Перетин кабелю системи оповіщення опс. Розрахунок перерізу жили дроту в розподілених системах оповіщення та звукової трансляції

Кабель вогнестійкий для ОПС та систем оповіщення СОУЕ

Кабель вогнестійкий (вогнетривкий, пожежостійкий) для систем пожежної та охоронно-пожежної сигналізації (ОПС) та систем оповіщення про пожежу та управління евакуацією (СОУЕ).

Вогнестійкість кабелю(англ. (grade of) fire resistance) - здатність кабелю зберігати працездатність при дії (і після дії) відкритого полум'я протягом встановленого нормативами часу та визначається такими параметрами, як час вогнестійкостікабелю (межа вогнестійкості), температура відкритого полум'я, робоча напруга, умови прокладання кабелю та ін.

Межа вогнестійкості кабелю- час, що визначається від початку випробування кабелю на вогнестійкістьдо виникнення однієї з ознак, при якому він втрачає працездатність: коротке замиканняі т.д.

З травня 2009 року набув чинності новий федеральний закон: Федеральний закон Російської Федераціївід 22 липня 2008 р. N 123-ФЗ "Технічний регламент щодо вимог пожежної безпеки ", який описує нові вимоги до систем пожежної безпеки об'єктів. Разом із законом були підготовлені деякі нормативні документи, що регламентують застосування різних типівкабелів у системах пожежної безпеки об'єктів. Наведений нижче матеріал може бути використаний як обґрунтування застосування вогнестійких кабелів у системах пожежної сигналізаціїта системах оповіщення та управління евакуацією.

Витяг з Федерального закону Російської Федерації від 22 липня 2008 р. N 123-ФЗ "Технічний регламент про вимоги пожежної безпеки"

Стаття 82. Вимоги пожежної безпеки до електроустановок будівель, споруд та споруд.

2. Кабелі та проводи систем протипожежного захисту, засобів забезпечення діяльності підрозділів пожежної охорони, систем виявлення пожежі, оповіщення та управління евакуацією людей під час пожежі, аварійного освітлення на шляхах евакуації, аварійної вентиляції та протидимного захисту, автоматичного пожежогасіння, внутрішнього протипожежного водопроводу, ліфтів для транспортування підрозділів пожежної охорони у будівлях, спорудах та будівлях повинні зберігати працездатність в умовах пожежі протягом часу, необхідного для повної евакуації людей у ​​безпечну зону.
7. Горизонтальні та вертикальні канали для прокладання електрокабелів та проводіву будівлях, спорудах та будівлях повинні мати захист від поширення пожежі. У місцях проходження кабельних каналів, коробів, кабелів та проводів через будівельні конструкціїз нормованою межею вогнестійкості повинні бути передбачені кабельні проходки з межею вогнестійкості не нижче межі вогнестійкості цих конструкцій.
8. Кабелі, що прокладаються відкрито, повинні бути такими, що не розповсюджують горіння.

Стаття 103. Вимоги до автоматичного встановлення пожежної сигналізації.

2. Лінії зв'язку між технічними засобамиавтоматичних установок пожежної сигналізаціїповинні бути виконані з урахуванням забезпечення їх функціонування під час пожежі протягом часу, необхідного для виявлення пожежі, видачі сигналів про евакуацію, протягом часу, необхідного для евакуації людей, а також часу, необхідного для керування іншими технічними засобами.

Стаття 84Вимоги пожежної безпеки до систем оповіщення людей про пожежу та управління евакуацією людей у ​​будівлях, спорудах та будівлях.

7. Системи оповіщення людей про пожежу та управління евакуацією людей повинні функціонувати протягом часу, необхідного для завершення евакуації людей з будівлі, споруди, будівлі.


Стаття 143. Вимоги пожежної безпеки до електроустаткування.

4. Електроустаткуваннясистем протипожежного захисту має зберігати працездатність за умов пожежі протягом часу, необхідного для повної евакуації людей у ​​безпечне місце.

Повний текст " Технічного регламентупро вимоги пожежної безпеки"

Витяг із Зводу Правил СП 5.13130.2009. Системи протипожежного захисту. Установки пожежної сигналізації та пожежогасіння автоматичні. Норми та правила проектування:

13.15 Шлейфи пожежної сигналізації. Сполучні та живильні лінії системпожежної автоматики

13.15.3 Вибір електричних проводів та кабелів, способи їх прокладання для організації шлейфів та сполучних ліній пожежної сигналізації повинен проводитися відповідно до вимог ГОСТ Р 53315, ГОСТ Р 53325, вимог цього розділу та технічної документації на прилади та обладнання системи пожежної сигналізації.

13.15.4 Електричні дротяні шлейфи пожежної сигналізації та сполучні лінії слід виконувати самостійними проводами та кабелями з мідними жилами. Електричні дротяні шлейфи пожежної сигналізації, як правило, слід виконувати дроти зв'язку, якщо технічною документацією на прилади приймально-контрольні пожежні не передбачено застосування спеціальних типів проводів або кабелів.
13.15.5 Допускається використання виділених ліній зв'язку у разі відсутності автоматичного керування засобами пожежного захисту.
13.15.7. Пожежостійкістьпроводів і кабелів, що підключаються до різних компонентів систем пожежної автоматики, має бути не менше часу виконання завдань цими компонентами для конкретного місця встановлення. Пожежностійкість проводів та кабелів забезпечується вибором їх типу, а також способами їх прокладання.
13.15.8 У випадках, коли система пожежної сигналізаціїне призначена для керування автоматичними установками пожежогасіння, системами оповіщення, димовидалення та іншими інженерними системами пожежної безпеки об'єкта, для підключення шлейфів пожежної сигналізації радіального типу напругою до 60 В. об'єкта за умови виділення каналів зв'язку. При цьому виділені вільні пари від кросу до розподільних коробок, що використовуються при монтажі шлейфів пожежної сигналізації, як правило, слід розташовувати групами в межах кожної розподільної коробки та маркувати червоною фарбою.
13.15.12 Діаметр мідних жил проводів та кабелів повинен бути визначений із розрахунку допустимого падіння напруги, але не менше 0,5 мм.

Повний текст СП 5.13130.2009

Витяг зі Зводу Правил СП СП 6.13130.2009 Системи протипожежного захисту. Електроустаткування. Вимоги пожежної безпеки

Стаття 4 Вимоги до пожежної безпеки.

