abre nuevas oportunidades para los negocios.

Los sistemas de alerta son ampliamente utilizados en diversos campos de la actividad humana, por ejemplo, sistemas de alerta y control de evacuación para SOUE, sistemas de alerta para situaciones de emergencia(sistemas de alerta LSO locales y CSO centralizados). El objetivo principal del sistema de alerta es alertar a las personas sobre una amenaza en particular, transmitirles información relacionada con su seguridad personal en caso de cualquier situaciones de emergencia: incendios, desastres provocados por el hombre, amenazas terroristas. Los sistemas de alerta son un componente obligatorio de casi cualquier sistema de seguridad, en el que son el elemento ejecutivo final: un intermediario entre los medios técnicos y una persona. La confiabilidad de la transmisión de información en el sistema de alerta se confirma mediante el cálculo electroacústico, parte del cual es el cálculo de la sección transversal óptima del núcleo conductor del cable, minimizando las pérdidas.

Los sistemas de alerta, según las condiciones de uso y el método de transmisión, se pueden dividir en inalámbricos y cableados. Sistemas alámbricos que transmiten audio o información del habla llamados sistemas de traducción.

Los sistemas de traducción, según el principio de construcción, se pueden dividir en locales y distribuidos. En los sistemas de transmisión de sonido distribuidos, se utiliza el principio de adaptación de transformadores, en el que se conectan altavoces de transformadores especializados a amplificadores de transmisión, amplificadores con una etapa de salida de transformador. Al construir sistemas distribuidos, los altavoces que son la carga se conectan a la línea de conexión en paralelo y se distribuyen a lo largo de ella. Con la adaptación del transformador, la información de audio se transmite a un voltaje mayor, lo que permite reducir las corrientes y, en consecuencia, la carga en los cables, aumentar la longitud de la línea de conexión y el rango de transmisión de la señal. Las líneas de transmisión extendidas se construyen de la siguiente manera: primero, se tiende la línea principal, a la que se conecta la carga a través de cajas de conexiones.

En las líneas de transmisión, inevitablemente se producen pérdidas por la presencia de la propia resistencia del núcleo conductor. Grandes pérdidas pueden conducir a una disminución en el nivel y la calidad de la señal transmitida, por lo que el problema de calcular las pérdidas en los cables y el problema asociado de calcular la sección transversal óptima del núcleo conductor del cable de la línea de conexión no carece de importancia.

2. Breve información sobre los cables.

Las líneas de conexión de los sistemas de protección contra incendios deben realizarse con cables resistentes al fuego con conductores de cobre con una sección transversal redonda. Para núcleos con una sección transversal de menos de 0,5 mm 2, se indica el diámetro. Para pasar de la sección transversal (S, mm 2) del núcleo al diámetro (d, mm) y viceversa, se utiliza la dependencia: S = πd 2 / 4, donde S es la sección transversal del núcleo conductor, mm 2, d es el diámetro del alambre, mm, π es una constante 3.1415.

La sección transversal del núcleo conductor del cable para el caso en que toda la carga (por ejemplo, altavoces) está conectada directamente a la fuente (amplificador de potencia, interruptor), puede usar la siguiente relación:

Sustituyendo en la fórmula (1) la tasa de carga por cobre D = 2A / mm 2, obtenemos la relación ampliamente utilizada en la práctica:

La fórmula (2) se usa para la estimación y no tiene en cuenta la longitud y la distribución de la carga en la línea.

3. Cálculo de la resistencia de un núcleo de hilo conductor en función de la longitud y la temperatura

Para determinar la resistencia del núcleo del alambre, usamos la relación conocida: la resistencia del hilo de alambre es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la sección transversal del hilo de alambre:

La mayoría de las referencias dan el valor de resistividad del hilo conductor para cobre r = 0,0175 Ohm * mm 2 / m. Este valor corresponde a la temperatura t=0°C. Con un aumento de la temperatura, la resistencia específica del núcleo del cable aumenta notablemente, lo que no se puede ignorar en los cálculos.

La dependencia de la resistencia específica del núcleo del cable con la temperatura:

ATENCIÓN: Las fórmulas (3) y (4) sólo pueden utilizarse si no se dispone de las características del cable utilizado.

Ejemplo: para un cable resistente al fuego UTP-3ng(A)-FRLS Nx2x0.52 en sitio web del fabricante se dan las siguientes características (ver Fig. 1):

Arroz. 1 - Parámetros eléctricos del cable resistente al fuego UTP-3ng(A)-FRLS Nx2x0.52

4. Cálculo de la sección transversal del núcleo del cable según la longitud y la carga en la línea.

Se producen pérdidas en cualquier línea de comunicación. Línea: el núcleo de un cable de cobre tiene cierta resistencia, dependiendo de la longitud y, por lo tanto, de acuerdo con la ley de Kirchhoff, el voltaje debe caer y debe liberarse cierta potencia. En los sistemas de radiodifusión, los altavoces del transformador se utilizan como carga. La impedancia del altavoz del transformador Z es la resistencia del devanado primario del transformador a una frecuencia de 1 kHz. La resistencia de carga de la línea es un valor dependiente de la frecuencia (complejo), por lo tanto, en este caso, se realiza un cálculo estimado elemental para la frecuencia media geométrica de todo el rango de frecuencia (la mayoría de los fabricantes indican la impedancia de un altavoz transformador para un frecuencia de 1 kHz, que corresponde a la mitad del rango de frecuencia estándar de 0,2 - 5 kHz) .

La tarea de determinar la sección transversal del núcleo del cable se resolverá en 2 etapas, utilizando la representación conocida de la línea y la carga, en forma de divisor resistivo (ver Fig. 2).

Arroz. 2 - Circuito equivalente para conectar la carga al final de la línea

La primera etapa, en la que toda la carga se concentra al final de la línea, simplificará la solución del problema y pasará a la segunda etapa, en la que se determinarán adicionalmente los coeficientes, lo que permitirá calcular la sección transversal del cable. núcleo en una línea distribuida con pérdidas establecidas arbitrariamente.

Datos de entrada para el cálculo:

P n - potencia de carga en la línea, W;

U en - voltaje en la entrada de línea, V;

L es la longitud total de la línea, m.

Para determinar la sección transversal del núcleo de alambre S, usamos consideraciones empíricas. Se sabe por electroacústica que para preservar la calidad de la señal de audio transmitida, la pérdida de voltaje en la línea no debe exceder el 10% (este valor corresponde a una pérdida de potencia de alrededor del 20%, que se considera la norma) , que para un divisor resistivo (ver Fig. 2 ), se puede escribir como: R l ~ 0.1 R n, donde R n es la resistencia de carga, Ohm.

Sustituyamos esta relación en la fórmula (3):

En las líneas de transmisión, los altavoces del transformador son la carga. En este caso, como resistencia de carga R n, se puede tomar el valor de la impedancia del altavoz a una determinada frecuencia. La impedancia del altavoz del transformador Z gr es la resistencia (compleja) dependiente de la frecuencia del devanado primario del transformador de audio. La mayoría de los fabricantes de altavoces con transformador enumeran el valor de impedancia para la potencia máxima a 1 kHz.

La impedancia del altavoz del transformador Z gr se puede obtener a partir de 2 fórmulas bien conocidas:

1. Ley de Ohm para una sección de cadena: J = U / R,
2. Potencias de carga: P = JU.

Cuando se utilizan varios altavoces de transformadores conectados en paralelo como carga, la impedancia total Z se calcula mediante la fórmula:

La fórmula (7), que determina la conductividad de todo el circuito, es inconveniente para calcular la impedancia de carga total, especialmente para una línea de transmisión con una gran cantidad de altavoces de diferente potencia. Para calcular la impedancia total Z de varios altavoces de transformador, es conveniente utilizar la fórmula (6), en la que se debe sustituir P ​​gr por la potencia total de todos los altavoces de transformador P n, que consiste en la suma de las potencias de los altavoces individuales P I:

Usando la impedancia total de los altavoces del transformador Z (7) como la resistencia de carga Rl y sustituyendo (6) en (5), obtenemos una fórmula útil que determina la sección transversal del núcleo del cable S dependiendo de la potencia de carga Рn, la voltaje de entrada Uin y la longitud de la línea L:

La fórmula (9) es válida para pérdidas de línea que no superen el 10% y la condición de que toda la carga se concentre al final de la línea (la fórmula 8 es muy eficaz para líneas largas (L más de 150 m). En líneas cortas (L menos de 150 m), no se debe olvidar la relación de la sección transversal y la tasa actual (fórmula 2).

5. Cálculo de la sección del núcleo conductor del cable en la línea distribuida.

En los sistemas de radiodifusión con adaptación de transformadores, los altavoces se conectan a una línea común, siempre en paralelo, y se distribuyen a lo largo de ella con diversos grados de uniformidad (ver Fig. 3).

Arroz. 3 - Circuito equivalente de una línea distribuida

En un sistema distribuido, los altavoces del transformador (los altavoces del transformador están conectados a la línea principal solo en paralelo, por regla general, a través de cajas de conexiones (cuya resistencia no tomamos en cuenta) están conectados a la línea principal con una sección transversal S , a través de cajas de conexiones con tomas de una sección más pequeña S i Para calcular la sección transversal del núcleo del cable de la línea distribuida de tomas, puede usar la fórmula (9): S i \u003d 20rl i P gri / U l 2, donde li es la longitud de la i-ésima rama - la distancia desde la línea principal (caja de conexiones) hasta el altavoz (m), P gri - potencia i -ésima altavoz, W.

