Статьи и обзоры систем автоматизации и безопасности
Расчёт линии питания систем оповещения
При проектировании и монтаже систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) требуется выдержать норматив по максимальному падению напряжения на оповещателях. Ввиду того, что линии питания таких систем часто представляют собой сложную разветвлённую древообразную структуру, расчёт падения напряжения в линии является довольно трудоёмкой задачей.
Методика расчёта
Расчёт производится в следующей последовательности:
- Зная длину и диаметр кабеля, сопротивление оповещателей, начиная с конечных элементов «дерева» последовательно поднимаясь вверх рассчитать сопротивление в каждом узле (распределительной коробке) и перед каждым оповещателем, что по сути тоже можно рассматривать как узел.
- Действуя таким образом можно рассчитать общее сопротивление нашего «дерева» в точке подключения к источнику напряжения.
- Теперь, зная общее сопротивление и напряжение источника, опускаясь последовательно вниз до конечных элементов «дерева», можно рассчитать силу тока и напряжение в каждом узле.
Пример расчёта
Рассмотрим пример. Для упрощения возьмем оповещатели одинакового сопротивления RОП и все участки линии равных длин и сечений (Рис. 1). Таким образом, сопротивление каждого участка провода будет равно:
 | (1) |
ρ – удельное сопротивление меди,
Рис. 1. Пример подключения звуковых извещателей.
В узлах В1.3 и В2.2 сопротивление нагрузки будет равно RОП :
В узлах В1.2 и В2.1 параллельно оповещателям BIAS 1.3 и BIAS 2.2 подсоединяются последовательно соединенные оповещатель с двумя проводами. Тогда сопротивление нагрузки в узлах В1.2 и В2.1 будет равно:
 | (3) |
 | (4) |
 | (5) |
Теперь, зная общее сопротивление R и напряжение источника U , можно рассчитать силу тока, напряжение и падение напряжения в каждом узле.
 | (7) |
| IA=I | (8) |
| UA=IA·RA | (9) |
 | (10) |
 | (11) |
 | (12) |
 | (13) |
 | (14) |
 | (15) |
 | (16) |
 | (17) |
 | (18) |
 | (19) |
 | (20) |
Сила тока на каждом оповещателе находится делением напряжения на соответствующем узле на сопротивление оповещателя:
 | (21) |
Примем напряжение источника U=12 В, сопротивление оповещателей RОП = 133 Ом, длина участков линии 10 м, сечение провода 1 мм 2 . Последовательно выполняя вычисления, мы получаем следующие результаты:
Источник
Методика расчета сечения кабеля для систем оповещения
В данной статье приведена методика расчета минимального сечения кабеля подключения громкоговорителей в системах оповещения и трансляции.
Для ускорения подбора кабеля приведена таблица.
Расчет сечения кабеля линии СОУЭ – S ведется для заданного допустимого значения падения напряжения в линии – Uпад по следующим параметрам:
Для величины падения напряжения:
где p — удельное сопротивление материала (для меди 0.0175Ом х мм2 )
Отсюда находим выражение для расчета сечения кабеля :
Пример: Линия 100В, протяженность линии 300м, мощность 200Вт, максимальное падение напряжения в линии 15В. Рассчитать сечение кабеля.
Для случая, когда необходимо вычислить максимальную протяженность линии по сечению используемого кабеля и заданному падению напряжения, используется следующая формула:
Пример: Линия 100В, кабель 0,75мм2, мощность 200Вт, максимальное падение напряжения в линии 15 В. Рассчитать протяженность линии.
Для ускорения подбора приведена таблица
В таблице приведены расчетные, минимальные значения сечение кабеля. Рабочее напряжение 100 В, допустимое падение напряжения в линии 10 В. Кабель используемый в линии СОУЭ выбирают больше или равный значению в таблице.
Источник
Потери в трансляционной линии СОУЭ
Потери электрической энергии в трансляционной линии приводят к уменьшению уровня звукового давления, развиваемого громкоговорителями или речевыми оповещателями и, соответственно, к уменьшению громкости звука передаваемых сигналов. Потери электрической энергии в трансляционной линии непосредственно связаны с сопротивлением проводов этой линии. Поэтому, выбранное сечение проводов сильно влияет на характеристики системы речевого оповещения и управления эвакуацией.
Закон Ома позволяет нам отображать характеристики электрических цепей через взаимосвязь четырех основных компонент:
Взаимосвязь этих компонент между собой показана на так называемом «классическом колесе» (смотри рисунок ниже)
Эта простая и удобная схема помогает нам понять фундаментальные взаимосвязи в электрических цепях. Электрические цепи, по которым передаются аудио-сигналы, не являются исключением.