4.1 Кабельні лінії систем протипожежного захисту повинні виконуватися вогнестійкими кабелями з мідними жилами, що не розповсюджують горіння при груповому прокладанні за категорією А за ГОСТ Р МЕК 60332-3-22 з низьким димо- та газовиділенням (нг-LSFR) або не містять галогенів (нг- HFFR).
4.5 Кабельні лініїсистем протипожежного захисту повинні зберігати працездатність в умовах пожежі протягом часу, необхідного для функціонування конкретних систем об'єкта, що захищається.
4.6 Кабельні лінії систем оповіщення та управління евакуацією (СОУЕ) та пожежної сигналізації, що беруть участь у забезпеченні евакуації людей під час пожежі, повинні зберігати працездатність в умовах пожежі протягом часу, необхідного для повної евакуації людей у ​​безпечну зону.
4.15 Час збереження працездатності кабельних ліній та електричних щитів визначається за ГОСТ Р 53316.

Як видно з цих витримок, існують деякі суперечності у вимогах Технічного регламенту та Зводів правил.
Наприклад, п.п. 13.15.5 та 13.15.8 Зводу Правил 5 допускають використання звичайних телефонних кабелів зв'язку для системи ОПС, якщо система пожежної сигналізації не задіяна в інших системах протипожежного захисту – СОУЕ, пожежогасіння тощо.
Проте п.2 ст. 103 ФЗ-123 вимагає, щоб система пожежної сигналізації працювала постійно, доки люди будуть евакуйовані, тобто. повинна працювати під час пожежі, отже, бути вогнестійкою.
Простежується наступна логіка: Перший пожежний сповіщувач видає сигнал та пожежі на приймально-контрольний прилад. Наступні шлейфи пожежної сигналізації перенають на пристрій несправність, т.к. кабелі (загальні) на той час прогоріли. Для чого потрібно використовувати вогнестійкі кабелі для систем пожежної сигналізації?
Справа в тому, що кабелі з інших шлейфів пожежної сигналізації, як правило, проходять по тих самих кабельних трасах. В даному випадку первинної інформації про спрацювання одного пожежного сповіщувача недостатньо. Для прийняття рішення щодо евакуації необхідно розуміти, де знаходиться вогнище пожежі та в якому напрямку пожежа поширюється. Про це можна достовірно судити з інших шлейфів пожежної сигналізації лише у випадку, якщо кабелі та кабельні траси пожежної сигналізації залишаються у робочому стані.
Логічно припустити, що органи пожежного нагляду за погодженням нових проектів протипожежного захисту будівель вимагатимуть дотримання жорстких вимог до кабельним лініям, тобто. установки вогнестійких кабелів
Відповідно до п. 13.15.3 СП 5 та п. 4.1 СП 6 кабелі повинні відповідати вимогам ГОСТ Р 53315 та ГОСТ Р МЕК 60332-3-22:

Витяг з ГОСТ Р 53315-2009. Кабельні вироби Вимоги пожежної безпеки:

6. Переважні галузі застосування кабельних виробівз урахуванням їхнього типу виконання. В нормативної документаціїна кабельний виріб має бути зазначена область його застосування з урахуванням показників пожежної небезпеки та типу виконання відповідно до табл. 2.

Тип виконання кабельного виробу Клас пожежної небезпеки1)

Переважна сфера застосування
Без виконання О1.8.2.3.4

Для одиночної прокладки в кабельних спорудахі виробничих приміщеннях. При груповому прокладанні - обов'язкове застосування засобів пасивного вогнезахисту
Виконання - нг, нг(А), нг(А F/R), нг(В), нг(С) та нг(D) П1.8.2.3.4 П2.8.2.3.4 П3.8.2.3.4 П4.8.2.3.4

Для групового прокладання з урахуванням обсягу пального завантаження в кабельних спорудах, зовнішніх (відкритих) електроустановках (кабельних естакадах, галереях). Не допускається застосування у кабельних приміщеннях промислових підприємств, житлових та громадських будівель
Виконання НГ-LS П1.8.2.2.2 П2.8.2.2.2

Для групового прокладання з урахуванням обсягу пального завантаження в кабельних спорудах та приміщеннях внутрішніх електроустановок, у тому числі в житлових та громадських будівлях
Виконання - нг-HF П1.8.1.2.1 П2.8.1.2.1 П3.8.1.2.1 П4.8.1.2.1

Для групової прокладки з урахуванням обсягу горючого завантаження у приміщеннях, оснащених комп'ютерною та мікропроцесорною технікою; у будівлях та спорудах з масовим перебуванням людей
Виконання - нг-FRLS П1.1.2.2.2 П2.1.2.2.2

Для одиночного або групового прокладання (з урахуванням обсягу горючого завантаження) ланцюгів живлення електроприймачів систем протипожежного захисту, операційних та реанімаційно-анестезійного обладнання лікарень та стаціонарів, а також інших електроприймачів, які повинні зберігати працездатність в умовах пожежі
Виконання - нг-FRHF П1.1.1.2.1 П2.1.1.2.1 П3.1.1.2.1 П4.1.1.2.1
Виконання - нг-LSLTx П1.8.2.1.2 П2.8.2.1.2

Для одиночної або групової прокладки (з урахуванням обсягу пального завантаження) у будівлях дитячих дошкільних освітніх установ, спеціалізованих будинків для людей похилого віку та інвалідів, лікарень, спальних корпусах освітніх закладів інтернатного типу та дитячих закладів
Виконання - нг-HFLTx П1.8.1.1.1 П2.8.1.1.1 П3.8.1.1.1 П4.8.1.1.1
1) Клас пожежної небезпеки кабельних виробів із нижчими показниками пожежної небезпеки. Дозволяється застосовувати кабельні вироби з вищими показниками пожежної небезпеки.
Як видно з цієї таблиці, для систем протипожежного захисту рекомендовані кабелі з індексами нг-FRLS, -нг-FRHF, що мають клас пожежної небезпеки не нижче П 1.1.2.2.2 для - нг-FRLS та П 1.1.1.2.1 для -нг-FRHF.
Згідно з цим ГОСТом кабелі з такими індексами та класами пожежної небезпеки повинні відповідати вимогам наступних стандартів:
ГОСТ Р МЕК 60331-23-2003 Випробування електричних та оптичних кабелів в умовах впливу полум'я. Збереження працездатності. Частина 23. Проведення випробувань та вимоги до них. Кабелі електричні передачі даних.
ГОСТ Р МЕК 60332-3-22-2005 Випробування електричних та оптичних кабелів в умовах впливу полум'я. Частина 3-22. Поширення полум'я вертикально розташованими пучками проводів або кабелів. Категорія А.
ГОСТ Р МЕК 60754-1-99 Випробування матеріалів конструкції кабелів при горінні. Визначення кількості газів, що виділяються галогенних кислот.
ГОСТ Р МЕК 60754-2-99 Випробування матеріалів конструкції кабелів під час горіння. Визначення ступеня кислотності газів, що виділяються вимірюванням рН і питомої провідності.
ГОСТ Р МЕК 61034-2-2005 Вимірювання щільності диму при горінні кабелів у заданих умовах. Частина 2. Метод випробування та вимоги до нього.

З аналізу цих стандартів робимо висновок - крім інших вимог до нерозповсюдження полум'я, газо- та димовиділення, токсичності, кабелі системи протипожежного захисту(У тому числі і системи ОПС) повинні мати клас пожежної небезпеки не нижче ПЗ 1, тобто. час, протягом якого кабель повинен зберігати свою працездатність, повинен становити щонайменше 180 хвилин.

Отже, головний критерій для вибору кабелю для пожежної сигналізації - відповідність його класу пожежної небезпеки не нижче П1.1.2.2.2 для - нг-FRLS та не нижче П1.1.1.2.1 для -нг-FRHF згідно з ГОСТ Р 53315-2009.
А як вибрати фактично за маркуванням та сертифікатом?

Для російських вогнестійких кабелів:

Найголовніше – відповідність ГОСТ Р 53315-2009.
У маркуванні кабельних виробів має бути зазначений тип виконання, тобто обов'язково повинні вказуватися додані до марки індекси – нг-FRLS або –нг-FRHF.
У пожежному сертифікаті має бути зазначено відповідність класу пожежної небезпеки за ГОСТ Р 53315-2009: П1.1.2.2.2 для - нг-FRLS та П1.1.1.2.1 для - нг-FRHF.
Допускається вказувати в сертифікаті відповідність показнику пожежної небезпеки за НПБ 248-97: ППСТ 1 та ПТПМ 2 для - нг-FRLS та ППСТ 1, ПКА 1 та ПТПМ 2 - для -нг-FRHF, що не суперечить ГОСТ Р 53315-2 вважається застарілим.

Для імпортних вогнестійких кабелів:

У маркуванні:

літера «Н», що вказує на застосування в ізоляції та оболонці вільну від галогену, антизаймисту полімерну суміш,
індекс Е180, що позначає клас пожежної небезпеки – не менше 180 хвилин.

У пожежному сертифікаті має бути зазначено на відповідність міжнародним стандартам:

IEC 60331-23 – на вогнестійкість.
IEC 60332-3-22 – на нерозповсюдження горіння.
IEC 60754-1 - на визначення кількості газів, що виділяються галогенних кислот.
IEC 60754-2 - на визначення ступеня кислотності газів, що виділяються вимірюванням рН і питомої провідності.
IEC 61034-2 для вимірювання щільності диму при горінні кабелів у заданих умовах.

FRHF - Halogen Free, Flame Retardent - означає: оболонка кабелюне містить галогенів та вогнестійка.
FRLS - Low Smoke, Flame Retardent - означає: оболонка кабелю з низьким димовиділенням і вогнестійка.

Висновок:

Вимоги до кабелю пожежної сигналізації: вогнестійкість; низьке димовиділення, відсутність виділення галогенів, діаметр мідної жили не менше 0,5 мм
Вимоги до кабелю СОУЕ: вогнестійкість; низьке димовиділення, відсутність виділення галогенів, діаметр мідної жили повинен бути визначений з розрахунку допустимого падіння напруги

Будівлю, що проектується, потрібно обладнати пристроями оповіщення людей про пожежу по 2 типу.

Для оповіщення людей про пожежу будуть використовуватися оповіщувачі типу «Маяк-12-3М» (ТОВ «Електротехніка та Автоматика», Росія, м. Київ) та світлові оповіщувачі «ТС-2 СВТ1048.11.110» (табло «Вихід») підключені до приладу С2000-4 (ЗАТ НВП «Болід»).

Для мережі оповіщення під час пожежі застосовується вогнестійкий кабель КПСЕнг(А)-FRLS-1х2х0,5.

Для ел. живлення обладнання за напругою U=12 застосовується джерело резервованого ел. живлення «РІП-12» ісп.01 з акумуляторною батареєю ємн. 7 А ч. Акумуляторна батарея джерела ел. живлення забезпечують роботу обладнання протягом не менше 24 годин у черговому режимі та 1 годину в режимі «Пожежа» при відключенні основного джерела ел.

Основні вимоги до СОУЕвикладено в НПБ 104-03 «Системи оповіщення та управління евакуацією людей під час пожеж у будинках та спорудах»:

3. Прийняті розрахункові припущення

Виходячи з геометричних розмірів приміщень, всі приміщення діляться лише на три типи:

  • "Коридор" -довжина перевищує ширину в 2 і більше разів;
  • «Зал» - площа понад 40 кв. (У даному розрахунку не застосовується).

У приміщенні типу «Кімната» розміщуємо один оповіщувач.

4. Таблиця значень ослаблення звукового сигналу

У повітряному середовищі звукові хвилі згасають внаслідок в'язкості повітря та молекулярного згасання. Звуковий тиск слабшає пропорційно до логарифму відстані (R) від оповіщувача: F (R) = 20 lg (1/R). На рис.1 показаний графік ослаблення звукового тиску залежно від відстані до джерела звуку F (R) = 20 lg (1/R).


Рис. 1 — Графік ослаблення звукового тиску залежно від відстані до джерела звуку F(R) =20 lg (1/R)

Для спрощення розрахунків нижче наведено таблицю реальних значень рівнів звукового тиску від оповіщувача Маяк-12-3М на різних відстанях.

Таблиця - Звуковий тиск, створюваний одиночним оповіщувачем, при його включенні на 12В на різній відстані від оповіщувача.

5. Вибір кількості оповіщувачів у конкретному типі приміщень

На поверхових планах позначені геометричні розміри та площа кожного приміщення.

Відповідно до прийнятого раніше припущення, ділимо їх на два типи:

  • "Кімната" - площа до 40 кв.м;
  • Коридор - довжина перевищує ширину в 2 і більше разів.

    • У приміщенні типу «Кімната» допускається розміщення одного оповіщувача.

    У приміщенні типу «Коридор» – розміщуватимуться кілька оповіщувачів, які рівномірно розташовані по приміщенню.

    Як результат – визначення кількості оповіщувачів у конкретному приміщенні.

    Вибір «розрахункової точки» — точки на площині озвучування даному приміщенні, максимально віддаленої від оповіщувача, в якій необхідно забезпечити рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище за допустимий рівень звуку постійного шуму.

    Як результат – визначення довжини прямої, що сполучає точку кріплення оповіщувача з «розрахунковою точкою».

    Розрахункова точка — точка на площині озвучування в даному приміщенні, максимально віддаленій від оповіщувача, в якій необхідно забезпечити рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище за допустимий рівень звуку постійного шуму, згідно з НПБ 104-03 п.3.15.

