Cuprins
1. Introducere
Sistemele de avertizare sunt utilizate pe scară largă în diferite domenii ale activității umane, cum ar fi sistemele de avertizare și SOUE management evacuare, sistem de avertizare pentru situații de urgență (SALW sistem de avertizare CSSD local și centralizat). Scopul principal al sistemului de notificare - notificarea persoanelor cu privire la un anumit raport de amenințare pentru a le informații referitoare la siguranța lor personală, în cazul unor situații de urgență: incendii, dezastre tehnologice, amenințări teroriste. Sistemele de avertizare sunt o componentă indispensabilă a aproape a oricărui sistem de securitate, în care ele reprezintă elementul executiv final - un mediator între mijloacele tehnice și o persoană. acuratețea transmiterii informațiilor în sistemul de notificare este confirmată prin calcularea electro, din care o parte este de a calcula secțiunea transversală optimă a firelor conductoare, minimizarea pierderilor.
Sistemele de notificare, în funcție de condițiile de utilizare și de metoda de transmisie, pot fi împărțite în rețele wireless și de fir. Sistemele cu fir care difuzează informații audio sau vocale se numesc sisteme de traducere.
Sistemele de traducere, în funcție de principiul construcției, pot fi împărțite în local și distribuite. În sistemele distribuite, de difuzare audio folosind principiul de potrivire a transformatorului, în care un amplificatori de translație - amplificator cu etapă transformator de ieșire transformator sunt conectate difuzoare specializate. La construirea sistemelor distribuite, difuzoarele fiind o sarcină sunt conectate în paralel la linia de conexiune și distribuite de-a lungul acesteia. Când transformator armonizarea informațiilor audio este transmis la o tensiune mai mare, reducând astfel curentul, și, prin urmare, sarcina de sârmă, crește lungimea liniei de conectare și distanța de transmitere a semnalului. Liniile de transmisie extinse sunt construite în modul următor: mai întâi este așezată linia principală, la care sarcina este conectată prin cutiile de joncțiune.
În liniile de transmisie, în mod inevitabil apar pierderi datorită prezenței rezistenței intrinsece a miezului conductor. Pierderile mari pot reduce nivelul și calitatea semnalului transmis, astfel încât nici o problema este calcularea neimportant pierderilor pe firele și sarcina sa conjugat de calcul a secțiunii transversale optime a trunchiului de sârmă conductor.
2. Informații succinte despre fire
Liniile de conectare ale sistemelor de protecție împotriva incendiilor ar trebui să fie realizate cu cabluri ignifuge cu conductoare din cupru cu o secțiune transversală circulară. Pentru vene cu o secțiune transversală mai mică de 0,5 mm 2, este indicat un diametru. Pentru a trece de la secțiunea (S, 2 mm) la diametrul miezului (d, mm) și utilizat înapoi relația: S = πd 2/4, unde S - secțiunea transversală a conductorului mm 2. d - diametrul firului, mm, π - constanta 3.1415.
Secțiunea transversală a firelor conductoare pentru cazul în care întreaga încărcătură (de exemplu, difuzoare), conectat direct la sursa (comutator de alimentare amplificator), puteți utiliza următoarea relație:
Înlocuindu-se în formula (1) norma de încărcare pentru cuprul D = 2A / mm 2. obținem raportul larg utilizat în practică:
Formula (2) este utilizată pentru estimare și nu ia în considerare lungimea și distribuția încărcăturii în linie.
3. Calcularea rezistenței conductorului firului în funcție de lungime și temperatură
Pentru a determina rezistența miezului firului, folosim relația cunoscută: rezistența miezului firului este direct proporțională cu lungimea și invers proporțională cu secțiunea miezului firului.
În majoritatea referințelor, valoarea rezistivității miezului conductorului pentru cupru este dată r = 0,0175 Ω * mm2 / m. Această valoare corespunde unei temperaturi t = 0 ° C. Pe măsură ce crește temperatura, rezistivitatea conductorului firului crește semnificativ, ceea ce nu poate fi ignorat în calcule.
Dependența rezistenței conductivității conductorului la temperatură:
ATENȚIE: Formulele (3) și (4) pot fi utilizate numai dacă nu sunt disponibile caracteristicile cablului utilizat.
Exemplu: pentru cablul ignifug UTP-3ng (A) -FRLS Nx2x0.52 de pe site-ul producătorului sunt date următoarele caracteristici (a se vedea figura 1):
Fig. 1 - Parametrii electrici ai cablului rezistent la foc UTP-3ng (A) -FRLS Nx2x0.52
4. Calcularea secțiunii transversale a conductorului în funcție de lungimea și sarcina pe linie
Există pierderi în orice linie de comunicații. Linie - sârmă de cupru de bază are o rezistență specifică în funcție de lungimea și, prin urmare, legea Kirchhoff pe aceasta tensiune ar trebui să scadă și să stea o anumită capacitate. În sistemele de difuzare, difuzoarele de transformare sunt folosite ca sarcină. Impedanța difuzorului Z al transformatorului este rezistența înfășurării primare a transformatorului la o frecvență de 1 kHz. rezistența de sarcină este dependentă de frecvență linie valoare (complex), deci în acest caz funcționează estimările elementare pentru frecvența medie geometrică a întregii benzi de frecvență (majoritatea producătorilor specificați un transformator de impedanță difuzor pentru frecvențe de 1 kHz, care corespunde intervalului de frecvență medie de reglementare 0.2 - 5kHz) .
Problema determinării secțiunii transversale a miezului firului va fi rezolvată în două etape, folosind reprezentarea cunoscută a liniei și a încărcăturii, sub forma unui separator rezistiv (vezi figura 2).
Fig. 2 - Circuit de conexiune de sarcină echivalent la capătul liniei
Prima etapă, în care întreaga încărcătură este concentrată la capătul liniei, va facilita soluționarea problemei și trece la pasul 2, care va fi coeficienții sunt extinse, care permite să se calculeze secțiunea transversală a toroane într-o linie distribuit cu pierderi liber definibile.
Intrare pentru calcul:
Рн - puterea de încărcare în linie, W;
Uin - tensiune la linia de intrare, V;
L - lungimea totală a liniei, m.
Pentru a determina secțiunea transversală a nucleului sârmei S, permiteți-ne să folosim considerații empirice. De la electro-cunoscut faptul că pentru a păstra calitatea semnalului audio transmis, valoarea pierderilor de tensiune în linia nu trebuie să depășească 10% (această valoare corespunde pierderii puterii de aproximativ 20%, care este considerată a fi norma), care pentru divizor rezistiv (vezi. Fig. 2 ), poate fi scris ca: Rl
0,1 Rs. unde Rn este rezistența la sarcină, Ohm.
Substituim această relație în formula (3):
În liniile de transmisie, sarcina este difuzoarele transformatoarelor. În acest caz, ca rezistență la sarcină RH, puteți accepta impedanța difuzorului la o anumită frecvență. Impedanța difuzorului transformatorului Zgr este rezistența (complexă) dependentă de frecvență a înfășurării primare a transformatorului sonic. Majoritatea producătorilor de difuzoare de transformatoare indică valoarea impedanței pentru puterea maximă la o frecvență de 1 kHz.
Impedanța unui difuzor Zrp pentru transformator poate fi obținută din două formule cunoscute:- Legea lui Ohm pentru segmentul lanțului. J = U / R,
- Capacități de încărcare: P = JU.
Când se utilizează mai multe difuzoare de transformatoare conectate paralel ca sarcină, impedanța totală Z se calculează cu formula:
Formula (7), care determină conductivitatea întregului circuit, este incomod pentru calcularea impedanței de sarcină totală, în special pentru liniile de translatie cu un număr mare de difuzoare de putere. Pentru a calcula impedanța totală Z de mai multe difuzor transformator este convenabil de a folosi formula (6) în care PGR este necesar să se înlocuiască capacitatea totală a tuturor difuzoarelor transformatorului Pn. care constă în suma competențelor vorbitorilor individuali Pi:
Folosind ca o rezistență de sarcină Rload totală difuzor impedanță transformator Z (7) și substituind (6) în (5) dă o formulă utilă determinarea secțiunii firului toroane S în funcție de puterea de încărcare Pn, tensiunea la uin de intrare și lungimea liniei L:
Formula (9) este valabil pentru pierderile pe linie, care nu depășesc 10% și cu condiția ca întreaga încărcătură este concentrată la capătul liniei (Formula 8 este foarte eficient pentru linia extinsa (L peste 150m). În linii scurte (L mai puțin de 150 m), nu trebuie uitat raportul dintre secțiunea transversală și norma curentă (formula 2).
5. Calculul secțiunii conductoare a firului într-o linie distribuită
În sistemele de transmisie cu potrivirea transformatoarelor, difuzoarele sunt conectate la o linie comună, întotdeauna paralelă și distribuite de-a lungul acesteia cu un grad diferit de uniformitate (vezi figura 3).