Потери электрической энергии в линии передачи обусловлены сопротивлением проводов, из которых состоит эта линия. Наиболее наглядно это можно выразить через падение напряжения. Падение напряжения определяется следующим соотношением:
Vd – падение напряжения (в Вольтах)
AL – ток нагрузки (в Амперах)
RL – сопротивление линии (в Омах)
Для примера рассмотрим трансляционную линию длиной 150 метров, выполненную, например, кабелем КПСВВ 1х2х0,75, предназначенную для питания нагрузки мощностью 80Вт. В большинстве линий в системах радиотрансляции и в речевых системах оповещения используется напряжение 70В, мы будем использовать его как стандартное рабочее напряжение. 80Вт – это суммарная мощность, потребляемая всеми громкоговорителями, включенными в трансляционную линию, но не номинальная выходная мощность усилителя. Посмотрим на «классическое колесо» — там мы увидим, что сила тока (в Амперах) определяется делением мощности (в Ваттах) на напряжение (в Вольтах).
поэтому, для рассматриваемой нами трансляционной линии:
Итак, нам известен ток, который потребляет нагрузка мощностью 80Вт в трансляционной линии с напряжением 70В. Сопротивление линии – это просто сопротивление медного проводника на всей длине линии. Трансляционная линия, в которую включаются громкоговорители, состоит из двух проводников: один проводник идет к нагрузке, другой – возвращается от нагрузки к усилителю. Будем считать, что в нашем случае, эти проводники имеют одинаковую длину. Таблицы удельного сопротивления проводников доступны во многих справочниках. Мы воспользуемся данными, приведенными изготовителем кабеля КПСВВ: электрическое сопротивление шлейфа (двух жил пары) при температуре 20°С составляет 50 Ом/км. Умножая эту величину на длину рассматриваемой нами линии 0.15 км (150 м), получим, что общее сопротивление проводов в линии будет равно 7,5 Ом.
Подставив полученное значение в формулу для расчета величины падения напряжения, получим:
Итак, падение напряжения в нашей трансляционной линии составляет 8.55 В. Это означает, что рабочее напряжении в линии, с которым нам приходится иметь дело, составляет всего лишь 61,45 В. Заметим, что в данном примере относительное падение напряжения в линии составляет 12.2% (уполномоченные надзорные органы допускают не более 10% падения напряжения в цепях сигнализации).
Потери можно выразить в децибелах (дБ) следующим образом:
Vf – рабочее напряжение в линии с подключенной нагрузкой
Результатом является отрицательное число, выражающее потери. Таким образом, для рассматриваемой нами линии:
SPL = 20 * Log ( 61,45 / 70 ) = -1,13 дБ
Если же мы применим провод КПСВВ 1х2х1,5, то результат будет следующим:
SPL = 20 * Log ( 65.76 / 70 ) = -0,54 дБ
Потери, обусловленные сопротивлением проводов, в этом случае составляют уже менее 1дБ и это дает полностью приемлемый результат. В большинстве случаев при строительстве трансляционных линий допускаются потери порядка 0.5дБ, обусловленные сопротивлением проводов. Следует заметить, что увеличение потерь в линии на 10дБ приводит к тому, что теряется половина громкости звука.
Удельное электрическое сопротивление шлейфа, Ом/км
Источник
Калькулятор падения напряжения
Калькулятор предназначен для расчёта падения напряжения в кабельных линиях подсистем питания и линиях систем оповещения с рабочим напряжением 12/24В.
Калькулятор предназначен для расчёта падения напряжения в кабельных линиях подсистем питания и линиях систем оповещения с рабочим напряжением 12/24В. В калькуляторе реализовано два типа расчета, которые можно изменять во время работы.
При выборе «Расчет падения напряжения» программа произведет расчет напряжения в конце участка кабельной линии в зависимости от длины линии, силы тока и используемого сечения.
В режиме «Расчет сечения проводов» подбирается минимальное допустимое сечение провода в зависимости от длины линии, силы тока и минимального допустимого напряжения в конце линии. 
Рассмотрим более подробно принцип работы программы на практике. Подберем необходимое сечение кабеля для линии оповещения с пятью оповещателями «ОПОП 2-35 12В», подключаемых к «РМ-4К прот.R3» (линии питания от «ИВЭПР» до «РМ-4К прот.R3» считаются аналогично).
Данный оповещатель сохраняет работоспособность при напряжении питания 10-13,8В и имеет ток потребления 0,035А. Указываем минимальное значение напряжения в калькуляторе 10В.
Заполняем данные длины и силы тока для каждого участка линии. В столбце «Ток, А» заполняем ток потребления каждого элемента (программа автоматически рассчитывает сумму токов, протекающих на этом участке). Для создания нового участка нажимаем кнопку «Добавить».
После заполнения всех данных получаем, что минимально допустимое сечение кабеля для нашей линии 0,2 мм 2 .
Полученные расчеты падения напряжения можно выгрузить в формате «.doc» для дополнения выходной документации к проекту.
© ООО «ТД Рубеж» 2021, все права защищены
Офлайн каталог продукции RUBEZH в вашем телефоне.
Скачивайте мобильное приложение RUBEZH Ассистент 
Источник
Допустимое значение падения напряжения в линии оповещения
Целью расчета является проверка напряжения в шлейфах и на вводах в извещатели и оповещатели на соответствие технической документации на эти устройства.
Для расчета выбираются наиболее удаленные от источника питания устройства.
Потери напряжения определяются по формуле, В
ΔU=2•IР•ρ0•L,
где — IР – расчетный ток, А;
ρ0 – удельное сопротивление жилы провода, Ом/м;
L – длина шлейфа.
Номинальное напряжение в ДПЛС принято 8-10 В.
Электрическое сопротивление цепи (двух жил пары) кабеля КСРЭВ нг(А)-FRLS 1х2х0,5 при температуре 20 °C, составляет не более 0,072 Ом /м (в моём случае)
В конце суммируются ΔU участков шлейфа и делается вывод.
Жаль, что с реальным падением это не будет иметь ничего общего.
Бюрократии — авэ!
[18.12.2012 12:20:54]
[18.12.2012 12:22:50]
Смотрите в паспорте на прибор максимальные характеристики и сравниваете с Вашими.
Например для Сигнал-20 максимальное сопротивление шлейфа 100 Ом — это 2 км 2*0,75 — просто считаете максимальную длину и пишите, что все шлейфы у Вас не больше этого предела.
Электрическое сопротивление цепи (двух жил пары) кабеля КСРЭВ нг(А)-FRLS 1х2х0,5 при температуре 20 °C, составляет не более 0,072 Ом /м
А я напоминаю. что при пожаре отнюдь не 20 °C
просто считаете максимальную длину и пишите, что все шлейфы у Вас не больше этого предела.
—Конец цитаты——
А еще сопротивление контактов по минусу может дать приличную величину. Порядка 1 — 2 Ом на извещатель, в паспортах попадаются такие величины, а если не указано, то может быть и больше.
Еще подкиснут со временем, то и больше набежит. Но и так 2 Ом х 30 шт. = 60 Ом.
[18.12.2012 14:00:24]
Скорее всего вы говорите в пустоту
[07.03.2013 22:21:07]
[07.03.2013 22:31:49]
А я напоминаю. что при пожаре отнюдь не 20 °C
Хотелось бы обратить внимание, что современными нормами регламентировано применение огнестойких кабелей, обеспечивающих необходимый уровень работоспособности кабеля (включая температуру жил)
Вы не в теме =)
https://docs.google.com/file/d/0Bw0B.
Для расчета выбираются наиболее удаленные от источника питания устройства.
—Конец цитаты——
Это допущение и является залогом ошибки. Потребители распределены по линии и токи на каждом участке разные, соответственно и величина напряжения тоже не постоянная, а от напряжения зависит ток.
Так что надо считать по программе и с учетом реальной экономии сечения проводников производелем кабеля.
Потребители распределены по линии и токи на каждом участке разные, соответственно и величина напряжения тоже не постоянная, а от напряжения зависит ток.
—Конец цитаты——
Программулина в Excel по расчету падений напряжения в распределенной слаботочной цепи: http://files.mail.ru/3207884B9F9F4DA.
[08.03.2013 1:39:07]
Сделайте расчет как будто все потребители в конце линии — если будет положительный результат, то будет и небольшой резерв.
[08.03.2013 11:02:47]
Раза в два в среднем по палате
[08.03.2013 15:35:08]
Ну если наша линия (допустим оповещения 100 В) идеальная и каждый оповещатель на равном расстоянии друг от друга — то да ровно в два раза.
НО:
— минус неучтенное
— минус погрешности
— минус брак производителя (мало меди положил)
— минус скрутки монтажников
— минус «забыли учесть, что сопротивление кабеля при пожаре больше)
Источник
Adblockdetector