XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Введение

В современном мире, с ростом количества бытовых электроприборов (БЭП) и радиоэлектроники, жилые помещения все больше подвергаются риску возникновения пожаров, образующихсявследствие утечки газа или пожароопасных отказов электроприборов. В данной статье рассматриваются средства диагностики пожарно-энергетического вреда (ПЭВ) и опасных факторов пожара и взрыва (ОФПВ).

Способ определения ПЭВ по потребляемой электроэнергии и ОФП

С помощью электросчетчика-извещателя, синхронно измеряется и оцифровывается сетевое напряжение, и потребляемый ток в реальном масштабе времени, с вычислением стандартных параметров качества электроэнергии, по которым вычисляется и отдельно визуализируется потребленная электроэнергия с допустимым качеством и – недопустимым. Значения, которых умножаются на соответствующие константы вероятности пожаров по электротехническим причинам, и в результате суммирования указанных результатов определяется и визуализируется пожарно-электрический вред [1]. Раннее обнаружение опасных факторов пожара осуществляется с помощью прокачивания воздуха из защищаемых помещений через аспирационную систему с электросчетчиком-извещателем, в котором, для достоверного обнаружения опасных факторов пожара в помещениях, установлены, по меньшей мере, три разных датчика, синхронно реализующих три разных способа регистрации опасных факторов пожара (тепла, дыма и монооксида углерода). По коррелированным значениям указанных датчиков, в т.ч. с учетом вычисленного пожарно-электрического вреда, происходит идентификация ложных сигналов или пожара, о чем выдается прерывистый звук тревоги, который может быть передан в ближайшую пожарную часть по радиоканалу [2].

Электросчетчик - извещатель

Электросчетчик является регистратором электроэнергетических потоков, который позволяет определить «качество» электроэнергии потребляемой в жилом помещении или квартире, и изменение по этой причине вероятности пожара от электроприборов, т.е. пожарно-электрического вреда, что, помимо мониторинга и возможности регулирования оплаты в соответствии с качеством электроэнергии, позволит предотвращать возникновение пожаров БЭП отключением электроэнергии, а также обеспечить обнаружение пожара в квартире, где такой электросчетчик установлен, и включить сигнализацию, в т.ч. звуковое оповещение, о пожаре [3, 4].

Введение «интеллекта» и комбинированных «проточных» датчиков в электросчетчики, помимо мониторинга и возможности регулирования оплаты в соответствии с качеством

электроэнергии, позволит обеспечить раннее обнаружение пожара в помещениях, где такой электросчетчик установлен, а также включить оповещение о пожаре и передать вызов в ближайшую пожарную часть, при наличии радиоканала.

Для реализации такого электросчетчика – автономного пожарного извещателя (далее – ЭСАПИ) было необходимо:

Выбрать способ обнаружения пожара и тип извещателя;

Выбрать способ контроля качества электроэнергии и тип электросчетчика;

Оптимизировать структуру электронного блока обработки сигналов;

Скомпоновать электросчетчик (ЭС) и автономный пожарный извещатель (АПИ) в ЭСАПИ (рис.1), что и было осуществлено [5].

Рис. 1. – Блок-схема электросчетчика-извещателя

Учет потребления газа и обнаружение его утечки

Наиболее подходящим для компоновки к электросчетчику извещателю, является газовый счетчик Гранд-SPI с электромагнитным клапаном перекрытия газопровода (рис.2), который предназначен для коммерческого учета количества природного газа индивидуальными потребителями [6].

Рис. 2. - Газовый счетчик Гранд-SPI

Обмен данными с внешними устройствами и с электросчетчиком извещателем в частности, может осуществляться посредством встроенного GSM-модема или проводами с технологического разъема.

Электро-газо-счетчик-извещатель

В этом случае комплексирование газового счетчика с электросчетчиком-извещателем (ЭСИ) превращает его в электро-газо-счетчик-извещатель (ЭГСИ) опасных факторов пожара и взрыва (ОФПВ) от утечки бытового газа, с возможностью определения уже пожарно-энергетического вреда.

Иными словами, речь идет о новом понятии (характеристике) – пожарно-электрическом вреде, который призван заменить качественный (дискретный и латентный) подход в диагностике и мониторинге разных состояний контролируемого объекта – на количественный (аналитический и временной), позволяющий осуществлять непрерывный контроль за расходованием пожаробезопасного ресурса электроприборов, чтобы вовремя прекратить их эксплуатацию (в т. ч. для осуществления планового ремонта, продлевающего этот ресурс), пока очередной пожароопасный отказ не привёл к возникновению пожара в них, что является предельным значением («максимумом») функции ПЭВ. [1,2,5]:

где ПЭВ – пожарно-энергетический вред за время t; РГ – вероятность пожара от газовых приборов; – коэффициент перевода киловатт/час в Джоули (3,6 мДж); – теплотворная способность газа (35 мДж/м3) – вероятность пожара по электротехническим причинам при допустимых отклонениях параметров электроэнергии; – вероятность пожара по электротехническим

причинам при недопустимых отклонениях параметров электроэнергии. Wг – общее количество электроэнергии, отпущенной потребителю за время t; Wд – количество израсходованной электроэнергии при допустимых отклонениях; Wнд – количество израсходованной электроэнергии при недопустимых отклонениях.

Такая модификация потребовала введения микроконтроллера и модулей ввода-вывода, т.к. было предложено подавлять еще и не качественность потребляемой электроэнергии встроенным компенсатором реактивной мощности (рис.3), что резко снижает вероятность пожароопасных отказов в БЭП [5,7].

Рис.3. – Блок-схема модели электро-газо-счетчика-извещателя

Применение микроконтроллера и модулей ввода-вывода позволяет повысить достоверность диагностики ОФПВ, путем периодического отключения/подключения с помощью электромагнитного клапана трубопровода аспирационной системы от ЭГСИ, для регистрации и записи в память значения температуры, окиси углерода, задымленности и концентрации бытового газа в помещении, где установлен ЭГСИ (как правило, это прихожая), с целью сравнения и идентификации, как возникающих изменений в остальных защищаемых помещениях, так и момента «исчезновения ОФПВ», после отключения газа и электроэнергии, для предотвращения взрыва и пожара.

Заключение

В статье представлены новейшие методы и средства диагностики и обнаружения ПЭВ и ОФПВ в квартирах и жилых помещениях, на основе которых будет разработана тиражируемая микросистема противопожарной защиты квартир и индивидуальных жилых домов.

Библиографический список

В.В. Белозеров, Т.Б. Долаков, С.Н. Олейников, А.В. Периков. Синергетика безопасности жизнедеятельности в жилых зданиях // Монография.- М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2017.-184с. DOI: 10.17513/np.283.

Белозеров В.В., Олейников С.Н. К вопросу об адаптивном пожарно-энергетическом налоге в обеспечении пожарной безопасности // Совершенствование теории и методологии финансов и налогообложения: мат-лы междунар. научно-практ. конф. – Йошкар-Ола: «Коллоквиум». 2012, с. 106-111.

Белозеров В.В., Олейников С.Н. Способ определения пожарно-электрического вреда и опасных факторов пожара с помощью электросчетчика-извещателя //Патент РФ на изобретение № 2622558 от 07.09.2012.

Олейников С.Н. Электросчетчик-извещатель пожарно-электрического вреда //Патент на полезную модель № 135437 от 16.04.2013.

Долаков Т.Б. Электро-газо-счетчик-подавитель пожарно-энергетического вреда и опасных факторов пожара и взрыва – заявка на полезную модель № 2017140548 от 21.11.2017.

Счетчики газа Гранд–SPI / Руководство по эксплуатации ТУАС.407299.002 РЭ – Ростов н/Д: ООО «Турбулентность Дон», 2015. -24 с.

Белозеров В.В., Топольский Н.Г., Смелков Г.И. Вероятностно-физический метод определения пожарной опасности радиоэлектронной аппаратуры // Научно-техническое обеспечение противопожарных и аварийно-спасательных работ: Материалы ХII Всероссийской науч.-практ. конф. - М.: ВНИИПО, 1993, с. 23-27.

Код для цитирования: Скопировать