Fig. 3 - Circuitul echivalent al liniei distribuite
Într-un difuzoare transformator sistem distribuit (difuzoare transformator la liniile principale sunt conectate doar în paralel, de obicei prin cutii de joncțiune (rezistență la care am ignora) sunt conectate la secțiunea principală linia S, prin cutii de borne secțiuni mai mici Si robinetele. Pentru a calcula sârmă secțiune transversală toroane distribuite robinete line, se poate folosi formula (9): Si = 20rli Pgri / Ul 2. unde li - lungimea robinetului i-lea - distanța de la linia de bază (cutie de joncțiune) la gromkogovo (m), Pgr - puterea difuzorului i, W.
Problema cea mai urgentă este calculul secțiunii transversale a miezului principal al firului, linia de transmisie. În structurile distribuite reale, distanțele față de difuzoare, precum și puterea lor variază. Aceste sarcini sunt rezolvate prin metode iterative cu aplicarea legilor lui Kirchhoff, necesită calificări speciale de calcul sau utilizarea de software.
Metoda simplă și eficientă propusă mai jos poate fi utilizată pentru a rezolva o gamă largă de probleme. Metoda se bazează pe luarea în considerare evidentă și simplu: dacă majoritatea încărcăturii este concentrată nu la sfârșitul anului, dar de la începutul liniei, iar sarcina totală a firului este redusă.
Exemplu: Pentru situația prezentată în figura 4, echivalentul puterii de sarcină Pekv = P1 + P2. este undeva în mijloc între difuzoarele cu puteri P1 și P2.
Fig. 4 - Exemplu explicând semnificația coeficientului de distribuție
Introducem un coeficient care să ia în considerare neuniformitatea încărcăturii și se bazează pe formula deja construită (9, valabilă pentru cazul în care întreaga încărcătură este concentrată la sfârșitul liniei). care arată că secțiunea transversală a firului toroane direct proporționale cu valorile a două variabile: lungimea capacității liniei și de încărcare și, prin urmare, coeficientul de distribuție trebuie să fie normalizate în raport cu aceste variabile. Să definim:
Factorul de distribuție a sarcinii Kp - coeficientul fără dimensiuni, luând în considerare distribuția sarcinii de-a lungul liniei, Figura 4:
În liniile distribuite, care utilizează difuzoare cu aceeași denominație Prp. sarcina totală poate fi calculată astfel: Рн = nРгр și în acest caz coeficientul de distribuție este reprezentat ca media aritmetică a distanțelor față de difuzoare:
În cazul în care distanța de la difuzoare Li nu sunt cunoscute, coeficientul de distribuție Kp poate fi reprezentat ca medie aritmetică între cele două cazuri, când toată sarcina este localizată la începutul liniei (L = L / n) și la capătul liniei (L = Ln):
Dependența Kd coeficientului de distribuție (12) din numărul n de difuzoare este prezentat în Tabelul 1 (Formula 12 deține: cazul unui singur difuzor (n = 1), Kp = 1, pentru un mare număr n = 10, Kp tinde la 0,5).
Tabelul 1
Dependența coeficientului de distribuție
din numărul de elemente de încărcare (difuzoare)
Cel mai comun este cazul în care întreaga încărcătură este distribuită într-o anumită interval predeterminat cunoscute de L1 până la L, unde: L - lungimea totală a liniei. În acest caz, coeficientul de distribuție poate fi exprimată ca rezultat al mediei în intervalul de la L1 la L (aritmetică între L1 și (L - L1) (n + 1) / 2n (vezi f lu-12), normalizată la L.):
Verificăm validitatea formulei (13):
pentru L1 tinde la 0, Kp tinde la ((n + 1)) / 2n - formula (12);
la L = L1. Kp = 1 - întreaga încărcătură este concentrată la sfârșitul liniei.
Exemplu: Calculăm valoarea coeficientului de distribuție pentru cazul în care sarcina (de exemplu, 10 difuzoare) se află într-o clădire la distanță de amplificator pe o distanță L1 = 300 m. Lungimea totală a liniei este L = 500 m: Kp = (300 + 0,55 * (500-300)) / 500 = 0,82.
Coeficienții de distribuție pentru diferite cazuri sunt prezentate în mod convențional sub forma unui tabel:
Tabelul 2
Coeficienții de distribuție Kp pentru diferite cazuri
Formule de calcul pentru Kp
Trimiteți-le prietenilor: