A behatolásjelző rendszer tápegységének feladata normál körülmények mellett a teljes riasztóberendezés szabályozott, illetve a tápellátás áramszünet idején bizonyos korlátok között. A riasztórendszer üzembiztos működését a tápegység megbízhatósága és megfelelő méretezése alapvetően befolyásolja.
Először egy általános tápegységet mutatunk be, ezek után kitérünk a speciális vagy ritkábban használt esetekre is.
Riasztórendszer tápegység általános felépítése
Egy általános riasztó tápegység részei:
- Betápláló 230V / 50Hz váltóáramú (AC) hálózat.
- 230V váltóáramú (AC) / 12V egyenáramú (DC) tápegység
- Akkumulátor
Milyen a jó betápláló hálózat?
Riasztóközpont transzformátorral és akkumulátorral
- Üzembiztos olyan értelemben, hogy a vezetékkötések érintkezése megfelelő legyen. Sajnos többször találkozunk olyan hálózattal (főleg régebbi épületeknél), ahol a kötődobozokban a vezetékkötések lazák. Ezt még súlyosbíthatja az, ha még alumínium vezetéket használtak, és/vagy a vezetékeket csak rövid szakaszon tekerték össze. Ilyen esetekben bármilyen mechanikai mozgás, rázkódás vagy páratartalom változás erősen megváltoztathatja a kötés vezetőképességét, aminek következtében csökkenhet a behatolásjelző tápegységen a bemeneti feszültség. Érintkezési hiba persze számos más vezetékkötésnél is előfordulhat, pl. kismegszakítóknál, sorkapcsoknál, falba szerelt dugaszoló aljzatoknál. Bemeneti feszültségingadozást az áramszolgáltató is előidézhet. Ha a feszültségváltozás olyan mértékű, ami már nem fér bele a tápegység tűrésébe, akkor az működésképtelenséget vagy hibás működést eredményezhet.
- Állandó olyan értelemben, hogy folyamatosan biztosítsa az elektromos energiát. Tanyákon, ritkán lakott üdülőkben (pl. hegyvidéken) – akár egy biztosító berendezés leoldása miatt is – előfordulhat olyan hosszú áramszünet, amelyet már nem képes elviselni a rendszer. Ha ilyenkor nincs a környéken egy olyan észlelő személy, aki szólni tudna az illetékeseknek a visszakapcsolás érdekében, akkor csak addig üzemképes a rendszer, ameddig az akkumulátora bírja.
- Stabil olyan értelemben, hogy sem negatív, sem pedig pozitív irányban ne legyen nagy „kilengés”. A negatív kilengésről már beszéltünk az üzembiztos résznél. Beszéljünk egy kicsit a túlfeszültségről, melynek oka igen sokrétű lehet. Előfordulhat nagyteljesítményű villamos gépek kikapcsolásánál, de adódhat emberi tévedésből, pl. amikor a villanyoszlopon vagy az elosztó szekrényben „véletlenül” a 230V helyett 400V-ot kötnek a bemenő kábelre. Az említett két eset viszonylag ritkán fordul elő. Ami leginkább veszélyes az a villám. Azt szokták mondani, hogy a villám káros hatásaitól úgy védhetjük meg leginkább magunkat, ha kötünk egy jó biztosítást. Ebben van valami, mert a közvetlen villámcsapás (a villám a riasztóba csap) ellen a védelem nagyon drága, és még az sem 100%-os. Ami ellen védekezni lehet, az a nem közvetlen villámcsapás. Ilyen eset például, amikor a villám az utca végén található transzformátorba, vagy a háztól messzebb lévő utcai vezetékbe vág bele. A túlfeszültség ilyen esetben megfelelő védelemmel levezethető. A teljes védelem kiépítése szakembert igényel (a B és C osztályú védelmet a nagy elosztókban építik ki), de egy dologra odafigyelhetünk mi is, mégpedig, hogy a D osztályú védelem ki legyen építve.
A D osztályú védelem a fogyasztó (pl. a riasztóberendezés) védelmét szolgálja, ezért minél közelebb kell elhelyezni ahhoz. A legjobb, ha ez a védelmi eszköz közvetlenül a fogyasztónál van a 230V-os hálózatra csatlakoztatva, de épületen belül megfelel az is, ha egy közeli elosztó dobozban van elhelyezve. Ez általában egy varisztor vagy szupresszor alapú készülék, amely nagyon rövid ideig (néhány milliomod másodpercig) képes levezetni több ezer amper áramerősséget olyankor, amikor a hálózati feszültség a normál 230V-ról felemelkedik 270-290V-ra. Ez a védelem egy megfizethető, utólag is beépíthető megoldás a védelmi szint jelentős emelésének érdekében. Ha van egy megfelelő betápláló hálózatunk, akkor vizsgáljuk meg azt, hogy hogyan kell rákötni a riasztóközpont tápegységét a 230V AC-ra. A fő szabály az, hogy csak a közvetlen bekötés, azaz a fixen bekötött kábel engedélyezett, vagyis nem szabad fali dugaljba villásdugóval csatlakoztatni a riasztóberendezés bemenetét. Az ideális, ha a bekötés egy olyan villamos elosztó szekrényben vagy elosztó dobozban van, ahol külön kismegszakítón keresztül kapja a betáplálást. Ennek abban van jelentősége, hogy a riasztóberendezés áramfelvétele messze elmarad egy átlagos háztartási gép fogyasztásától, vagyis felesleges és nem is célszerű pl. egy 16 amperes kismegszakítóra kötni. Az ideális a 6A vagy még kisebb értékű kismegszakító. Előfordul, hogy nem oldható meg a kábelezés az elosztó szekrényig, ilyenkor marad az, hogy egy közeli fali dugaszoló aljzatba kerül bekötésre hátulról fixen a kábel. Természetesen az alapvető villanyszerelési szabályokat betartva (kábelvastagság megfelelő megválasztása, védőföldelés megléte, folytonossága, érintkezések megfelelősége, földelési hurokellenállás megfelelősége stb.) kell a bekötést végrehajtani, de ez már a szakember dolga.
A tápegységekkel szemben támasztott igények
Elérkeztünk a következő egységhez a 230V AC / 12V DC tápegységhez. A különböző gyártók a különböző riasztóberendezéseikben a tápegységek széles palettáját jelenítik meg. Részletezésük szükségtelen, a végeredmény mindannyinál hasonló. A tápegységgekkel szemben támasztott igények:
- Széles betáplálási feszültségtartomány (hogy minél kevésbé legyen érzékeny a fent felsorolt hibalehetőségekre).
- Stabil, szabályozott kimeneti feszültség (ne legyen érzékeny a bemeneti feszültség és a kimeneti terhelés változásaira).
- Túláramvédelem. Ez azért fontos, hogy egy esetleges túláram esetén ne a tápegység hibásodjon meg, hanem csak a védelem aktiválódjon. A legjobb megoldás az elektronikus védelem, amikor a tápegység a túláramot érzékelve annyira korlátozza azt, hogy a megengedett áramtartományon belül maradjon. Figyeli a terhelést, és amint csökken az extra terhelés, visszaszabályoz és ismét normál módon működik. A másik megoldás az „öngyógyuló” biztosíték, amely túláram hatására megszakítja az áramellátást, de az előző megoldáshoz hasonlóan az extra terhelés megszűnésekor újból normál módon működik. Mivel az öngyógyuló biztosíték a túláram keltette felmelegedés miatt bontja a tápáramkört és a lehűlést követően áll vissza, ezért ez sokkal „lomhább”, mint az elektronikus védelem. A harmadik általános megoldás az olvadó biztosíték, amelynek olvadószála túláram hatására megolvad, megszakítva az áramkört. Működése gyors, de a tápellátás helyreállításához ki kell cserélni az olvadóbiztosítékot, vagyis emberi beavatkozásra van szükség.
- Az akkumulátor töltésének és fogyasztásának szabályozása. Fontos, hogy a tápegység megfelelően töltse az akkumulátort. Ne töltse túl, mert az hamar tönkremenetelhez vezet, és túl lassan se töltse, mert egyrészt egy áramszünet után sokára fog csak feltölteni, másrészt a nagyon lassú töltés „lustává” teszi az akkumulátort, aminek következtében csökken annak kapacitása. Az a legjobb, ha a töltés ideálisan gyors, és a tápegység pl. a tesztelés rendszeres ismétlésével szinte folyamatosan „mozgatja” az akkumulátort. Ez biztosítja a leghosszabb élettartamot az elérhető maximális kapacitással. Mindezt a szabályozást a tápegység képes legyen az ésszerűen megválasztott kapacitású akkumulátoron végrehajtani.
- A tápegységtől elvárás (éppen úgy, mint a riasztó rendszer bármely más részétől), hogy szélsőséges hőmérséklet és páratartalom mellett is képes legyen stabilan működni.
Az akkumulátor és az áthidalási idő
A tápellátó rendszer következő részegysége az akkumulátor<. Akkumulátorra azért van szükség, hogy akkor is képes legyen a tápegység ellátni energiával a rendszert, amikor nincs hálózati betáplálás. Az akkumulátor jellemzőit részletesen ismertetjük az Akkumulátor című menüpontunkban.
Az akkumulátorral kapcsolatos fontos fogalom az áthidalási idő. Ez azt az időtartamot jelenti, ameddig az adott akkumulátor a rákapcsolt rendszert üzembiztosan táplálni tudja. Ezt az időt a vevői igények és – ha van ilyen, akkor – a kötelező előírások határozzák meg. Ha a megrendelő a magyar szabványt választja követendőnek, akkor az MSZ EN 50131 szabvány előírásait követi. A szabvány fokozatokba sorolja a védendő objektum kockázati szintjét:
1. fokozat: Alacsony kockázat: A behatolóknak vélhetően kevés ismeretük van a behatolásjelző rendszerekről, és csak korlátozott mennyiségű, könnyen hozzáférhető szerszámok állnak rendelkezésükre.
2. fokozat: Alacsony és közepes közötti kockázat: A behatolóknak vélhetően korlátozott ismeretük van a behatolásjelző rendszerekről, és szokásos választékú szerszámot és hordozható műszert használnak. Példa: egy multiméter.
3. fokozat: Közepes és magas közötti kockázat: A behatolók vélhetően jártasak a behatolásjelző rendszerekben, és a szerszámok és hordozható elektronikus készülékek átfogó választékával rendelkeznek.
4. fokozat: Magas kockázat: Akkor alkalmazandó, ha a biztonság minden más tényezőnél előbbre való. A behatolók vélhetően képesek részletesen megtervezni egy behatolást, rendelkeznek ehhez erőforrásokkal, és rendelkeznek a berendezések teljes skálájával, beleértve olyan eszközöket is, amelyekkel a behatolásjelző rendszer alapvető fontosságú részegységeit helyettesíthetik.
Miután kiválasztottuk, hogy az objektumunk melyik fokozatba tartozik, méretezhetjük a tápegységünket. Vigyázat! A szabvány nagyon sok más megkötöttséggel is jár, itt csak a tápegységről és csak a méretezésről beszélünk. A méretezéshez két további adatra van szükségünk, amit a szabványból kiolvashatunk.
A minimális áthidalási idő:
| 1. fokozat | 2. fokozat | 3. fokozat | 4. fokozat | |
| Átjelző nélkül | 12 óra | 12 óra | 60 óra | 60 óra |
| Átjelzővel, amely a tápáramforrás állapotinformációját is továbbítja. | 12 óra | 12 óra | 30 óra | 30 óra |
Az akkumulátor újratöltésére megadott maximális idő:
| 1. fokozat | 2. fokozat | 3. fokozat | 4. fokozat | |
| Újratöltésre megadott idő | 72 óra | 72 óra | 24 óra | 24 óra |
Az akkumulátor szükséges kapacitása
Az áthidalási idő meghatározásával, valamint a rendszer további paramétereinek ismeretében ki lehet számítani az akkumulátor szükséges kapacitását. Általános képletként használható: (átlagos áramfelvétel x áthidalási idővel) x 1,25
Ez utóbbi érték egy olyan tartalék, aminek kettős szerepe van. Egyrészt tartalékot képez egy olyan szituációra, amikor áramszünet alatt szirénázással – így nagyobb fogyasztással járó – riasztás történik. Másrészt egy 3 éves akkumulátor már kisebb kapacitású, mint egy új, de ennek a csökkent kapacitásnak az áthidalási időre vonatkozó negatív hatását is ellensúlyozza az 1,25-ös szorzó. Fontos megjegyezni az akkumulátornál, hogy ez az a részegység, amit „kötelező” időszakosan cserélni, míg a többi alkatrész mind „állapotfüggő”, vagyis csak akkor kell javítani vagy cserélni, ha meghibásodást tapasztalunk.
