Budowa nieresetowanego kabla detekcyjnego
Liniowa detekcja ciepła
Nieresetowalny kabel detekcyjny ciepła jako liniowa czujka pożarowa
Nieresetowalny kabel detekcyjny ciepła jest liniową czujką pożarową. W przeciwieństwie do czujki punktowej nie kontroluje jednego miejsca pod sufitem, lecz reaguje na wzrost temperatury w dowolnym punkcie swojej czynnej długości. Dzięki temu może chronić długie trasy kablowe, urządzenia technologiczne, tunele, parkingi, magazyny, chłodnie oraz przestrzenie, w których zastosowanie klasycznych czujek punktowych jest utrudnione.
Samo ułożenie przewodu nie tworzy jednak kompletnego systemu detekcji pożaru. Kabel sensoryczny współpracuje z jednostką kontrolną, elementem końca linii, zasilaniem oraz centralą sygnalizacji pożarowej lub modułem wejściowym SSP.
Nieresetowalny kabel detekcyjny nie jest zwykłym przewodem
W nieresetowalnym kablu detekcyjnym element przewodzący pełni jednocześnie funkcję czujnika. Zmiana temperatury powoduje określoną zmianę jego właściwości elektrycznych. Jednostka kontrolna interpretuje tę zmianę jako stan normalny, alarm albo uszkodzenie.
Detekcja odbywa się na całej długości kabla. Nie oznacza to jednak, że każdy system mierzy temperaturę punkt po punkcie. Sposób działania zależy od konstrukcji kabla i zastosowanej jednostki kontrolnej.
W praktyce stosuje się przede wszystkim dwa rozwiązania:
- kabel stałotemperaturowy o trwałym zadziałaniu,
- kabel rezystancyjny resetowalny.
Oba rozwiązania należą do liniowej detekcji ciepła, ale nie powinny być traktowane jako technicznie równoważne.
Jak działa stałotemperaturowy nieresetowalny kabel detekcyjny
W kablu stałotemperaturowym znajdują się dwa skręcone przewodniki oddzielone polimerem termoczułym. W normalnych warunkach przewodniki pozostają od siebie odizolowane. Po osiągnięciu określonej temperatury polimer mięknie, a przewodniki stykają się ze sobą.
Powstałe zwarcie jest rozpoznawane przez jednostkę kontrolną jako alarm. Temperatura zadziałania jest właściwością konkretnej wersji kabla i nie jest ustawiana podczas programowania systemu.
W systemie Signaline FT-EN stosowane są między innymi warianty o temperaturze alarmowej 68°C, 78°C i 88°C. Nieresetowalny kabel detekcyjny współpracuje z jednostką kontrolną LocatorPlus-EN oraz modułem końca linii FT-EOL-EN. Jedna jednostka może nadzorować dwie strefy o długości do 1000 m każda.
Zadziałanie kabla jest trwałe. Po alarmie nie resetuje się go przyciskiem ani przez odłączenie zasilania. Fragment, w którym doszło do kontaktu przewodników, należy zlokalizować, wyciąć i zastąpić nowym odcinkiem. Nie ma potrzeby wymiany całej strefy, jeżeli pozostała część kabla nie została uszkodzona.
Jak działa resetowalny kabel rezystancyjny
W kablu resetowalnym jednostka kontrolna stale mierzy rezystancję materiałów termoczułych znajdujących się wewnątrz przewodu. Wraz ze wzrostem temperatury rezystancja zmniejsza się w przewidywalny sposób.
Jednostka kontrolna porównuje aktualną rezystancję z wartością ustaloną podczas uruchomienia. Po przekroczeniu zaprogramowanego progu generowany jest prealarm lub alarm. W wybranych klasach system może również reagować na szybki przyrost temperatury.
Przykładem takiego rozwiązania jest Signaline HD+. System może pracować w klasach A1I, A2I lub BI zgodnie z EN 54-22. Jednostka kontrolna uwzględnia średnią temperaturę otoczenia kabla i odpowiednio koryguje próg alarmowy. Pozwala to ograniczyć wpływ naturalnych zmian temperatury występujących w chronionej przestrzeni.
Po ustąpieniu przegrzania system może zostać zresetowany, o ile kabel nie został uszkodzony i nie przekroczono jego maksymalnej temperatury odwracalnej. Dla Signaline HD+ dokumentacja podaje zakres pracy kabla do 125°C oraz maksymalną długość strefy 500 m.
Porównanie rozwiązań Signaline FT-EN i Signaline HD+
Signaline FT-EN
- stałotemperaturowy nieresetowalny kabel detekcyjny,
- zadziałanie nieresetowalne,
- współpraca z LocatorPlus-EN i FT-EOL-EN,
- lokalizacja punktu zadziałania na podstawie pomiaru odległości,
- zastosowanie w długich trasach kablowych, PV i strefach technicznych.
Signaline HD+
- resetowalny kabel rezystancyjny,
- programowalne progi alarmu i prealarmu,
- klasy A1I, A2I i BI zgodnie z EN 54-22,
- kompensacja temperatury otoczenia kabla,
- integracja przez wyjścia przekaźnikowe oraz rozwiązania systemowe kontrolera.
Czy kabel analogowy alarmuje dokładnie przy ustawionej temperaturze
Nie zawsze. Jest to jedna z najczęściej pomijanych różnic pomiędzy kablem stałotemperaturowym a resetowalnym kablem rezystancyjnym.
W systemie Signaline HD+ nominalna temperatura alarmowa odnosi się do ogrzania około 3% całkowitej długości kabla. Gdy ogrzewany jest dłuższy odcinek, alarm może wystąpić przy niższej temperaturze. Jeżeli źródło ciepła oddziałuje na bardzo krótki fragment, do uruchomienia alarmu może być potrzebna temperatura wyższa od wartości nominalnej.
Z tego powodu test polegający na ogrzewaniu kilku centymetrów kabla do temperatury ustawionej w jednostce kontrolnej może nie wywołać alarmu. Nie świadczy to automatycznie o uszkodzeniu systemu. Test musi uwzględniać długość ogrzewanego odcinka, temperaturę otoczenia oraz konfigurację jednostki kontrolnej.
Czy kabel cyfrowy naprawdę przesyła dane cyfrowe
Określenia kabel cyfrowy i kabel analogowy są skrótami branżowymi.
Kabel stałotemperaturowy bywa nazywany cyfrowym, ponieważ jego stan ma charakter dwuwartościowy. Przewodniki są rozdzielone albo zwarte. Nie oznacza to, że w kablu rozmieszczono adresowalne czujniki przesyłające cyfrowe dane.
Kabel rezystancyjny nazywany jest analogowym, ponieważ jednostka kontrolna analizuje ciągłą zmianę rezystancji. Również w tym przypadku sam kabel nie korzysta z magistrali komunikacyjnej. Komunikacja cyfrowa, na przykład Modbus RS-485, może być realizowana przez jednostkę kontrolną, a nie przez przewód sensoryczny.
Jak system odróżnia alarm od uszkodzenia
Każda strefa nieresetowalnego kabla detekcyjnego powinna być zakończona elementem EOL właściwym dla danego systemu. Może to być rezystor końca linii albo dedykowany moduł elektroniczny.
Jednostka kontrolna stale nadzoruje parametry obwodu. W typowej konfiguracji:
- prawidłowa wartość rezystancji oznacza stan normalny,
- przerwa w obwodzie oznacza uszkodzenie,
- zmiana charakterystyczna dla przegrzania oznacza alarm,
- nieprawidłowe zwarcie lub rezystancja poza zakresem może zostać rozpoznana jako uszkodzenie.
Element EOL należy montować na końcu strefy. Nie umieszcza się dodatkowego rezystora końca linii w puszce łączącej dwa odcinki kabla sensorycznego. Takie połączenie jest jedynie połączeniem pośrednim, a nie końcem strefy.
Dwa odcinki kabla mogą tworzyć jedną linię, jeżeli są tego samego typu, zostały połączone zgodnie z dokumentacją systemu i nie przekroczono dopuszczalnej długości strefy. Połączenie należy wykonać w odpowiedniej puszce połączeniowej, bez rozgałęzień typu T i bez odgałęzień bocznych.
Czy kabel wskazuje miejsce pożaru
Możliwość lokalizacji zależy od konstrukcji systemu.
W przypadku kabla stałotemperaturowego miejsce zadziałania może zostać określone na podstawie rezystancji przewodników pomiędzy jednostką kontrolną a punktem zwarcia. LocatorPlus-EN wskazuje odległość do miejsca alarmu, co ułatwia kontrolę długich tras i wymianę uszkodzonego fragmentu.
Nie należy jednak zakładać, że każdy nieresetowalny kabel detekcyjny automatycznie wskazuje miejsce przegrzania. Część prostszych układów przekazuje wyłącznie informację o alarmie w całej strefie. W systemach resetowalnych pomiar może dotyczyć średniego stanu cieplnego kabla, bez określania punktowej temperatury i dokładnej lokalizacji źródła ciepła.
Od czego zależy czas reakcji nieresetowalnego kabla detekcyjnego
Nie istnieje jeden czas reakcji właściwy dla wszystkich instalacji. Na szybkość zadziałania wpływają:
- temperatura i moc źródła ciepła,
- długość ogrzewanego fragmentu kabla,
- odległość kabla od potencjalnego źródła pożaru,
- prędkość przepływu powietrza,
- sposób mocowania,
- kontakt z elementami odprowadzającymi ciepło,
- temperatura otoczenia,
- klasa reakcji i ustawiony próg alarmowy.
Bezpośrednie zamocowanie przewodu do masywnego elementu stalowego może opóźnić reakcję, ponieważ konstrukcja odbiera ciepło z kabla. Z tego powodu w wielu systemach stosuje się izolujące wkładki pomiędzy kablem a uchwytem.
Kabel prowadzony pod sufitem zadziała dopiero wtedy, gdy gorące gazy pożarowe dotrą do jego powierzchni. Kabel zamontowany bezpośrednio przy chronionym urządzeniu może wykryć lokalne przegrzanie wcześniej, ale będzie chronił przede wszystkim to urządzenie, a nie całą powierzchnię pomieszczenia.
Czy nieresetowalny kabel detekcyjny może zastąpić czujki dymu
Nieresetowalny kabel detekcyjny reaguje na ciepło, a nie na dym. Nie jest więc bezpośrednim zamiennikiem czujek dymu.
Czujki dymu zazwyczaj wykrywają pożar na wcześniejszym etapie, zanim temperatura osiągnie poziom wymagany do zadziałania czujki ciepła. Liniową detekcję ciepła stosuje się tam, gdzie jest to uzasadnione charakterem zagrożenia, warunkami środowiskowymi lub scenariuszem pożarowym.
Dotyczy to między innymi przestrzeni zapylonych, wilgotnych, narażonych na spaliny, parę wodną albo silne ruchy powietrza. O zastosowaniu czujki ciepła zamiast czujki dymu nie powinny decydować wyłącznie koszty lub łatwość montażu.
Jak dobrać temperaturę alarmową
Temperatura alarmowa nie może być dobierana wyłącznie na podstawie oczekiwanego czasu reakcji. Najpierw należy ustalić najwyższą temperaturę występującą podczas normalnej pracy obiektu.
Kabel musi zachować odpowiedni odstęp pomiędzy temperaturą eksploatacyjną a temperaturą zadziałania. Przykładowo Signaline FT-88-EN ma temperaturę alarmową 88°C, ale jego maksymalna deklarowana temperatura otoczenia wynosi 65°C. Nie oznacza to, że kabel powinien stale pracować tuż poniżej 88°C.
W systemach programowalnych konieczne jest również dobranie właściwej klasy reakcji, długości strefy oraz parametrów prealarmu. Zbyt niski próg zwiększa ryzyko alarmów powodowanych normalnymi procesami technologicznymi. Zbyt wysoki może doprowadzić do wykrycia pożaru dopiero po jego znacznym rozwoju.
Jak prawidłowo prowadzić nieresetowalny kabel detekcyjny
Trasa kabla powinna wynikać z projektu ochrony, geometrii obiektu i charakteru zagrożenia. Nie istnieje jeden uniwersalny rozstaw przebiegów odpowiedni dla każdego sufitu, magazynu lub instalacji technologicznej.
Podczas montażu należy zachować co najmniej następujące zasady:
- nie wykonywać rozgałęzień typu T,
- nie przekraczać minimalnego promienia gięcia,
- nie zgniatać kabla dławnicami ani uchwytami,
- nie prowadzić go pod nadmiernym naprężeniem,
- nie malować powłoki,
- stosować mocowania przeznaczone do danego kabla,
- chronić przewód przed uderzeniami i przetarciem,
- uszczelnić wejścia do puszek i modułów,
- pozostawić dostęp do elementu końca linii,
- wykonać pomiary przed montażem i po zakończeniu prac.
Rozstaw uchwytów wynika z instrukcji konkretnego systemu. Dla Signaline HD+ zalecana maksymalna odległość pomiędzy uchwytami wynosi 0,5 m. W kablach FT-EN dokumentacja dopuszcza inne wartości zależne od sposobu prowadzenia i zastosowanych mocowań. Nie należy przenosić parametrów montażowych z jednego kabla na inny.
Kompletny system, a nie przypadkowy zestaw urządzeń
Zgodność pojedynczego kabla z normą nie oznacza, że dowolna jednostka kontrolna i dowolny element końca linii utworzą prawidłowy system.
Ocena zgodności obejmuje określoną konfigurację elementów. Dla Signaline FT-EN jest to kabel FT-EN, jednostka LocatorPlus-EN i moduł FT-EOL-EN. Dla Signaline HD+ konfiguracja obejmuje właściwy kabel sensoryczny, jednostkę kontrolną, moduł EOL oraz przewidziane elementy połączeniowe.
Łączenie urządzeń pochodzących z różnych systemów bez potwierdzonej kompatybilności może uniemożliwić prawidłowe nadzorowanie linii i podważyć zgodność instalacji podczas odbioru.
W przypadku LocatorPlus-EN wymagane jest również zasilanie zgodne z EN 54-4. Wyjścia alarmu i uszkodzenia mogą zostać wprowadzone do centrali konwencjonalnej albo do modułu monitorującego systemu adresowalnego SSP.
Jakie normy dotyczą liniowej detekcji ciepła
Dla resetowalnych liniowych czujek ciepła podstawowym odniesieniem jest PN-EN 54-22+A1:2020-07. Dla czujek liniowych o trwałym zadziałaniu stosowana jest PN-EN 54-28:2016-06. Planowanie, instalowanie, uruchamianie, odbiór, eksploatację i konserwację systemów sygnalizacji pożarowej opisuje PKN-CEN/TS 54-14:2020-09.
Dokumentacja urządzeń powinna jednoznacznie wskazywać normę odniesienia, klasę reakcji, temperaturę zastosowania, długości stref, wymagane elementy systemu oraz warunki środowiskowe. Dodatkowe certyfikaty UL lub FM mogą potwierdzać właściwości urządzenia, ale nie zastępują dokumentacji wymaganej dla systemu stosowanego jako element SSP w Polsce.
Co należy sprawdzić przed odbiorem z udziałem PSP
Odbiór nie powinien ograniczać się do sprawdzenia, czy po naciśnięciu przycisku pojawia się alarm na centrali.
Zakres prób powinien obejmować:
- zgodność wykonania z projektem,
- oznaczenie początku i końca każdej strefy,
- długość i przebieg linii,
- lokalizację wszystkich połączeń,
- prawidłowe zakończenie EOL,
- sygnalizację przerwy w obwodzie,
- sygnalizację alarmu,
- przekazanie alarmu i uszkodzenia do SSP,
- uruchomienie wymaganych sterowań,
- działanie zasilania podstawowego i rezerwowego,
- zgodność ustawień z dokumentacją,
- możliwość wykonania testów okresowych.
