По мере того, как мы углубляемся в детали, видно, что увеличивается
количество различий в предъявляемых требованиях. Неудивительно, что тре-
бования, предъявляемые к конструкции системы безопасности, не всегда по-
нимаются.
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 сол-
нечные 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 нап-
ряжение, 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 элемен-
тов. 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-кадми-
евые аккумуляторы обходятся дешевле, так как в случае применения свинцо-
во-кислотных приходится затрачивать дополнительные средства связанные с
газовыделением.
Технически сложнее использовать преимущества никель-кадмиевых аккуму-
ляторов. У них очень низкое внутреннее сопротивление, и они способны от-
давать большой ток в относительно короткие промежутки времени, как авто-
мобильные. В системе безопасности нужен небольшой ток на протяжении дли-
тельного 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 мощнос-
ти 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 дли-
тельные нагрузки, но это преимущество редко используется в системе безо-
пасности, 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 заво-
да 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 ав-
томобильных стартеров налажен их массовый выпуск, то этим можно объяс-
нить 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 эле-
ментам, 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 процеду-
ре пополнения уровня воды относятся небрежно. Как результат, когда бата-
рея 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 напря-
жения при зарядке. Если аккумулятор заряжается под напряжением до 2,6
вольт, то для батарей, используемых в системе безопасности, рекомендует-
ся уменьшение выделения газа, долив воды может быть необходим, по край-
ней 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 способ-
ность удерживать номинальную силу тока при низком напряжении и небольшая
стоимость по сравнению с затратами по обслуживанию и риском сбоя оправ-
дывает установку аккумулятора большей емкости.
Гелевые кислотные батареи
Гелевые кислотные батареи представляют собой емкость с открытым от-
верстием, в которой содержится кислота в желеобразной форме. Это сдела-
но, чтобы случайно не пролить содержимое, обладающее коррозийным
свойством, на ближайшие металлические части и оборудование. В химии ба-
тареи 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 при-
менения в системе безопасности является рекомбинационная батарея. Полоса
стекловолокна насыщается совсем небольшим количеством электролита, зак-
ручивается между электродами и помещается в контейнер. Химический про-
цесс идет таким образом, что образующиеся газы задерживаются в нор-
мальных пропорциях и опять идут на образование воды.
Процесс непрерывный, и потери электролита при испарении в открытую
атмосферу не происходит. Все достоинства свинцово-кислотных батарей сох-
ранены, 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 удале-
ния газов. Хотя никель-кадмиевые батареи вдвое долговечнее, чем рекомби-
национные свинцово-кислотные, они дороже. В мире конкуренции первой цене
придается значение, рекомбинационные батареи набирают очки в использова-
нии тех систем, которые требуют надежных резервных источников энергии.
Для получения более детальной информации, обращайтесь к пионерам про-
изводства этого типа батарей - "Gates Energy Cyclon", которые имеют зна-
чительные производственные мощности в США и Великобритании. "Baush
Dryfit" выпускает свой вариант в Германии.
Зарядные устройства
Если используется электросеть и резервные источники энергии, то дол-
жен 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 напря-
жением 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 вре-
мя от времени испытывают желание вывести ее из строя). Во-первых, энер-
гообеспечение должно поддерживаться постоянно. В некоторых учреждениях в
качестве меры противопожарной безопасности отключается подача энергии в
нерабочие часы. Необесточенным остается только небольшое количество жиз-
ненно важных служб. Обеспечение безопасности должно быть причислено
именно к такой службе, поэтому ее энергообеспечение должно идти из на-
дежного источника и не зависеть от местного обесточивания.
Во-вторых, злоумышленник может заинтересоваться месторасположением
выпрямителя. В этом случае подача энергии должна осуществляться непос-
редственно 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 поступле-
ние энергии.
Мощность источников питания для электроники, как правило, того же по-
рядка, что и та, которая требуется для питания простейших осветительных
приборов.
Выпрямитель
Конструктору принадлежит решающая роль, однако он может забыть о не-
обходимости установки предохранителей в цепи подачи переменного тока на
выпрямитель. Они помогут избежать поломки трансформатора, вызванной не-
исправностями на стороне нагрузки. Сам трансформатор дорог, и его сложно
заменить, особенно в чрезвычайных ситуациях.
Оборудование управления
По моему убеждению, если нельзя использовать доступные меры автомати-
ческого управления, то нужно обойтись без него. Маловероятно, что можно
обеспечить постоянное присутствие сведущего человека, поэтому управление
будет осуществляться без физического контакта.
Чтобы представить себе картину происходящего, нужно рассмотреть сис-
тему без батареи.
Для никель-кадмиевых батарей, необходима непрерывная подзарядка, а
для свинцово-кислотных батарей дополнительно требуется система автомати-
ческого ограничения напряжения.
Чтобы представить воочию, что происходит в системе, лучший способ -
рассмотреть систему без батареи. Уясним, что энергоснабжение обеспечива-
ется током сети, через выпрямитель, без участия батареи. При замене ба-
тареи можно увидеть, что она "висит" между выпрямителем и системой сиг-
нализации; напряжение на батарее достаточно, чтобы постоянно находиться
в состоянии готовности. Такое положение батареи позволяет ей в случае
сбоя подачи электроэнергии взять на себя энергообеспечение. Для этого не
надо вводить ручное или автоматическое переключение.
Индикация
На объекте, укомплектованном обслуживающим персоналом, при неисправ-
ности практически одновременно принимаются меры к ее устранению. При от-
сутствии операторов на объекте неисправность может долгое время оста-
ваться незамеченной. В обоих случаях для обнаружения неисправности необ-
ходимы соответствующие слуховые и визуальные индикаторы. Вопервых, если
батарея перестает заряжаться по причине сбоя либо при исчезновении тока
в сети, либо в схеме выпрямителя, система будет продолжать работать на
батарее, однако в этой ситуации необходимо быстрое реагирование. Во-вто-
рых, необходимо особое внимание, если регулятор тока на загрузочном уст-
ройстве никель-кадмиевой батарее или регулятор напряжения на заряжающих
устройствах дает сбой. В идеале, необходима автоматическая остановка за-
ряжающего устройства для предотвращения повреждения или разрушения бата-
реи.
Срок эксплуатации
Емкость батареи (ампер в час) может быть произвольным, зависящим от
особенностей производства и стандартов. При наличии условий и "плавающе-
го заряда" практически невозможно использовать полностью заложенную мощ-
ность батареи. Выбирая определенный тип батареи для системы безопаснос-