Példa a méretezésre
Vegyünk egy egyszerű lakásriasztót, ahol még kültéri sziréna sincs. Ehhez válasszuk például a 2. fokozatot átjelzővel. Lássuk a számítást az alábbi eszközökkel és eszközönkénti fogyasztással. Ilyenkor a folyamatos fogyasztóknál (mozgásérzékelő, kezelőegység, …) a maximális áramfelvételükkel, a szakaszosan működő eszközöknél (sziréna, …) egy időarányosan átlagos értékkel számolunk.
| Eszköz neve | Darabszáma | Áramfelvétel / darab | Áramfelvétel |
| A riasztóközpont | 1 | 75 mA | 75 mA |
| B kezelőegység | 1 | 90 mA | 90 mA |
| C mozgásérzékelő | 3 | 11 mA | 33 mA |
| D nyitásérzékelő | 1 | 0 mA | 0 mA |
| E beltéri sziréna | 1 | 5 mA | 5 mA |
| F kültéri sziréna | – | 15 mA | 0 mA |
| ÖSSZESEN: | 203 mA |
A kapott áramfelvételt megszorozzuk a minimális áthidalási idővel és az 1,25-el, megkapjuk a minimális akkumulátor kapacitást:
203 mA x 12 óra x 1,25 = 3,045 Ah
Ezek után meghatározzuk a konkrét akkumulátort, ami legalább 3,045Ah kapacitású és kapható típus. Ez pl. a 4,5 Ah.
Az így kiválasztott akkumulátor töltőáramának a meghatározásához az akkumulátor kapacitását elosztjuk a maximális töltési idővel: Töltési áram = 4,5 Ah / 72 óra = 62,5 mA
Ezek után meg kell vizsgálni, hogy a riasztóközpont tápegysége képes-e egyidőben táplálni a rendszert és visszatölteni a lemerült akkumulátort: Teljes áramfelvétel = 203 mA + 62,5 mA = 265,5 mA. Ezt az értéket összehasonlítjuk az „A” riasztóközpont gyári adatával, ami pl. 1500mA-t ad a tápegység terhelhetőségére, és így láthatjuk, hogy a riasztóközpont tápegysége el tudja látni az egész rendszert az akkumulátor töltésével együtt. A konklúzió: nincs szükség segédtápegységre.
Nézzünk egy olyan távfelügyeletre kötött riasztórendszerre vonatkozó példát, amelyiknél a 3. fokozatot választjuk, és ahol van néhány nagyobb fogyasztású kültéri infrasorompó is. A magyarázatokat rövidítjük, de a metódus ugyanaz, mint az előző számításban.
| Eszköz neve | Darabszáma | Áramfelvétel / darab | Áramfelvétel |
| A riasztóközpont | 1 | 75 mA | 75 mA |
| B kezelőegység | 1 | 90 mA | 90 mA |
| C mozgásérzékelő | 2 | 11 mA | 22 mA |
| D nyitásérzékelő | 1 | 0 mA | 0 mA |
| E beltéri sziréna | 1 | 5 mA | 5 mA |
| F kültéri sziréna | 1 | 15 mA | 15 mA |
| G kültéri infrasorompó | 4 | 110 mA | 440 mA |
| ÖSSZESEN: | 647 mA |
647 mA x 30 óra x 1,25 = 24,2625 Ah
Ami kapható: 27 Ah
Töltési áram = 27 Ah / 24 óra = 1125 mA
Teljes áramfelvétel = 647 mA + 1125 mA = 1772 mA
Mivel a riasztóközpontunk ugyanaz, mint az előző példában (1500 mA), ezt a terhelést már nem képes folyamatosan ellátni, segédtápegységre vagy más néven kiegészítő tápegységre van szükség.
Fontos szempont még a riasztóközpont dobozának befogadóképessége is. A legtöbb riasztóközpontot a gyártó olyan fémdobozban szállítja, hogy csak 1 db 12V 7Ah-s akkumulátor fér el benne. A nagyobb központok fémdoboza (amik már 32 vagy még nagyobb zónaszámig bővíthetők) általában 2 db 12V 7Ah-s akkumulátort képesek befogadni. A fenti számítási példa mutatja, hogy ez nem minden esetben elegendő. Ilyenkor nagyobb dobozt kell alkalmazni, amiben elfér a riasztóközpont panelje, a kiegészítő tápegység és az akkumulátor(ok) úgy, hogy a rendszer még átlátható marad.
Segédtápegység megoldások
Nagyobb kapacitású akkumulátorok egy központi dobozban
Az előbb vázolt lehetőség annak a tipikus esete, amikor segédtápegységre van szükség. Ilyenkor a rendszer tervezője meghatározza a megfelelő segédtápegységet, a következő lehetőségek közül:
A riasztóközponthoz gyárilag javasolt segédtápegység lehet a lehető legjobb megoldás, mivel ez a riasztóközpont által felügyelt és szabályozott, valamint általában nem igényel külön akkumulátorokat. Bár az is igaz, hogy az esetek többségében ez egyben a legdrágább variációt is jelenti.
A második megoldás, ha két tápáramkört alakítunk ki. Az egyik tápáramkör a riasztóközpont eredeti tápegysége a hozzá méretezett akkumulátorral. Ez egészül ki egy külön akkumulátort tartalmazó segédtápegység áramkörrel, és a két rendszer csak a negatív póluson van közösítve. A riasztórendszer fogyasztóinak (kezelők, érzékelők, szirénák stb.) tápellátását a két tápáramkör terhelhetőségének megfelelően kell szétosztani. Fontos a segédtápegységet figyelőáramkörrel ellátni. Ennek feladata, hogy figyelje a betápláló hálózat (230V AC) valamint az akkumulátor állapotát és hiba esetén jelezzen a riasztóközpontnak.
Ennek a kettéosztott tápkörnek több megoldása is létezik. Nézzük meg ezeket sorban!
A kisebb kiterjedésű rendszerek tápáramkörei tipikusan úgy kerülnek kialakításra, hogy a két tápegység vagy azonos dobozban van, vagy egymás mellett.
Riasztó tápegység önálló fémdobozban
Vegyünk egy olyan példát, ahol a rendszer különböző részei messze vannak egymástól. Ilyen lehet például egy mezőgazdasági telephely, ahol van egy irodaépület, egy javítóműhely, és két magtár egymástól távoli épületekben. Ha egyetlen rendszert alakítunk ki, akkor a nagy távolságok miatt nagyon vastag vezetékekkel kellene vinni a tápfeszültséget, hogy kicsi legyen a veszteség a kábelen, vagyis megfelelő tápfeszültség legyen a rendszer legtávolabbi pontján is. Ez viszont nagyon megdrágítja a rendszert. Olcsóbb, ha bizonyos csomópontokon kiegészítő tápegységet használunk és vagy a 230V AC-t kábelezzük ki a segédtápegységekhez, vagy – ami még olcsóbb – helyileg vételezzük a 230V-ot abból az épületből, ahol a segédtápegység elhelyezésre került. Ezzel nem csak kettéosztott tápáramkört, hanem akár még több részre osztottat is ki lehet alakítani.
A következő megoldást hasonló helyzetben érdemes használni, mint az előző példában. Itt egyetlen központi szünetmentes tápegységet alakítunk ki, de nem 12V-ost, hanem 24V-ost. Ezt járatjuk körbe a rendszerben, és a fogyasztóknál (érzékelőknél, kezelőegységeknél, szirénáknál) egy olyan kis áramkör kialakításával alakítjuk vissza 12V-ra, amivel megtápláljuk az adott eszközt vagy az eszközök egy csoportját. Előnye, hogy egyetlen helyen kell csak akkumulátor, nem szükséges nagy keresztmetszetű vezeték.
Az eddig vázolt segédtápegység megoldásokon kívül létezik még néhány, de azok annyira speciálisak, hogy részletezésük itt szükségtelen.
A riasztórendszer segédtápegység tipikus alkalmazásának egy változata
A riasztórendszer segédtápegység tipikus alkalmazásának egy másik változata
Minden jog fenntartva. Copyright © Oktel Kft. 1998-2018