Ложные тревоги в системах пожарной сигнализации

При проектировании системы пожарной сигнализации (СПС) должны быть выполнены следующие основные задачи:

1) система должна своевременно обнаруживать пожар;
2) обнаружение пожара должно быть достоверным.

"Достоверный" означает не вызывающий сомнения, верный, точный. Исходя из этого, сигнал пожарной тревоги является достоверным, если он сформирован при наличии признаков, связанных именно с пожаром, вероятность ошибки и ложного срабатывания низкая.
В ДСТУ-Н CEN/TS 54-14 определено, что ложная пожарная тревога — это тревожный сигнал, поданный системой пожарной сигнализации по каким-либо причинам, не связанным с пожаром.

При срабатывании СПС запускается система пожаротушения, останавливается работа организации или предприятия, проводится эвакуация людей из здания, вызывается пожарная бригада. Нужно понимать, что ложные пожарные тревоги приводят к ощутимым материальным потерям вследствие нарушения режима функционирования объектов и штрафов за ложные вызовы пожарно-спасательных подразделений. Также частые ложные тревоги могут привести к тому, что будет проигнорирован настоящий тревожный сигнал. Поэтому снижение вероятности ложных срабатываний должно быть важной задачей для разработчиков элементов систем пожарной сигнализации, проектировщиков, монтажных организаций, а также для владельцев и пользователей объектов, где они установлены.

Причины ложных тревог в системах пожарной сигнализации

Среди причин ложных тревог в СПС самыми распространенными являются:

условия окружающей среды, похожие на признаки пожара или ухудшающие работу пожарных извещателей (курение в неположенных местах; тепло, дым, пар или пламя от приготовления пищи или производственных процессов; наличие пыли, выхлопных газов или быстрые потоки воздуха);
неправомерное или случайное использование ручных пожарных извещателей;
ошибочный сигнал тревоги и/или предтревоги пожарного извещателя;
непроведение своевременного технического обслуживания пожарных извещателей;
тестирование или обслуживание элементов СПС без уведомления подразделений пожарной охраны или пункта приема пожарной тревоги;
механические повреждения или электрические неисправности устройств, вызванные воздействием вибрации, ударов или коррозии;
выполнение работ в контролируемой зоне неподготовленным персоналом или без соблюдения необходимых мер (создание электромагнитных помех электроинструментом, отсутствие технологических крышек на пожарных извещателях);
низкая защищенность устройств СПС от электромагнитных помех:
а) влияние помех на линии связи ППКП с извещателями;
б) несоответствие применяемых технических средств требованиям электромагнитной совместимости для конкретного помещения.

Далее будут подробнее рассмотрены причины ложных срабатываний пожарных извещателей и технические решения для их предотвращения.

Ложные срабатывания пожарных извещателей

Датчики пожарной сигнализации — это органы чувств системы, и к работе этих устройств предъявляются высокие требования. Одним из них является минимальная вероятность (в идеале - отсутствие) ложных срабатываний.

Наибольшее применение получили дымовые извещатели (датчики дыма). Они реагируют быстрее, чем тепловые извещатели или датчики пламени, кроме того, они реагируют на наиболее частый признак пожара. Поэтому ложные срабатывания именно этих устройств дают бо́льшую долю ложных тревог.

Анализ работы точечных дымовых оптико-электронных извещателей в реальных условиях эксплуатации выделяет такие объективные причины их ошибочных срабатываний:

конструктивные особенности дымовой камеры;
накопление пыли в дымовой камере;
электромагнитные наводки на электронную схему;
некачественное проведение пуско-наладочных работ;
неправильное размещение дымового извещателя.

Логично, что для уменьшения частоты ложных срабатываний дымовых извещателей необходимо улучшать конструкцию и электронную схему устройств, а также качественно проектировать, устанавливать и обслуживать систему.

Наши технические решения для предотвращения ложных срабатываний дымовых извещателей

Специалисты "Иста-Архив" разработали собственную модель точечного оптико-электронного дымового извещателя. Задача уменьшения вероятности ложных срабатываний была под особым вниманием. Велась работа над конструктивными и схемотехническими решениями, также были использованы алгоритмы обработки информации, которые обеспечивают постоянный уровень чувствительности датчика.

Для оптимальной работы дымовой камеры нужно обеспечить ее достаточную вентилируемость, но при этом избежать увеличения попадания пыли. Необходимо было рассчитать оптимальный размер окон в корпусе извещателя. С этим вопросом наши разработчики обратились к авиаконструкторам. Консультация специалистов другой области помогла найти компромисс.

При длительной эксплуатации извещателя происходит накопление пыли на стенках дымовой камеры. При этом увеличивается интенсивность рассеивания излучения от источника внутри камеры и датчик становится более чувствительным, увеличивается частота ложных срабатываний.
Для обеспечения стабильности порога срабатывания дымовых извещателей мы проводим индивидуальную калибровку каждого устройства. Благодаря этому достигается высокая воспроизводимость — они срабатывают очень кучно, у них четкий порог. Это дало возможность менять чувствительность на пульте-программаторе, выбирать одну из трех чувствительностей, откалиброванных по уровню угасания света из-за задымленности.

Также в дымовых извещателях от "Иста-Архив" внутренний алгоритм обработки сигнала включает компенсацию дрейфа чувствительности. Алгоритм компенсирует изменения на выходе устройства и удерживает чувствительность на постоянном уровне даже при сильном загрязнении камеры. Такая стабильность достигается без существенного влияния на чувствительность детектора к типу дыма и без снижения его чувствительности в условиях медленно развивающегося пожара, что удовлетворяет требования ДСТУ EN 54-7.

Задача повышения помехоустойчивости пожарных извещателей заключается в первую очередь в улучшении соотношения сигнал/наводка. Достичь этого можно двумя способами: увеличением интенсивности сигнала и уменьшением интенсивности наводки. Для увеличения интенсивности сигнала можно, например, увеличивать энергию инфракрасного светодиода, что, однако, увеличивает потребление извещателя. Для замедления деградации светодиода при работе с большими токами мы достигли необходимого уровня энергии благодаря сбалансированному увеличению амплитуды и продолжительности его импульса.

Для уменьшения интенсивности наводок было использовано экранирование фотодиода, экранирование входного усилителя дополнительным слоем меди, разработана оптимальная компоновка печатной платы.
Дальнейшее улучшение соотношения сигнал/наводка было реализовано на уровне электронной схемы. Сделана фильтрация наводок промышленных частот и интегрирование сигнала фотодиода. Благодаря использованию микросхем высокой степени интеграции и оптимальной разводке удалось уменьшить количество электронных компонентов и сократить длину проводников.

На программном уровне сигнал аналого-цифрового преобразователя дополнительно фильтруется с исключением случайных срабатываний.

Оптимальное сочетание нескольких методов позволило достичь существенного уменьшения вероятности ложных срабатываний дымовых извещателей и избежать увеличения их потребления.

Усилия наших разработчиков обеспечивают качество и надежность продукции. Это подтверждается стабильной работой наших устройств на объектах со сложными условиями эксплуатации. Например, наши дымовые извещатели контролируют пожарную безопасность подплатформенного пространства на нескольких станциях Киевского метрополитена. Они расположены в зонах, где много пыли, как естественной, так и металлической пыли от трения тормозных колодок вагонных колес. И в таких условиях в течение 4-х лет не было ни одного случая, когда надо было раскрывать извещатель и дополнительно его чистить.

На сайте можно ознакомиться с техническими характеристиками и сертификатами соответствия наших дымовых пожарных извещателей.