Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Главное кольцо. Технологии надежного электропитания

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Главное кольцоТехнологии надежного электропитания

Современные ICT, включая системы безопасности, все чаще используют одну из наиболее надежных топологий - кольцо. Но все преимущества лучших протоколов, разработанных творцами Интернета, полностью теряются, если недостает электропитания
Николай Кукушин
Генеральный директор
OOO "Русский Партнер"

К сожалению, технологиям надежного электропитания не уделено должного внимания, основная часть публикаций вращается около ИБП, АДЭС, АВР - дорогостоящих средств резервирования.

Однако на практике приходится чаще сталкиваться с тем, что некие сантехники пилили трубы и заодно зацепили силовой кабель, после чего он сгорел. Бывает, что доброхоты вырезают куски лакомого для них электропитающего кабеля. Во всех подобных случаях мы сталкиваемся с длительным перерывом электропитания, который не способны компенсировать обычные ИБП.

Распределенные топологии современных систем видеонаблюдения, СКУД и других систем связи и безопасности, по сути, базируются на IP-технологии ШПД, которая не позволяет в каждой точке поставить АДЭС. Да и есть ли в том смысл, если причиной перерыва связи становится тривиальное короткое замыкание (КЗ) или обрыв на участке электропроводки между источником резервного питания и самим оборудованием?

В итоге мы получаем то, что произошло в Крымске, - потеря электропитания быстро выводит всю систему из строя.

Следовательно, все технологические высоты "властелинов колец" ICT не имеют никакого значения, если система электропитания несовершенна. Какой же она должна быть?

Кольцо электропитания

Топология кольца электропитания открывает огромные преимущества для провайдера - будь то сеть связи или система оповещения, видеонаблюдения и т.д. Такая топология прописана в ПУЭ п. 7.1.57, схема приведена на рис. 1. Важно, чтобы линии были территориально разнесены, иначе многие возможности теряются.


Здесь мы видим, что при неисправности одной линии от ВРУ (вводное распределительное устройство) до АВР (устройство автоматического выбора резерва) оборудование без перерыва переходит на питание от резервной линии, что позволяет обойтись без использования дорогостоящих аккумуляторов повышенной емкости, ведь практика показывает, что основные неисправности электропитания связаны именно с электропроводкой.

Важные опции

Кольцо электропитания принесет значительно больше пользы, если в его составе будут еще два компонента.

Во-первых, необходим мониторинг происходящего в кольце, для этого потребуются выпускаемые лидерами электротехники приборы RCM (Residual Current Monitor).

Включение RCM в кольцо позволяет отслеживать важнейшие параметры линии электропитания: обрыв, ухудшение изоляции, ухудшение контактных соединений, утечки и посторонние подключения. В результате не только посягательства доброхотов на кабель, но и попытки соседа (конкурента) подключить электропитание от нашей линии отслеживаются моментально. Очень важно то, что такая автоматика позволяет сделать обоснованный точный прогноз о том, насколько в скором времени ухудшатся параметры линии в процессе эксплуатации, а сюда входят все соединения (болты, зажимы, наконечники, ответвительные коробки) и разъемы электропитающего оборудования, отдельное тестирование всего этого набора компонентов вряд ли кто-то делает. Особенно важен контроль утечек, поскольку именно они являются верным предвестником пиролиза кабеля при его возгорании. Предотвратить дешевле, как известно. Остается подключить второй компонент - сигнализацию, разновидностей которой читателям, несомненно, известно огромное количество.

Таким образом, кольцо электропитания в усовершенствованном виде примет вид, показанный на рис. 2.


В данном примере в качестве сигнализации используются входы NVR, за которыми программируются соответствующие правила реагирования на информацию от RCM.

Кольцевая топология создает важное преимущество для обслуживающей систему (оповещения, СКУД, видеонаблюдения и др.) организации тем, что надежно устраняет основной объем неисправностей, обусловленных электропитанием. Как известно, обрыв нулевого провода приводит к перенапряжениям в сети и множеству других неприятных проблем. Но, помимо обрыва, достаточно часто встречается ухудшение контактных соединений, что проявляется уже не как обрыв и в самые непредсказуемые моменты в зависимости от потребления энергии.

Надежное безупречное электропитание формирует комфортную обстановку для остального оборудования системы, в результате чего продлеваются ресурсы мониторов, видеокамер, компьютеров... Соответственно практика склоняет мнение клиентов в пользу такой организации, которая учла кольцо электропитания с RCM в своем проекте.

Синдромы "синей бороды"

Многие современные системы ICT построены с грубыми нарушениями норм ПУЭ и ГОСТов. Наиболее часто "слаботочники" забывают про расчет токов КЗ в линии. Причина подбора столь слабых подрядчиков кроется в неэффективности подготовленных отделом развития решений и в пресловутой коррупционности тендеров. Парадокс состоит в том, что именно такие подрядчики очень выгодны инженерной службе в смысле получения взносов за лояльность к многочисленным ошибкам в их деятельности.

Вкратце расчет тока КЗ необходим, чтобы линия электропитания не вспыхнула из-за того, что защита не сработает. Допустим, для автоматического выключателя (АВ) излюбленной со времен СССР величины 16 А с характеристикой С кабели в линии 230 В с сечением 1,5 кв. мм не должны превышать 37 м. А в действительности во многих проектах их кладут значительно больше, метров по 105-200 (обычная для устаревших проектов длина аналогового видеонаблюдения). Для постоянного тока характеристики АВ сдвигаются в сторону увеличения, поэтому допустимый предел длины линии уменьшается. При меньших напряжениях предел срабатывания защиты по току КЗ линии уменьшается многократно: для АВ 16 А типа С длина кабеля сечением 1,5 кв. мм в линии с напряжением 24 В не должна превышать 1 м. Поэтому многие производители совершенно открыто не позиционируют свои автоматические выключатели для постоянного тока. На практике же проектировщики об этом, похоже, даже не догадываются, что хорошо видно, например, на рис. 3.


Нужно учитывать, что большинство шнуров, особенно компьютерных, - это кабель сечением менее 0,5 кв. мм. Стоит ли удивляться тому, что при КЗ в таком шнуре АВ не срабатывает?

Не сработают и обычные дымовые датчики, пиролиз кабеля ими не отслеживается. Они, конечно, сработают (если были установлены), но немного позже... когда заполыхает разложенная вокруг ценная документация.

Правильное решение

Строительство систем "Безопасного города" сопряжено с многочисленными подключениями к энергосетевой компании. Большинство технологических присоединений (ТП) выполняется с то-коограничивающим автоматическим выключателем (АВ). Но в этом есть некоторое лукавство. Дело в том, что пусковые токи оборудования ШПД в 20-30 раз превышают номинальные. Как ни старайся, но АВ сработает, если его номинал и характеристики не будут учитывать величину пусковых токов с поправкой на броски питания в сети, особенно при ночных перебоях. Увеличение же номинала АВ экономически невыгодно, потому что оборудование на самом деле берет гораздо меньше, чем этот номинал.

В несколько раз экономически выгоднее ТП с использованием приборов учета - электрических счетчиков, которые выпускают сразу несколько отечественных производителей: "Тайпит", "Инкотекс", "Энергомера" и ряд других. Размеры современных счетчиков сопоставимы с размерами модульного оборудования. Установка счетчика окупает себя менее чем за два месяца за счет экономии платежей за электроэнергию. Одновременно удешевляется стоимость проектов ТП - оно становится одинаковым, кроме адреса объекта. Существенно снижаются затраты времени на оформление заявок на ТП. Уменьшаются так называемые потери, которые рассчитываются, исходя из длины линии до прибора учета, а не всей линии. Когда речь идет о легально присоединенной к электроснабжению системе на тысячу и более IP-видеокамер, то выгоды от упрощения проектирования и оформления заявок обретают очень весомый рублевый эквивалент. Поэтому совсем не преувеличением будет сказать, что использование счетчиков в любом крупном проекте IP (ШПД, видеонаблюдение, СКУД, оповещение и др.) окупается сразу.

Кроме того, современные счетчики являются не только приборами учета в прежнем смысле - они позволяют через Интернет дистанционно контролировать величину напряжения, тока, определять перекос фаз и тем самым осуществлять мониторинг функционирования оборудования.

Надежность - главный фактор

Разумеется, приведенные схемы являются лишь общими, но для настоящего инженера не составит труда учесть детали, которые в каждом конкретном случае обеспечения надежного электропитания будут меняться по номиналам аппаратов защиты и коммутационных приборов.

Вероятно, кто-то скажет, что кольцо электропитания дорого и резервирования ИБП вполне достаточно и обойдется значительно дешевле.

На самом деле, стоимость затрат на дополнительную линию не столь существенна и экономия вовсе не в пользу ИБП. Одна только сумма многолетней стоимости обслуживания и замены аккумуляторов повышенной емкости полностью оправдывает использование кольца, добавьте к этому потери мощности, связанные с зарядом аккумуляторов, ведь электроэнергия вовсе не дешевая.

С другой стороны, ненадежность электропитания влияет на долговечность всех ресурсов системы, ее функциональность, что является основным доводом в пользу кольца.

Наконец, только кольцевая топология позволяет посредством использования RCM определять без отключения и присоединения важнейшие параметры линий электропитания и, пожалуй, еще важнее оперативность такого контроля. Благодаря оперативности провайдер системы получает шанс сразу поймать доброхотов либо злоумышленников, позарившихся на линию, от функционирования которой, как показали события на Кубани, зависят жизни людей.

Опубликовано: Каталог "CCTV"-2012
Посещений: 9485

  Автор

Кукушин Н. В.

Кукушин Н. В.

Генеральный директор ООО
"Русский Партнер"

Всего статей:  17

В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций