Журнал "Системы Безопасности" № 1‘2022

К О М П Л Е К С Н А Я Б Е З О П А С Н О С Т Ь , П Е Р И М Е Т Р О В Ы Е С И С Т Е М Ы 115 ствии с классификацией 1 . Следовательно, рабо- чий температурный диапазон выбираемой АКБ должен соответствовать или быть шире анало- гичного диапазона ТСО, в качестве резервного источника которого предполагается ее исполь- зование. Подчеркнем, что выполнение данного требования обязательно при проектировании ТСО с АКБ, но в случае эксплуатации ТСО на охраняемом объекте с более мягкими климати- ческими условиями, чем предусмотрено его классом, допустимо применение АКБ с темпе- ратурным рабочим диапазоном, соответствую- щим температурным условиям охраняемого объекта. Для примера влияния рабочей температуры АКБ на ее емкость рассмотрим характеристики герметизированного cвинцово-кислотного аккумулятора, назовем его условно АКБ-1. Так, в соответствии с графиком, приведенном на рис. 1, емкость АКБ-1 прямо пропорциональна температуре окружающего воздуха. Рассмотрим кривую, соответствующую разряд- ному току, значение которого численно равно 1/20 C АКБ , где C АКБ – номинальная емкость АКБ (при таком токе достигается 100%-ная энерго- отдача АКБ). Как видно из графика, при темпе- ратуре окружающего воздуха +25 °C емкость АКБ равна номинальной, при температуре -20 °C – 70% от номинальной, а при темпера- туре +50 °C – 110% от номинальной. Приведенные данные заставляют учитывать класс эксплуатации ТСО 1 при расчете емкости АКБ. Соответственно, расчетная емкость АКБ должна быть домножена на поправочный коэф- фициент, учитывающий изменение емкости АКБ в зависимости от температуры окружающего воздуха. Для температуры +25 °C поправочный коэффициент равен 1, для температуры -20 °C – 1,43, для температуры +50 °C – 0,9. Необхо- димо указать, что для расчета следует выбирать наихудшие для АКБ условия – минимальное значение рабочего температурного диапазона, соответствующее заданному классу ТСО с АКБ по классификации 1 . При расчете емкости АКБ наряду с условиями эксплуатации следует учитывать и режимы ее эксплуатации, основные из которых – электри- ческие параметры заряда и разряда АКБ. Так, в соответствии с данными производителей АКБ и результатами испытаний, энергоэффективность АКБ в значительной степени зависит от режи- мов ее заряда и значения тока разряда. Соглас- но информации производителей АКБ, как ток заряда, так и ток разряда имеют верхние пре- делы, выход за границы которых в лучшем слу- чае приводит к значительному снижению энер- гоэффективности АКБ, в худшем – к ее преж- девременному выходу из строя. Для сохранения работоспособности большин- ства АКБ на всем протяжении срока эксплуата- ции их разрядный ток не должен превышать значение, численно равное 1/5 C АКБ (с точки зрения обеспечения 100%-ной энергоотдачи – не более 1/20 C АКБ ). К примеру, в качестве АКБ для ИЭПВР класса 1 (см. таблицу) с номинальным выходным током 2 А не может быть использована аккумулятор- ная батарея под условным названием АКБ-2 номинальной емкостью 1,2 Ахч, несмотря на то, что по расчету (отношение значения номиналь- ной емкости АКБ к значению выходного тока) АКБ данной емкости способна питать ИЭПВР в течение требуемого времени – 0,5 ч. Но в силу нелинейности зависимости энергоотдачи АКБ от разрядного тока, по данным, предоставлен- ным производителем АКБ-2 (рис. 2), ток 2 А АКБ-2 может выдать в течение не более 15 мин. В соответствии с рис. 3 емкость АКБ-1 (при использовании ее в буферном режиме) обрат- но пропорциональна сроку ее эксплуатации. Если, по информации производителя, новая АКБ уже может иметь емкость, равную не 100%, а только 97% от номинальной, то спустя половину срока ее службы (четыре года) емкость может снизиться до 85%, а к концу срока службы – до 60%. С учетом изложенного, расчетная емкость выбираемой АКБ должна быть домножена на еще один поправочный коэффициент, учитывающий снижение емкости АКБ, происходящее из-за физико-химической деградации ее компонентов. В случае если предполагаемый срок использования АКБ составляет ½ срока ее службы, поправочный коэффициент равен 1,18, а для срока исполь- зования, равного сроку службы, – 1,67. АКБ для работы в циклическом режиме Несмотря на то что практически все ТСО с АКБ используют АКБ исключительно в буферном режиме, небезынтересным будет проанализи- ровать некоторые особенности работы АКБ, оптимизированных для работы в циклическом режиме (не исключена возможность возникно- вения необходимости применения ТСО, использующих АКБ в качестве основного источ- ника электропитания). Так, данные, представ- ленные на рис. 4, демонстрируют зависимость срока службы АКБ-1, выраженную в количестве циклов разряда/заряда, от глубины ее разряда. Очевидно прослеживается явно нелинейная зависимость. Так, при 100%-ном разряде АКБ выдерживает чуть более 200 циклов, при 50%- ном разряде – вдвое больше, а при 30%-ном – более 1200 циклов (так как на графике пред- ставлены только три кривые, принимаем, что 30%-ный разряд является самым оптимальным для АКБ данного типа). Приведенные данные следует учитывать при расчете срока службы АКБ, понимая, что указываемые производите- лями АКБ сроки службы (выраженные в коли- чествах циклов) обеспечиваются при цикличе- ском разряде АКБ на ≤30% от ее номинальной емкости. Таким образом, расчетная емкость выбираемой АКБ (при использовании ее в цик- лическом режиме) должна быть домножена еще на один поправочный коэффициент, учи- тывающий ограничение на глубину циклическо- го разряда АКБ. Данный поправочный коэффи- www.secuteck.ru февраль – март 2022 Рис. 1. Емкость АКБ-1 в зависимости от температуры окружающего воздуха Рис. 2. Разрядные характеристики АКБ-2 при различных значениях разрядного тока Таблица. Требования к функциональной оснащенности источников электропитания вторич- ных с резервом (ИЭПВР) в зависимости от их класса 2 Дополнительные функции Класс ИЭПВР 1 2 3 4 Время работы в режиме электропитания от АКБ для ИЭПВР, ч, не менее 0,5 2 6 24 Наличие датчика вскрытия корпуса +/– +/– + + Наличие режима непрерывного свечения красного цвета светового индикатора АКБ – +/– + + Контроль снижения напряжения на АКБ – – +/– + Обеспечение возможности передачи извещений о состоянии ИЭПВР – – – +/– по цифровому каналу передачи данных Примечание: "+" – обязательная функция, "+/–" – рекомендуемая функция.