W systemie FT-EN alarm i uszkodzenie można symulować z poziomu modułu końca linii. Nie zastępuje to kontroli trasy, połączeń i pomiarów elektrycznych.
W systemie HD+ należy pozostawić dostępny fragment obejmujący od 1% do 3% długości kabla, aby umożliwić próbę z użyciem kontrolowanego źródła ciepła. Po teście trzeba przywrócić docelowe ustawienia alarmu i ponownie potwierdzić prawidłową pracę systemu.
Dokumentacja powykonawcza powinna zawierać schemat połączeń, plan trasy, długości poszczególnych stref, wykaz puszek, ustawienia jednostek kontrolnych, wyniki pomiarów oraz protokół prób funkcjonalnych.
Najczęściej popełniane błędy
Najczęstszym błędem jest traktowanie nieresetowalnego kabla detekcyjnego jak zwykłej linii dozorowej. Pominięcie dedykowanej jednostki kontrolnej lub właściwego elementu EOL uniemożliwia nadzorowanie parametrów kabla zgodnie z jego przeznaczeniem.
Kolejnym problemem jest umieszczanie rezystora końca linii w pośredniej puszce łączeniowej. Rezystor lub moduł EOL powinien znajdować się na rzeczywistym końcu strefy.
Błędem jest również wykonywanie odgałęzień. Kabel liniowy powinien tworzyć jedną ciągłą trasę od jednostki kontrolnej do elementu końca linii. Rozgałęzienie utrudnia nadzór i lokalizację uszkodzeń.
Często dobiera się temperaturę alarmową bez sprawdzenia maksymalnej temperatury eksploatacyjnej. Dotyczy to szczególnie dachów, przestrzeni podstropowych, maszyn oraz tras prowadzonych w pobliżu źródeł ciepła.
Nieprawidłowe mocowanie może zarówno uszkodzić kabel, jak i opóźnić jego reakcję. Najczęstsze problemy to zbyt mocno dokręcone opaski, ostre załamania, kontakt z krawędziami konstrukcji oraz brak izolacji od elementów odprowadzających ciepło.
Podczas uruchomienia pomija się także pomiar kabla przed montażem. W efekcie trudno ustalić, czy uszkodzenie powstało podczas transportu, rozwijania, mocowania czy wykonywania połączeń.
W przypadku systemów resetowalnych częstym błędem jest testowanie zbyt krótkiego fragmentu kabla bez uwzględnienia wpływu długości ogrzewanego odcinka na próg alarmowy.
Problemy podczas odbioru powoduje również brak oznaczeń i dokumentacji powykonawczej. Przy długiej strefie informacja o alarmie jest mało użyteczna, jeżeli obsługa nie zna rzeczywistego przebiegu kabla i punktu odniesienia dla wskazywanej odległości.
Nieresetowalny kabel detekcyjny trzeba dobierać jako system
Prawidłowy dobór wymaga określenia rodzaju zagrożenia, temperatur normalnej pracy, maksymalnej temperatury otoczenia, długości i przebiegu stref, wymaganej szybkości reakcji oraz sposobu współpracy z SSP.
Dopiero na tej podstawie można zdecydować, czy właściwy będzie kabel stałotemperaturowy, czy resetowalny system rezystancyjny. Następnie dobiera się temperaturę lub klasę alarmową, jednostkę kontrolną, element końca linii, kabel doprowadzający, puszki połączeniowe i uchwyty montażowe.
Do przygotowania doboru potrzebny jest rzut obiektu, opis chronionego zagrożenia, temperatury eksploatacyjne oraz informacja o centrali sygnalizacji pożarowej. Pozwala to opracować rozwiązanie, które będzie nie tylko skuteczne, ale również możliwe do prawidłowego uruchomienia i zweryfikowania podczas odbioru z udziałem PSP.
Materiały do weryfikacji technicznej
Dobór nieresetowalnego kabla detekcyjnego do projektu
Dobór systemu warto oprzeć na przebiegu trasy, temperaturach eksploatacyjnych, wymaganej reakcji SSP i dokumentacji odbiorowej.