    На підставі СНІП 23-03-2003 пункту 6 "Норми допустимого шуму" і наведеної там же "Таблиці 1" виводимо значення допустимого рівня шуму для гуртожитку робочих фахівців дорівнює 60 дБ.

    При розрахунках слід враховувати ослаблення сигналу під час проходження через двері:

    • протипожежні -30 дБ(А);
    • стандартні -20 дБ(А)

    Умовні позначення

    Приймемо такі умовні позначення:

    • Н під. - Висота підвісу оповіщувача від підлоги;
    • 1,5 м – рівень 1,5 метра від підлоги, на цьому рівні знаходиться площина озвучування;
    • h1 - перевищення над рівнем 15 м до точки підвісу;
    • Ш - ширина приміщення;
    • Д - Довжина приміщення;
    • R - відстань від оповіщувача до "розрахункової точки";
    • L – проекція R (відстань від оповіщувача до рівня 1,5 м на протилежній стіні);
    • S – площа озвучування.

    5.1 Розрахунок для приміщення типу «Кімната»

    Визначимо "розрахункову точку" - точку, максимально віддалену від оповіщувача.

    Для підвісу вибираються «менші» стіни, що протистоять довжині приміщення, відповідно до НПБ 104-03 у п. 3.17.

    Рис. 2 — Вертикальна проекція кріплення настінного оповіщувача НПБ

    Оповіщувач маємо посередині «Кімнати» — по центру короткої сторони, як зображено на рис.

    Рис. 3 — Розташування оповіщувача посередині «Кімнати»

    Для того щоб обчислити розмір R, необхідно застосувати теорему Піфагора:

    • Д - Довжина кімнати, відповідно до плану дорівнює 6,055 м;
    • Ш – ширина кімнати, відповідно до плану дорівнює 2,435 м;
    • Якщо оповіщувач розміщуватиметься вище 2,3 м, то замість 0,8 м, потрібно взяти розмір h1, що перевищує висоту підвісу над рівнем 1,5 м.

    5.1.1 Визначаємо рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

    Р = Рдб + F (R) = 105 + (-15,8) = 89,2 (дБ)

    • Pдб - звуковий тиск гучномовця, відповідно до тих. інформації на оповіщувач «Маяк-12-3М» дорівнює 105 дБ;
    • F(R) – залежність звукового тиску від відстані, що дорівнює -15,8 дБ відповідно до рис.1 коли R=6,22 м.

    5.1.2 Визначаємо величину звукового тиску відповідно до НПБ 104-03 п.3.15:

    5.1.3 Перевірка правильності розрахунку:

    Р = 89,2> Р р.т. = 75 (умова виконується)

    СОУЕв приміщенні, що захищається.

    5.2 Розрахунок для приміщення типу "Коридор"

    Оповіщувачі розміщуються на одній стіні коридору з інтервалом у 4 ширини. Перші розміщуються на відстані ширини від входу. Загальна кількість оповіщувачів обчислюється за такою формулою:

    N = 1 + (Д - 2 * Ш) / 3 * Ш = 1 + (26,78-2 * 2,435) / 3 * 2,435 = 4 (шт.)

    • Д – довжина коридору, відповідно до плану дорівнює 26,78 м;
    • Ш - ширина коридору, відповідно до плану дорівнює 2,435 м.

    Кількість округляється до цілого значення у велику сторону. Розміщення оповіщувачів представлено на рис. 4.

    Рис.4 — Розміщення оповіщувачів у приміщенні типу «Коридор» за шириною менше 3-х метрів і відстань «до розрахункової точки»

    5.2.1 Визначаємо розрахункові точки:

    «Розрахункова точка», що знаходиться на протилежній стіні на відстані в дві ширини від осі оповіщувача».

    5.2.2 Визначаємо рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

    Р = Рдб + F (R) = 105 + (-14,8) = 90,2 (дБ)

    • Pдб - звуковий тиск гучномовця, відповідно до тих. інформації на оповіщувач "Маяк-12-3М" дорівнює 105 дБ;
    • F(R) – залежність звукового тиску від відстані, що дорівнює -14,8 дБ відповідно до рис.1 коли R=5,5 м.

    5.2.3 Визначаємо величину звукового тиску відповідно до НПБ 104-03 п.3.15:

    Р р.т. = N + ЗД = 60 +15 = 75 (дБ)

    • N - допустимий рівень звуку постійного шуму, для гуртожитків дорівнює 75 дБ;
    • ЗД - запас звукового тиску, що дорівнює 15 дБ.

    5.2.4 Перевірка правильності розрахунку:

    Р=90,2 > Р р.т=75 (умова виконується)

    Таким чином, в результаті розрахунків обраний тип оповіщувача «Маяк-12-3М» забезпечує і перевищує значення звукового тиску, тим самим забезпечуючи чітку чутність звукових сигналів СОУЕв приміщенні, що захищається.

    Відповідно до розрахунку, виконаємо розстановку звукових оповіщувачів див. мал.5.

    Рис.5 - План розміщення оповіщувачів на відм. 0.000

Кінець літа - найспекотніша пора відпусток. Ідеш головною вулицею приморського містечка - навколо безліч кафе, ресторанчиків, магазинів на задоволення відпочиваючих. Більшість з них з точки зору організації систем оповіщення відносяться до малих та середніх об'єктів (якщо заклад не розташований у якомусь торговельно-розважальному центрі дуже значних розмірів). ТРЦ зазвичай укомплектовані за всіма правилами, у тому числі і за відомими СП 3.13130.2009, і з оповіщенням там більш-менш все ясно – застосовуються спеціалізовані системиу комбінації зі 100-вольтовими лініями та гучномовцями. З невеликими об'єктами все не так просто

Роман Мішин
Технічний директор компанії Schneider Intercom

Зазвичай власники навіть найменших закладів мають у своєму розпорядженні якийсь звуковідтворюючий пристрій, основною метою якого є створення приємної звукової атмосфери у приміщенні. Дещо рідше аудіотехніка застосовується і для привернення уваги перехожих. Питання, чи можуть подібні пристрої використовуватися для оповіщення та інформування відвідувачів, у тому числі і в аварійних ситуаціях?

Складність простих систем

Здається, що видимих ​​на перший погляд перешкод на шляху застосування аудіотехніки з метою забезпечення безпеки немає – була б тільки можливість підключення мікрофона та вхід для підключення джерела зовнішніх звукових сигналів. Але тільки на перший погляд все так легко.

