Искра без огня: как надежнее защитить дом от пожара
Более половины пожаров в жилых, административных и общественных зданиях способно предотвратить новое устройство защиты от искрения, разработанное российскими инженерами. Инновационный алгоритм обработки сигналов, поступающих из электросети, обеспечивает высокую чувствительность прибора при отсутствии ложных срабатываний. Еще одно его преимущество перед конкурентами — охват большей длины проводки.
Где горит — ясно
По данным МЧС, пожары вследствие искрения в электропроводке стоят на первом месте по причиняемому материальному ущербу (около 70% от всех инцидентов) и на втором по количеству жертв. Для обнаружения и предотвращения пожаров по этой причине предназначены устройства защиты от искрения — УЗИсы. Инженеры из российской компании создали оригинальную версию такого прибора, работающую эффективнее отечественных и зарубежных аналогов. Испытания прошли в лаборатории НИУ МЭИ.
Все УЗИсы –– небольшие коробочки, которые устанавливают в электрощиток, –– используют схожие принципы обнаружения пожароопасного искрения в сети. Его характерная особенность — появление слабого сигнала помехи, который накладывается на переменное напряжение электросети. УЗИс регистрирует помехи, определяет их параметры и в случае опасности пожара отключает сеть. Слишком быстрая реакция устройства приводит к ложным срабатываниям, слишком медленная — к пожарам.
В качестве «команды», по которой должен сработать УЗИс, разные разработчики используют низкочастотную или высокочастотную составляющую помех. Однако в случае применения первого варианта могут возникнуть проблемы с определением искрения в сетях с большими токами и, следовательно, с высокой насыщенностью электроприборами и большой протяженностью проводки. Это вызвано тем, что слабый сигнал быстро затухает в электросети и становится неотличим от фоновых помех.
Но если опираться только на высокочастотную составляющую помех от искрения, то устройство будет ложно срабатывать при некоторых штатных режимах работы — например, при включении ламп дневного света или работе приборов с изношенными электродвигателями.
Всё дело в алгоритме
Российские инженеры создали свой алгоритм обнаружения искрения. При появлении сигнала помехи в приборе запускается программа анализа. В течение нескольких десятков микросекунд она измеряет ряд параметров тока и напряжения в сети для подтверждения следующих обстоятельств: наличие скачка тока в защищаемой цепи, характерного для искрового разряда, и достаточности величины его тока для принятия решения об отключении сети по критериям соответствующего ГОСТа (ГОСТ IEC 62606-2016 Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. –– «Известия».) Если хотя бы один из этих критериев не выполняется, устройство возвращается в режим ожидания следующих сигналов помех, в противном случае включается режим накопления счетчика событий искрения. При определенной частоте повторения таких единичных событий защищаемая цепь отключается.
Подобный алгоритм — важное преимущество прибора перед существующими зарубежными и отечественными аналогами. Самое главное из них — отсутствие ложных срабатываний.
— Были случаи, когда пользователи УЗИсов говорили, что наше устройство срабатывает безо всяких причин для тревоги, — рассказал гендиректор компании «Эколайт» Федор Немцов. — Но при тщательной проверке мы всегда находили неисправность в сети, правда, иногда на это уходило довольно много времени.
Для проведения испытаний прибора и сравнения его с аналогами разработчики пригласили ученых из НИУ «МЭИ». Физики построили испытательный стенд, оснащенный генератором искрения и имитирующий разные режимы работы электросети. Также в составе стенда были устройства, дающие помехи, похожие на искрение, но на которые УЗИс не должен реагировать, например, электродвигатель и импульсный блок питания. Затем провели испытание нескольких моделей УЗИсов, в числе которых был и прибор российских инженеров.
–– Когда пришедший на устройство сигнал совпадает с прописанным в алгоритме, прибор отключает сеть, –– пояснил руководитель учебного центра кафедры Инженерной экологии и охраны труда НИУ МЭИ Илья Королев. –– Однако пришедший сигнал устройство должно правильно обрабатывать, чтобы не было ложных срабатываний или наоборот, пропуска случаев искрения. У российского прибора таких случаев мы не зарегистрировали, а вот аналоги иногда реагировали на искрение в соседней ветви сети — той, за которую прибор отвечать не должен. Были и случаи пропуска моментов искрения, которые пока объяснить сложно, так как требуются дополнительные исследования.
Прибор обладает высокой чувствительностью. Стандарт ГОСТа требует, чтобы длина проводки от УЗИс до дальней точки защищаемой сети составляла 30 м. Модель российских инженеров устойчиво работает при длине проводки до 200 м. То есть одного такого прибора достаточно, чтобы защитить большую квартиру или частный дом. Для сравнения, на аналогичной площади помещения требуется не менее 5–6 других приборов, чтобы обеспечить такой же уровень контроля.
В ФГБУ ВНИИПО МЧС России, где также были проведены исследования, сообщают, что в процессе испытаний УЗИс обнаружили искрение, ложные срабатывания отсутствовали. Однако эксперты также отмечают, что использование УЗИс не отменяет необходимости применения одной или нескольких мер защиты, закрепленных в других нормативных документах. При этом в институте МЧС отметили, что установка разработанных приборов не допускается для электроприемников, отключение которых может привести к опасным последствиям: созданию непосредственной угрозы для жизни людей, возникновению взрывов, пожаров.
