Читаем без скачивания Электронные системы охраны - Филипп Уокер

Резервные источники для систем безопасности

Назначение резервных элементов и батарей для системы безопасности поддерживать непрерывное энергетическое обеспечение системы, в то время как основные источники - переменный ток - или такие заменители, как солнечные элементы, временно не в состоянии обеспечить систему.

Солнечные элементы могут вырабатывать постоянный ток, необходимый для функционирования электронного оборудования и зарядки запасных элементов. При подключении системы к электросети, необходимо не только снижать напряжение, но и преобразовывать ток из переменного в постоянный. Самые распространенные резервные постоянно-точные элементы - никель-кадмиевый щелочной элемент, дающий номинальное значение напряжения 1,25 вольта, и свинцово-кислотный элемент с номинальным напряжением 2,0 вольта.

Никель-кадмиевый аккумулятор

Для напряжения 12.5 вольт нужно соединить последовательно 10 элементов. Они относительно дороже свинцовокислотных. Это надо иметь в виду при выборе. Преимущество для системы безопасности заключается в том, что никеле-кадмиевые элементы почти не выделяют газа и это облегчает его обслуживание. При эксплуатации обоих типов в течение 5 лет никель-кадмиевые аккумуляторы обходятся дешевле, так как в случае применения свинцово-кислотных приходится затрачивать дополнительные средства связанные с газовыделением.

Технически сложнее использовать преимущества никель-кадмиевых аккумуляторов. У них очень низкое внутреннее сопротивление, и они способны отдавать большой ток в относительно короткие промежутки времени, как автомобильные. В системе безопасности нужен небольшой ток на протяжении длительного времени. Никель-кадмиевые аккумуляторы плохо переносят короткие замыкания. Нужно быть также осторожным во время зарядки. Ток заряда при отсутствии специальных ограничительных устройств может легко перегрузить заряжающее оборудование. Если ограничитель тока зарядного устройства не срабатывает, предохранители выходят из строя, и из-за недостатка мощности система безопасности будет приведена в состояние тревоги. Правда, и свинцово-кислотные элементы могут проявить подобные свойства, однако причины, их вызывающие, совсем другие.

Никель-кадмиевые аккумуляторы обладают свойством выдерживать длительные нагрузки, но это преимущество редко используется в системе безопасности, хотя при сбоях эти элементы быстро подзаряжаются.

Еще два положительных момента. Функциональные свойства элемента не изменяются, если температура в здании и за его пределами опускается ниже нуля градусов. И если объект имеет свой надежный генератор, то для завода мотора лучшего средства, чем никель-кадмиевые элементы, не найти.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Для получения напряжения в 12 вольт требуется соединить 6 элементов. Если учесть, что для удовлетворения широкого спроса на элементы для автомобильных стартеров налажен их массовый выпуск, то этим можно объяснить их относительно низкую цену. Так как водители хорошо разбираются в автомобильных аккумуляторах, они обычно не учитывают того, что батареи для систем безопасности используются по-другому и поэтому требуют к себе другого отношения.

Свинцово-кислотные батареи открытого типа

Возможно, самой большой проблемой, присущей свинцово-кислотным элементам, является характерное свойство выделять газы - кислород и водород - при реакции электролиза воды, используемой для разбавления соляной кислоты, составляющей электролит. Потерю воды нужно регулярно пополнять дистиллированной водой, но так как электронное оборудование требует меньшего внимания, чем техническое (например, автомобиль), то к процедуре пополнения уровня воды относятся небрежно. Как результат, когда батарея становится внезапно нужна при сбое работы системы для обеспечения энергопитания, она не готова к функционированию и быстро выходит из строя при подключении, что ведет к ложной тревоге.

Выделение газа не может быть преодолено, кроме как уменьшением напряжения при зарядке. Если аккумулятор заряжается под напряжением до 2,6 вольт, то для батарей, используемых в системе безопасности, рекомендуется уменьшение выделения газа, долив воды может быть необходим, по крайней мере, один раз в три месяца. Я пришел к выводу, что единственным способом значительного увеличения интервалов пополнения воды является дальнейшее снижение напряжения заряда до 2,2 вольт.

Уменьшение напряжения при подзарядке приводит к тому, что аккумулятор не заряжается полностью до номинального напряжения. Вместе с тем способность удерживать номинальную силу тока при низком напряжении и небольшая стоимость по сравнению с затратами по обслуживанию и риском сбоя оправдывает установку аккумулятора большей емкости.

Гелевые кислотные батареи

Гелевые кислотные батареи представляют собой емкость с открытым отверстием, в которой содержится кислота в желеобразной форме. Это сделано, чтобы случайно не пролить содержимое, обладающее коррозийным свойством, на ближайшие металлические части и оборудование. В химии батареи изменений нет, а так как "уровень кислоты" теперь не виден, такой тип батареи более склонен к высыханию и сбоям, нежели открытый жидкий.

Рекомбинация свинцово-кислотных батарей

Выдающимся усовершенствованием в свинцово-кислотных батареях для применения в системе безопасности является рекомбинационная батарея. Полоса стекловолокна насыщается совсем небольшим количеством электролита, закручивается между электродами и помещается в контейнер. Химический процесс идет таким образом, что образующиеся газы задерживаются в нормальных пропорциях и опять идут на образование воды.

Процесс непрерывный, и потери электролита при испарении в открытую атмосферу не происходит. Все достоинства свинцово-кислотных батарей сохранены, в том числе больший срок эксплуатации в условиях непрерывной загрузки, а так как отсутствует испарение, батарея может использоваться почти на максимальном напряжении.

Важно ограничивать напряжение заряда, так как повышенное напряжение может вызвать перегрев батареи. Простые меры предосторожности описаны ниже. Вентиляционное отверстие в рекомбинационной батарее служит мерой предосторожности при возможных перегревах, а не как отверстие для удаления газов. Хотя никель-кадмиевые батареи вдвое долговечнее, чем рекомбинационные свинцово-кислотные, они дороже. В мире конкуренции первой цене придается значение, рекомбинационные батареи набирают очки в использовании тех систем, которые требуют надежных резервных источников энергии.

Для получения более детальной информации, обращайтесь к пионерам производства этого типа батарей - "Gates Energy Cyclon", которые имеют значительные производственные мощности в США и Великобритании. "Baush Dryfit" выпускает свой вариант в Германии.

Зарядные устройства

Если используется электросеть и резервные источники энергии, то должен присутствовать третий элемент в системе энергоснабжения - зарядное устройство. Основными элементами являются трансформатор, который снижает напряжение до уровня, необходимого оборудованию системы безопасности, и выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный. К этим элементам добавляется оборудование управления защиты и индикации.

Зарядка батарей от сети

Очень часто - и это правильно - компании по установке сигнализации ограничиваются использованием для функционирования системы низким напряжением и призывают потребителя наладить подачу энергии на устройство для зарядки батарей или для функционирования выпрямителя. Объясняя тонкости системы, внимание потребителя необходимо заострить на двух моментах в системе энергообеспечения (особенно если учесть, что некоторые люди время от времени испытывают желание вывести ее из строя). Во-первых, энергообеспечение должно поддерживаться постоянно. В некоторых учреждениях в качестве меры противопожарной безопасности отключается подача энергии в нерабочие часы. Необесточенным остается только небольшое количество жизненно важных служб. Обеспечение безопасности должно быть причислено именно к такой службе, поэтому ее энергообеспечение должно идти из надежного источника и не зависеть от местного обесточивания.

Во-вторых, злоумышленник может заинтересоваться месторасположением выпрямителя. В этом случае подача энергии должна осуществляться непосредственно в комплексе зарядного оборудования или, как требуют правила, через прилегающий выпрямитель. Выпрямитель не должен зависеть от вилки с розеткой, с помощью разъединения которых можно легко прервать поступление энергии.

Мощность источников питания для электроники, как правило, того же порядка, что и та, которая требуется для питания простейших осветительных приборов.

Выпрямитель

Конструктору принадлежит решающая роль, однако он может забыть о необходимости установки предохранителей в цепи подачи переменного тока на выпрямитель. Они помогут избежать поломки трансформатора, вызванной неисправностями на стороне нагрузки. Сам трансформатор дорог, и его сложно заменить, особенно в чрезвычайных ситуациях.