La más relevante es la tarea de calcular la sección transversal del núcleo principal del cable, la línea de transmisión. En estructuras distribuidas reales, las distancias a los altavoces, así como su potencia, varían. Dichos problemas se resuelven mediante métodos iterativos que utilizan las leyes de Kirchhoff, requieren habilidades computacionales especiales o el uso de software.

El método simple y eficaz que se propone a continuación se puede utilizar para resolver una amplia gama de problemas. La esencia del método se basa en una consideración obvia y simple: si la mayor parte de la carga no se concentra al final, sino al comienzo de la línea, la carga total en los cables disminuirá.

Ejemplo: Para la situación que se muestra en la Figura 4, la potencia de carga equivalente P eq =P 1 +P 2 se encuentra en algún punto intermedio entre los altavoces con potencias P 1 y P 2 .

Arroz. 4 - Un ejemplo que explica el significado del coeficiente de distribución

Introducimos un coeficiente que tiene en cuenta la carga desigual y se basa en la fórmula ya construida (9, válida para el caso en que toda la carga se concentra al final de la línea), de la que se puede ver que la sección transversal del alma del hilo es directamente proporcional a dos variables: la longitud de la línea y la potencia de la carga y, por tanto, el coeficiente de distribución debe normalizarse con respecto a estas variables. Demos una definición:

Coeficiente de distribución de carga K p- coeficiente adimensional, teniendo en cuenta la distribución de la carga a lo largo de la línea, Fig. 4:

En líneas distribuidas, en las que se utilizan altavoces de la misma clasificación Р gr, la carga total se puede calcular como: Р n \u003d n Р gr y, en este caso, el coeficiente de distribución se puede representar como el promedio aritmético de las distancias a los altavoces:

En el caso de que no se conozcan las distancias a los altavoces L i, el coeficiente de distribución K p se puede representar como la media aritmética entre los dos casos cuando toda la carga se encuentra al principio de la línea (L = L / n) y al final de la línea (L = L n):

La dependencia del coeficiente de distribución Kp (12) del número de altavoces n se muestra en la Tabla 1 (la fórmula 12 es válida: así que para un altavoz (n = 1), K p = 1, para un número grande n = 10, Kp tiende a 0,5).

tabla 1
La dependencia del valor del coeficiente de distribución.
en el número de elementos de carga (altavoces)

1

norte	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Kr	0,75	0,67	0,63	0,6	0,58	0,57	0,56	0,56	0,55

El más común es el caso en que toda la carga se distribuye en un cierto intervalo preconocido de L 1 a L, donde: L es la longitud total de la línea. En este caso, el coeficiente de distribución se puede representar como el resultado de promediar en el rango de L 1 a L (media aritmética entre L 1 y (L - L 1) (n + 1) / 2n (ver f-lu, 12 ), normalizado con respecto a L ):

Comprobemos la validez de la fórmula (13):

cuando L 1 tiende a 0, K ð tiende a ((n+1))/2n – fórmula (12);

Ejemplo: Calculemos el valor del coeficiente de distribución para el caso en que la carga (por ejemplo, 10 altavoces) esté ubicada en un edificio alejado del amplificador a una distancia L 1 =300 m. La longitud total de la línea L=500m: K p =(300+0,55*(500-300))/500=0,82.

Es conveniente presentar los coeficientes de distribución para diferentes casos en forma de tabla:

Tabla 2
Coeficientes de distribución K p para varias ocasiones

Fórmulas para calcular K p	Condición de aplicación
	Esta fórmula se utiliza si se conocen las potencias y las distancias a los elementos de carga.
	Esta fórmula se utiliza si las potencias de los elementos de carga son iguales y se conocen las distancias a la carga.
	Esta fórmula se utiliza si se conoce la distancia al primer altavoz y la longitud total de la línea, no se conoce la potencia de los elementos de carga.
	Esta fórmula se utiliza si no se conocen la potencia y las distancias a los elementos de carga.

Introducimos el coeficiente de distribución K р, Tabla (2), en la fórmula (9):

6. Cálculo de pérdidas de línea

Las líneas extendidas tienen una resistencia intrínseca lo suficientemente grande, lo que conduce a la disipación (pérdida) de parte de la potencia en ellas. Este hecho no puede ser ignorado. En la práctica, las pérdidas de voltaje se calculan inicialmente y, a partir de ellas, se transfieren a pérdidas de potencia.

Pérdidas de voltaje: la relación entre el voltaje en la línea Ul y el voltaje total en la entrada de la línea U en:

De acuerdo con la ley de Kirchhoff, la relación de resistencias es proporcional a la relación de los voltajes que caen sobre ellos, por lo tanto, es más conveniente expresar las pérdidas de voltaje P n a través de la resistencia de línea R l y la resistencia de carga R n obtenidas anteriormente:

Determinemos la magnitud de las pérdidas de voltaje para una línea distribuida. Dado que el coeficiente de distribución K p (Tabla 2) muestra una clara disminución en la longitud de la línea y, en consecuencia, su resistencia R l, entonces las pérdidas en dicha línea deberían disminuir en consecuencia.

Complementemos la fórmula (15) con el coeficiente de distribución К р, Tabla (2):

En la práctica, no solo se calculan las pérdidas de tensión, sino también las pérdidas de potencia.

Pérdidas de potencia: la relación entre la potencia asignada en la línea P l y la potencia total aplicada: la suma de las potencias asignadas en la línea y en la carga P n.

Es conveniente calcular las pérdidas de potencia a través de las pérdidas de tensión (16), para lo cual basta tener en cuenta que la potencia de la carga es directamente proporcional al cuadrado de la tensión en la carga (ver fórmula 6):

Ejemplo: De (18) se puede ver que con pérdidas de voltaje de más del 25% (El valor del 25% según los estándares existentes es el máximo permitido), pérdidas de potencia (P m \u003d (1–((100–25 ) / 100) 2) *100=44 %) se aproxima al 50 % (la potencia disminuye 2 veces (la potencia disminuye 2 veces (corresponde a una disminución de la presión sonora de 3 dB), que es perceptible para el oyente)), por lo que el valor de pérdidas de tensión P n > 25% se considerará crítico.

7. Cálculo de la sección transversal del núcleo del cable, teniendo en cuenta las pérdidas en la línea.

Volvamos al cálculo de la sección transversal del núcleo del cable. Calcule la sección transversal del núcleo del cable de la línea distribuida, teniendo en cuenta las pérdidas de voltaje. Recuérdese que la fórmula (9) se basa en el supuesto de que las pérdidas de tensión en la línea no deben superar el 10%, lo que permitió utilizar la relación: R l / R n = 0,1. Con un valor de pérdida diferente al 10%, esta relación cambiará. Construyamos un coeficiente que nos permita tener en cuenta las pérdidas esperadas en la línea, como K p \u003d R n / R l.

Este coeficiente se relaciona convenientemente con las pérdidas de voltaje y se interpreta como pérdidas esperadas. Usando la fórmula (15) obtenemos:

Verifiquemos la validez de esta fórmula: Cuando P n "tiende a" 100%, K p "tiende a" 0, R n "tiende a" 0 - todo el voltaje permanece en la línea. En P n "aspira a" 50%, K p "aspira a" 1, R l \u003d R n: el voltaje en la línea y la carga es el mismo. En P n "aspira a" 10%, K p "aspira a" 9, R l \u003d 0.11 R n: el voltaje en la línea es aproximadamente 10 veces menor que en la carga. En P n "tiende a" 0%, K p "tiende a" ∞, R l tiende a 0 - el voltaje en la línea tiende a 0.

Complementamos la fórmula (14) con este coeficiente:

Ejemplo de cálculo

Calculamos la presión de sonido del altavoz, teniendo en cuenta las pérdidas en los cables.

Presión de sonido del altavoz: P db \u003d SPL + 10 lg (P gr), donde: SPL - sensibilidad del altavoz, dB, P gr - potencia del altavoz, W.

Es conveniente introducir pérdidas de potencia en esta fórmula (fórmula 18) e interpretar esta f-lu como: Nivel de presión sonora, calculado teniendo en cuenta las pérdidas de potencia: P db \u003d SPL 10 lg (P gr (100-P m) / 100), donde P m es la pérdida de potencia,%.

8. Algoritmos de cálculo

Algoritmo No. 1 "Cálculo de la sección transversal de un núcleo de alambre para una carga distribuida uniformemente"

1. Calculemos el factor de pérdida, fórmula (19).
2. Calcular la resistividad del cobre, teniendo en cuenta la temperatura, fórmula (4).
3. Sustituyamos los valores obtenidos en la fórmula (20).

Algoritmo N° 1 “Cálculo de pérdidas de tensión en una línea existente

1. Calculamos la resistencia del núcleo del cable, teniendo en cuenta la temperatura, fórmulas (4), (5).
2. Calculemos la carga total en la línea, fórmula (8).
3. Calculemos la resistencia de carga, fórmula (6).
4. Calcular el coeficiente de distribución, Tabla (2).
5. Calculemos las pérdidas de voltaje, fórmula (16).

9. Ejemplo de cálculo

Calculamos la sección transversal requerida del núcleo del cable para varias longitudes y cargas en la línea, para lo cual utilizaremos las posibilidades. programas de microsoft Excel, figura. 5.

Arroz. 5 - Cálculo de la sección del núcleo conductor del cable de la línea distribuida

Con base en el algoritmo descrito, un