Перша проблема - це обмежена можливість застосування, пов'язана з тим, що практично всі подібні системи донедавна не оснащувалися пристроями забезпечення автоматичного включення при тривожній події та сертифікувати аудіосистему як СОУЕ за вимогами ГОСТ Р 53325 просто неможливо. Виходячи з цього, область застосування звужується до невеликих магазинів чи інших приміщень, котрим використання таких систем взагалі необов'язково. Тим не менш, багато власників невеликих закладів використовують аудіосистеми з низькоомним підключенням не тільки для трансляції музики, але і для подачі оголошень.

Йдемо далі. Допустимо низькоомна система або підсилювач все ж таки мають всі необхідні засоби для застосування їх як пристрої оповіщення (такі хоч і нечисленні пристрої все ж таки є на ринку). Як правило, це невеликі аудіосистеми, і в переважній більшості випадків кількість гучномовців у них обмежується кількома одиницями. Але сама по собі мала кількість динаміків не може бути перешкодою. Проблема криється в іншому: при низькоомному підключенні сигнал у лінії гучномовців, звичайно, може досягати дуже значних миттєвих величин за напругою, але усереднене значення цього параметра дуже мало. Як наслідок, потрібне гарне екранування для ослаблення зовнішніх електричних наведень, інакше при довжині лінії понад 1 5 м і присутності поруч силових кабелів або електротехнічного обладнання звук стане відчутно гіршим. Але це ще не все.

Як відомо, втрати в лінії при ненульовому її опорі обернено пропорційні величині напруги в ній. Таким чином, при низькій напрузі неминуче сильне ослаблення корисного сигналу навіть при невеликій відстані від джерела до споживача. Для зниження втрат необхідно або зменшити цю відстань, або знизити опір шляхом збільшення перерізу проводів, що живлять гучномовець.

Обидва способи накладають жорсткі обмеження на використання звичайних аудіосистем для трансляції та оповіщення. Як ілюстрацію наведемо методику розрахунку мінімального перерізу кабелю підключення гучномовців в аудіосистемах.

Як розрахувати перетин кабелю

Для системи оповіщення розрахунок перерізу кабелю лінії при заданій довжині ведеться для заданого допустимого значення падіння напруги лінії (іпад) наступним параметрам:

  • напруга у лінії - U;
  • довжина лінії – L;
  • споживана потужність – Р. .

Величина падіння напруги:

де I -струм у лінії.

де – питомий опір матеріалу (для міді – 0,0175 Ом-мм2/м):

Звідси знаходимо вираз для розрахунку перетину кабелю:

У випадку, коли необхідно обчислити максимальну протяжність лінії, знаючи перетин кабелю, що використовується, і задане падіння напруги, застосовується наступна формула:

З наведених формул явно видно: чим вище напруга в лінії, тим менший переріз кабелю потрібний для створення лінії певної довжини і тим довшу лінію оповіщення можна організувати при відомому перерізі кабелю.

Обмеження низьковольтних систем

Здавалося б, все ясно: межа використання низьковольтних систем – невеликі об'єкти площею кілька десятків. квадратних метрів. Однак низьковольтні системи мають ще один недолік, що додатково обмежує область їх використання. Вони, за рідкісним винятком, немає можливості контролю справності лінії, і більше окремого динаміка. Відсутність такої можливості - це прагнення здешевити апаратуру, а принципова особливість.

Всі сучасні способи контролю використовують тією чи іншою мірою пропускання спеціального сигналупо лінії гучномовців під час трансляції. У низьковольтному ланцюзі такий сигнал - можна порівняти з амплітудою корисного сигналу - здатний викликати чутливі небажані ефекти. Та й до чого ця можливість, адже низьковольтні аудіосистеми, як правило, оснащуються низькоомними динаміками, які необхідно правильно підключити, причому враховуючи, що опір вихідного каскаду кінцевого підсилювача дорівнює опору однієї акустичної системи. За таких обставин багато гучномовців, як не намагайся, не підключиш.

Враховуючи особливості низьковольтних систем, описані вище, пояснимо, чому їх небажано використовувати як трансляційні пристрої навіть для дуже невеликих закладів і чому недавно з'явилися трансляційні системи, спеціально призначені для малих та середніх об'єктів.

Типовий підхід

Оскільки навіть у малому магазинчику чи кав'ярні є принаймні дві акустично розділені зони (клієнтська та технологічна), то одним гучномовцем не обійдешся.

Іноді виходять із становища так: одну колонку стереосистеми розміщують у клієнтській зоні - іншу в технологічній. Звичайно ж, це не зовсім правильно, оскільки, по-перше, дуже сильно спотворюється звучання стерео програм, а по-друге, якщо ви знаходитесь в одній із зон, не завжди зрозуміло (за відсутності контролю лінії), чи працює колонка в іншому приміщенні. До того ж і 10 м для низьковольтної системи – відстань, здатна дуже зіпсувати якість відтворення та розбірливість мови. Остання обставина у вирішальний момент може дорого коштувати власнику закладу.

Спеціальні рішення для невеликих об'єктів

Завдяки розвитку технологій та культури ведення бізнесу у передових країнах на російському ринку з'явилися недорогі трансляційні системи, спеціально призначені для малих та середніх об'єктів. Вони дозволяють обладнати заклад більш ніж двома колонками, створювати рівномірне комфортне звукове поле та дотримуватись вимог норм щодо гучності та розбірливості оголошень.

Для мінімізації просторових спотворень у таких системах використовується тільки монофонічний звук, а для зменшення втрат сигналу - високовольтні лінії оповіщення з трансформаторним живленням гучномовців. Таке обладнання має можливість функціонального контролю за лініями гучномовців та основними елементами системи, проте глибина цього контролю залежить від класу системи та можливостей виробника.

1. Для малих систем, як правило, обмежуються лише контролем підсилювача та нерозгалужених ліній оповіщення.

2. В даний час часто використовується метод, при якому можливе постійне спостереження за лінією шляхом періодичного пропускання спеціального сигналу - так званого пілотона, нечутного для користувачів системи з наступним вимірюванням різниці рівня сигналу. При перевищенні певного порогового значення цієї різниці видається сигнал про несправність лінії. Такий спосіб зарекомендував себе як простий і надійний і взятий на озброєння більшістю виробників трансляційного обладнання.

3. Системи рангом вище мають засоби контролю, що дозволяють відстежувати несправності до окремого динаміка. Звичайно, це вимагає не тільки ресурсів центрального обладнання, а й установки спеціальних модулів, що спостерігають за гілкою лінії та окремим гучномовцем. Оскільки і окремі гілки, і тим більше динаміки включаються в основну лінію паралельно, то при відмові однієї з гілок або окремого гучномовця умови проходження сигналу основною лінією мало зміняться і проста система контролю зі зміни загального опору лінії або послаблення сигналу просто не спрацює. В наявності необхідність оснащення додатковими модулями контролю.

Крім різкого подорожчання такої системи, збільшуються витрати на монтаж та налаштування. Потрібна і більш висока кваліфікація монтажного та обслуговуючого персоналуІ, нарешті, найголовніше - зі зростанням кількості елементів системи підвищується ймовірність виникнення несправності. Тому модулі контролю, які встановлюються в лінію, повинні мати високу надійність, що, безсумнівно, позначається на цене. Але все ж таки повністю виключити виникнення відмови з вини елементів спостереження та контролю не можна.

Оповіщення нового покоління

Нещодавно внаслідок розвитку технологій передачі аудіоданих на ринку з'явилися системи з новою архітектурою. Вони дозволяють будувати відносно дешеві розподілені системи оповіщення масштабу торгово-розважального центру, кампусу, вулиці чи навіть невеликого населеного пункту. До того ж, можна, не порушуючи цілісності, дробити таку систему на безліч логічно незалежних малих.

Суть нового підходу така: від центрального контролера системи прокладаються лінії цифрової передачі сигналу, причому і аудіо, і сигналізація, і команди управління передаються всього по двох дротах або IP-інфраструктурі мережі. Абонентами системи є як викликові станції, і підсилювачі, мають повні можливості функціонального контролю. Звичайно, абоненти можуть працювати як спільно, так абсолютно незалежно, завдяки логічному поділу сегментів подібної системи. Це означає, що в штатному режимі кожен з таких сегментів може транслювати свою музику або оголошення, а при виникненні загальної надзвичайної ситуації всі пристрої можуть отримувати сигнал від головного оператора або регіональної системи оповіщення. Оскільки в кожному сегменті розташовується лише абонентське обладнання (виклична станція, підсилювачі та гучномовці), власники невеликих закладів можуть бути позбавлені необхідності купувати власну систему - тепер є можливість використовувати загальну системуяк абонентський сервіс, подібно до забутих радіоточок. При цьому у штатному режимі у кожному закладі (абонентській зоні) транслюється своя музика та оголошення.

Як кажуть, нове - це добре забуте старе, і технологія, яка колись створена для радіотрансляційної мережі репродукторів, з урахуванням сучасного розвитку відкриває бізнесу нові можливості.

Системи оповіщення широко застосовуються в різних сферах людської діяльності, наприклад, системи оповіщення та управління евакуацією СОУЕ, системи оповіщення про надзвичайних ситуаціях(локальні ЛСО та централізовані ЦСО системи оповіщення). Основне призначення системи оповіщення – оповіщення людей про ту чи іншу загрозу, донесення до них інформації щодо їх особистої безпеки у разі будь-яких екстрених ситуацій: пожеж, техногенні катастрофи, терористичні загрози. Системи оповіщення є обов'язковою складовою практично будь-якої системи безпеки, у якій є кінцевим виконавчим елементом – посередником між технічними засобами та людиною. Достовірність передачі в системі оповіщення підтверджується електроакустичним розрахунком, частиною якого є розрахунок оптимального перерізу струмопровідної жили проводу, що мінімізує втрати .

Системи оповіщення, залежно від умов застосування та способу передачі, можна поділити на бездротові та дротові. Дротові системи, що транслюють звукову або мовленнєву інформаціюназиваються трансляційними системами.

Трансляційні системи, залежно від принципу побудови, можна поділити на локальні та розподілені. У розподілених системах звукової трансляції використовується принцип трансформаторного узгодження, у якому до трансляційних підсилювачів – підсилювачів з трансформаторним вихідним каскадом, підключаються спеціалізовані трансформаторні гучномовці. При побудові розподілених систем гучномовці, що є навантаженням, підключаються до сполучної лінії паралельно і розподіляються вздовж неї. При трансформаторному узгодженні звукова інформація передається на підвищеній напрузі, що дозволяє знизити струми, а отже, і навантаження на дроти, збільшити довжину сполучної лінії та дальність передачі сигналу. Протяжні трансляційні лінії будуються так: спочатку прокладається основна лінія, до якої через розподільні коробки підключається навантаження.

У трансляційних лініях неминуче виникають втрати, спричинені наявністю власного опору струмопровідної жили. Великі втрати можуть призвести до зниження рівня і якості сигналу, що передається, тому не маловажною є задача розрахунку втрат на проводах і пов'язана з нею задача розрахунку оптимального перерізу струмопровідної жили проводу сполучної лінії.

2. Короткі відомості про дроти

Сполучні лінії систем протипожежного захисту повинні виконуватись вогнестійкими кабелями з мідними жилами з круглим поперечним перерізом. Для жил перетином менше 0,5 мм 2 вказується діаметр. Для переходу від перерізу (S, мм 2) жили до діаметру (d, мм) і назад використовується залежність: S = πd 2/4, де S - переріз струмопровідної жили, мм 2 , d - діаметр дроту, мм, π - константа 3,1415.

Перетин струмопровідної жили дроту для випадку, коли все навантаження (наприклад, гучномовці) підключено безпосередньо до джерела (підсилювача потужності, комутатора), можна скористатися наступною залежністю:

Підставляючи в формулу (1) норму навантаження для міді D = 2А/мм 2 отримаємо широко застосовується на практиці співвідношення:

Формула (2) використовується для оцінки та не враховує протяжність та розподіл навантаження в лінії.

3. Розрахунок опору струмопровідної жили дроту в залежності від довжини та температури

Для визначення опору жили дроту скористаємося відомим співвідношенням: опір жили дроту прямо пропорційно довжині і назад пропорційно перерізу жили дроту:

У більшості посилань наводиться значення питомого опору струмопровідної жили дроту для міді r = 0,0175 Ом * мм 2 /м. Ця величина відповідає температурі t = 0 ° С. Зі збільшенням температури питомий опір жили дроту помітно збільшується, що не можна не враховувати під час розрахунків.

Залежність питомого опору жили дроту від температури:

УВАГА: Формули (3) і (4) можна використовувати тільки в тому випадку, якщо характеристики кабелю, що застосовується, відсутні.

Приклад: для вогнестійкого кабелю UTP-3нг(А)-FRLS Nx2x0,52 сайті виробниканаводяться такі характеристики (див. рис.1):

Рис. 1 - Електричні параметри вогнестійкого кабелю UTP-3нг(А)-FRLS Nx2x0,52

4. Розрахунок перетину жили дроту в залежності від довжини та навантаження в лінії

У будь-якій лінії зв'язку виникають втрати. Лінія - жила мідного дроту має певний опір, що залежить від довжини, і, отже, за законом Кірхгофа на ній має впасти напруга та виділитися певна потужність. У трансляційних системах як навантаження використовуються трансформаторні гучномовці. Імпеданс трансформаторного гучномовця Z – опір первинної обмотки трансформатора на частоті 1кГц. Опір навантаження, лінії є частотно залежною (комплексною) величиною, тому в цьому випадку виконують елементарний оцінний розрахунок, для середньогеометричної частоти всього частотного діапазону (більшість виробників імпедансу трансформаторного гучномовця вказують для частоти 1кГц, що відповідає середині нормативного частотного діапазону 0,2 – 5к .

Завдання визначення перерізу жили дроту вирішуватимемо у 2 етапи, використовуючи відоме уявлення лінії та навантаження, у вигляді резистивного дільника (див. рис.2).

Рис. 2 - Еквівалентна схема підключення навантаження в кінці лінії

Перший етап, на якому вся навантаження зосереджена в кінці лінії, дозволить спростити розв'язання задачі і перейти до 2 етапу, на якому будуть довизначені коефіцієнти, що дозволяють розраховувати перетин жили дроти в розподіленій лінії з довільними втратами.

Вхідні дані для розрахунку:

Р н - Потужність навантаження в лінії, Вт;

U вх - напруга на вході лінії,;

L – загальна довжина лінії, м.м.

Для визначення перерізу жили дроту S, скористаємося емпіричними міркуваннями. З електроакустики відомо, що для збереження якості звукового сигналу, що передається, величина втрат за напругою в лінії не повинна перевищувати 10% (дана величина відповідає втрат за потужністю приблизно 20%, що прийнято вважати нормою), що для резистивного дільника (див. рис. 2). ), можна записати як: R л ~ 0,1 R н, де R н - Опір навантаження, Ом.

Підставимо це співвідношення у формулу (3):

У трансляційних лініях навантаженням є трансформаторні гучномовці. В цьому випадку як опір навантаження R н можна прийняти значення імпедансу гучномовця на певній частоті. Імпеданс трансформаторного гучномовця Z гр є частотно-залежне (комплексне) опір первинної обмотки звукового трансформатора. Більшість виробників трансформаторних гучномовців вказують значення імпедансу максимальної потужності на частоті 1кГц.

Імпеданс трансформаторного гучномовця Z гр можна отримати з 2-х відомих формул:

  1. Закону Ома для ділянки ланцюга: J = U/R,
  2. Потужність навантаження: P = JU.

При використанні як навантаження кількох паралельно підключених трансформаторних гучномовців сумарний імпеданс Z розраховується за формулою:

Формула (7), що визначає провідність всього ланцюга, незручна для розрахунку сумарного навантажувального імпедансу, особливо для трансляційної лінії з великою кількістю гучномовців різної потужності. Для розрахунку сумарного імпедансу Z декількох трансформаторних гучномовців зручно використовувати формулу (6), в якій P гр необхідно замінити сумарною потужністю всіх трансформаторних гучномовців P н, що складається з суми потужностей окремих гучномовців P i:

Використовуючи як опір навантаження Rн сумарний імпеданс трансформаторних гучномовців Z (7) і підставляючи (6) в (5), отримуємо корисну формулу, що визначає переріз жили дроту S залежно від потужності навантаження Рн, напруги на вході Uвх та довжини лінії L:

Формула (9) справедлива при втратах у лінії, що не перевищують 10% і умови, що все навантаження зосереджене в кінці лінії (формула 8 дуже ефективна для протяжних лінії (L більше 150м). На коротких лініях (L менше 150м) не слід забувати про співвідношенні перерізу та норми струму (формула 2).

5. Розрахунок перетину струмопровідної жили дроту у розподіленій лінії

У трансляційних системах із трансформаторним узгодженням гучномовці підключаються до загальної лінії, завжди паралельно та розподіляються вздовж неї з різним ступенем рівномірності (див. рис.3).

Рис. 3 - Еквівалентна схема розподіленої лінії

У розподіленій системі трансформаторні гучномовці (трансформаторні гучномовці до основної лінії підключаються тільки паралельно, як правило, через розподільні коробки (опір яких ми не враховуємо) підключаються до основної лінії перетином S, через розподільні коробки відводами меншого перерізу S i. Для розрахунку перерізу жили дроти відводів розподіленої лінії можна використовувати формулу (9): S i = 20rl i P грi / U л 2 , де li – довжина i-го відведення – відстань від основної лінії (розподільної коробки) до гучномовця (м), P грi – потужність i -го гучномовця, Вт.

Найбільш актуальним є завдання розрахунку перерізу основної жили проводу, трансляційної лінії. У реальних розподілених структурах відстані до гучномовців, а також їх потужність варіюються. Подібні завдання вирішуються ітераційними методами із застосуванням законів Кірхгоффа, вимагають спеціальних розрахункових навичок чи використання програмних засобів.

Запропонований нижче простий та ефективний метод, може використовуватися для вирішення найширшого ряду завдань. Суть методу заснована на очевидному та простому міркуванні: якщо більша частина навантаження зосереджена не в кінці, а на початку лінії, то й загальне навантаження на дроти зменшиться.

Приклад: Для ситуації, зображеної на рис.4, еквівалент потужності навантаження P екв = P 1 +P 2 знаходиться десь по середині між гучномовцями c потужностями P 1 і P 2 .

Рис. 4 - Приклад, який пояснює сенс коефіцієнта розподілу

Введемо коефіцієнт, що враховує нерівномірність навантаження і спирається на вже побудовану формулу (9, справедлива для випадку, коли все навантаження зосереджена в кінці лінії) , з якої видно, що перетин жили дроту прямо пропорційно двом змінним величинам: довжині лінії та потужності навантаження і, отже , Коефіцієнт розподілу повинен бути нормований щодо цих змінних. Дамо визначення:

Коефіцієнт розподілу навантаження К р- Безрозмірний коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження вздовж лінії, рис.4:

У розподілених лініях, в яких використовуються гучномовці одного номіналу Р гр, сумарне навантаження можна розрахувати як: Р н = n Ргр і в цьому випадку коефіцієнт розподілу подати як середнє арифметичне відстаней до гучномовців:

У випадку коли відстані до гучномовців L i не відомі, коефіцієнт розподілу К р можна представити як середнє арифметичне між двома випадками, коли все навантаження розташоване на початку лінії (L = L / n) і в кінці лінії (L = L n):

Залежність коефіцієнта розподілу Kр (12) від кількості гучномовців n наведена в Таблиці 1 (формула 12 справедлива: так одного гучномовця (n = 1), К р = 1, для великої кількості n = 10, K р прагне 0,5).

Таблиця 1
Залежність значення коефіцієнта розподілу
від кількості елементів навантаження (гучномовців)

1
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
До р0,75 0,67 0,63 0,6 0,58 0,57 0,56 0,56 0,55

Найбільш поширеним є випадок, коли все навантаження розподілене в деякому заздалегідь відомому інтервалі від L 1 до L, де: L - загальна протяжність лінії. У цьому випадку коефіцієнт розподілу можна представити як результат усереднення в діапазоні від L 1 до L (середнє арифметичне між L 1 і (L - L 1) (n +1) / 2n (див. ф-лу, 12), нормоване щодо L ):

Перевіримо справедливість формули (13):

при L 1 прагне 0, K р прагне ((n+1))/2n – формула (12);

Приклад: Розрахуємо величину коефіцієнта розподілу на випадок коли навантаження (наприклад, 10 гучномовців) знаходяться у будівлі, віддаленій від підсилювача на відстань L 1 =300м. Загальна довжина лінії L = 500м: К р = (300 +0,55 * (500-300)) / 500 = 0,82.

Коефіцієнти розподілу для різних випадків зручно подати у вигляді таблиці:

Таблиця 2
Коефіцієнти розподілу К р для різних випадків

Формули для розрахунку До р Умова застосування
Ця формула використовується, якщо відомі потужності та відстані до елементів навантаження.
Ця формула використовується, якщо потужності елементів навантаження рівні та відстані до навантаження відомі.
Ця формула використовується, якщо відомі відстань до першого гучномовця та загальна довжина лінії, потужності елементів навантаження не відомі.
Ця формула використовується, якщо потужність та відстані до елементів навантаження не відомі.

Введемо коефіцієнт розподілу K р, Таблиця (2), формулу (9):

6. Розрахунок втрат у лінії

Протяжні лінії мають досить великий власний опір, що призводить до розсіювання (втрати) на них частини потужності. Цей факт не можна не враховувати. Насправді спочатку розраховують втрати по напрузі, а вже від них переходять до втрат за потужністю.

Втрати по напрузі – відношення напруги на лінії Uл до загальної напруги на вході лінії U вх:

За законом Кірхгофа відношення опорів пропорційно відношенню напруг, що падають на них, тому втрати по напрузі П н зручніше висловити через отримані раніше опір лінії R л і опір навантаження R н:

Визначимо величину втрат напруги для розподіленої лінії. Оскільки коефіцієнт розподілу К р (Таблиця 2) демонструє ніби зменшення довжини лінії, а, отже, і її опір R л, то й втрати такої лінії повинні відповідно зменшитися.

Доповнимо формулу (15) коефіцієнтом розподілу К р, Таблиця (2):

Насправді розраховують як втрати з напрузі, а й втрати за потужністю.

Втрати за потужністю - відношення потужності виділеної на лінії P л до загальної прикладеної потужності: сумі потужностей виділеної на лінії та навантаженні P н.

Втрати за потужністю зручно розраховувати через втрати за напругою (16), для чого достатньо врахувати, що потужність навантаження прямо пропорційна квадрату напруги на навантаженні (див. формулу 6):

Приклад: З (18) видно, що при втратах за напругою понад 25% (Величина 25% за існуючими нормативами є максимально-допустимою), втрати за потужністю (П м = (1-((100-25)/100) 2) *100=44%) наближаються до 50% (потужність зменшується в 2 рази (зменшення потужності в 2 рази (відповідає зменшенню звукового тиску на 3дБ), що відчутно для слухача)), тому величину втрат за напругою П н > 25% вважатимемо критичної.

7. Розрахунок перетину жили дроту з урахуванням втрат у лінії

Повернемося до розрахунку перерізу жили дроту. Розрахуємо переріз жили дроту розподіленої лінії з урахуванням втрат за напругою. Згадаймо, що формула (9) побудована на припущенні, що втрати за напругою у лінії не повинні перевищувати 10%, що дозволило використати співвідношення: R л/R н = 0,1. При величині втрат відмінної від 10% це співвідношення зміниться. Побудуємо коефіцієнт, що дозволяє врахувати будь-які очікувані втрати у лінії, як К п = R н / R л.

Цей коефіцієнт зручно пов'язати з втратами за напругою та інтерпретувати як очікувані втрати. Використовуючи формулу (15) отримаємо:

Перевіримо справедливість даної формули: При П н "прагне до" 100%, K п "прагне до" 0, R н "прагне до" 0 - вся напруга залишається на лінії. При П н "прагне до" 50%, K п "прагне до" 1, R л = R н - напруга на лінії і навантаженні однаково. При П н "прагне до" 10%, K п "прагне до" 9, R л =0,11 R н - напруга на лінії приблизно в 10 разів менше ніж на навантаженні. При П н "прагне до" 0%, K п "прагне до" ∞, R л прагне 0 – напруга на лінії прагне 0.

Доповнимо цим коефіцієнтом формулу (14):

Приклад розрахунку

Розрахуємо звуковий тиск гучномовця з урахуванням втрат на дротах.

Звуковий тиск гучномовця: P дб = SPL + 10 lg (P гр), де: SPL – чутливість гучномовця, дБ, P гр – потужність гучномовця, Вт.

У цю формулу зручно ввести втрати потужності (формула 18) та інтерпретувати дану ф-луяк: Рівень звукового тиску, розрахований з урахуванням втрат за потужністю: P дб = SPL 10 lg (P гр (100-П м)/100), де П м – втрати потужності, %.

8. Алгоритми розрахунку

Алгоритм №1 "Розрахунок перетину жили дроту для рівномірно розподіленого навантаження"

  1. Розрахуємо коефіцієнт втрат, формула (19).
  2. Розрахуємо питомий опір міді, з урахуванням температури, формула (4).
  3. Підставимо отримані значення формулу (20).

Алгоритм №1 "Розрахунок втрат за напругою у існуючій лінії

  1. Розрахуємо опір жили дроту, з урахуванням температури, формули (4), (5).
  2. Розрахуємо сумарне навантаження у лінії, формула (8).
  3. Розрахуємо опір навантаження, формула (6).
  4. Розрахуємо коефіцієнт розподілу Таблиця (2).
  5. Розрахуємо втрати по напрузі, формула (16).

9. Приклад розрахунку

Розрахуємо необхідний переріз жили дроту для різних довжин та навантажень у лінії, для чого скористаємось можливостями програми Microsoft Exсel, рис. 5.

Рис. 5 - Розрахунок перерізу струмопровідної жили дроту розподіленої лінії

На основі описаного алгоритму розроблено


© 2022 egoist24.ru Платіжні системи. Іпотека. банки. Яндекс гроші. WebManey. Загальна інформація.