Электробезопасность в «умном доме»

Системы отопления, водоснабжения, канализации и электроснабжения являются минимально необходимой инженерией для загородного дома. Но нет предела совершенству. Технологии эволюционируют, в результате чего появляются новые инженерные системы и коммуникации, соответствующие уровню XXI века. Определённую проблему представляет собой вопрос регулирования работы такого сложного оборудования. Именно для решения этой задачи предназначена диспетчерская инженерная система, так сказать, «первая среди равных». Материальные возможности домовладельцев определяют спектр автоматизации — локальный или комплексный. В последнем случае подразумевается технология «умного дома», корректирующая работу всей инженерии здания и участка.

Из чего состоит «умный дом»?


Компоненты умного дома: освещение, отопление, контроль доступом

Пионером, если можно так выразиться, на пути интеллектуализации инженерных систем, стало освещение. Возможность постановки различных световых сценариев в загородном доме особенно актуальна для наших далеко не солнечных широт. Внедрение инновационных технологий управления позволяет не только включать и выключать свет в соответствии с программой, но и регулировать степень освещенности, настраивать яркость светильников или фокусировать освещение на какой-либо зоне помещения, а для светодиодов — менять цветовую гамму. Заметную роль в плане управления светом играют давно всем знакомые датчики движения, которые обеспечивают автоматическое переключение света. Для каждого датчика задается уровень освещенности, при котором будет фиксироваться движение, а интервал времени, в течение которого будет гореть свет, устанавливается пользователем индивидуально. Различные типы датчиков (давления, защиты от протечек, термостаты дыма и перегрева) регулируют работу «умных» отопления и водоснабжения, обеспечивающих и комфортность проживания, и экономию энергоресурсов, особенно актуальную в свете постоянного повышения цен на них.

Работа большинства инженерных систем дома, в том числе и интеллектуального управляющего центра, зависит от различных электроприборов. Суммарная мощность этих «комфортообразующих» потребителей электроэнергии, как правило, значительно превышает электронагрузка средней городской квартиры. Как говорится, есть, где развернуться!

Но такая ситуация требует и особого подхода при выборе и монтаже электрики, тем более что в наших «городах и весях» очень актуальна проблема колебаний напряжения. Поэтому структура электросети должна быть спланирована с учетом нивелирования проблемы нестабильности ее параметров, обеспечения более совершенных мер безопасности и оптимизации электрического режима. Для защиты электрооборудования используется огромное количество различных устройств: дифференциальные автоматы, УЗО, трансформаторы, регуляторы напряжения (реостаты), блоки питания и сетевые фильтры. Особо мощная силовая нагрузка коммутируется через защитные реле и релейные блоки.

«Вертикаль власти» в электрике загородного дома

Координация работы всех составляющих частей «умного дома» осуществляется с помощью контроллеров. Существует несколько вариантов объединения контроллеров в одну систему. В централизованном «умном доме» центральный контроллер принимает сигналы от командных устройств, которые затем передаются на исполнительные блоки. Различные инженерные системы имеют свои микроконтроллеры, но управление осуществляет только центральный контроллер.

При такой схеме автоматизации требуется помещение для инсталляции компонентов системы, причем монтаж возможен только во время строительства дома (или дорогостоящего ремонта). Но главный минус централизованного «умного дома» заключается в нивелировании всех преимуществ высокотехнологичной системы в случае выхода из строя центрального контроллера. Поэтому более «продвинутой» считается децентрализованная система с несколькими периферийными контроллерами, в которой каждое устройство предназначено как для совместной работы с остальными элементами, так и для самостоятельного выполнения своих функций. Контроллер подключается к управляющей шине, а кабель шины соединяет все приборы, интегрируя их в единую систему. Сенсоры, то есть различные датчики и термостаты, при изменении каких-либо характеристик передают сигнал исполнительным устройствам, регулирующих работу инженерных систем.

В целях удешевления системы можно заменить дорогостоящий брендовый контроллер персональным компьютером в роли центрального координирующего устройства. Тем более что многие производители оборудования «умного дома» используют протоколы и стандарты, принятые в компьютерном мире. Конечно, для этого нужны определённые знания, но, в принципе, на компьютере проще управлять программой и вводить в неё новые элементы. Понятно, что датчики не подсоединяются к компьютеру напрямую, у каждого узла датчиков есть свой микроконтроллер, который обрабатывает информацию на основе программы.

О чём стоит подумать заранее

Вторичные ффекты молнии

В общем, в плане усовершенствования домашней электрики нет предела совершенству. Однако аппаратура «тонкого» уровня, на использовании которой целиком и полностью построена концепция «умного дома», подвержена опасности импульсного перенапряжения. Импульсные всплески отличаются от стандартного перенапряжения или перегруза по времени воздействия. Казалось бы, несколько микросекунд воздействия, но для электронного оборудования этого достаточно. Причиной возникновения импульсных перенапряжений являются разряды молний и коммутационные процессы в сети электропитания. Заземление молниеотвода значительно ослабляет воздействие разряда, но для безопасной работы оборудования этого недостаточно. К тому же внешняя молниезащита защита не решает проблем с перенапряжениями вследствие коммутации самого оборудования или его переключений. Для этого предназначены внутренние защитные устройства от импульсных перенапряжений. Это могут быть разрядники различного типа и варисторы. Используются также комбинации варистора и параллельно подключенного разрядника, разделительные трансформаторы, а для устройств связи применяют защитные диоды. Очевидно, что у каждого ограничителя перенапряжения своя специфика применения.

УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений) могут быть установлены только на вводе, но в «умном доме» необходимо подключить их ко всем защищаемым приборам. Также устройства устанавливаются на розетки, в кабельные каналы и распределительные щиты. Дело в том, что одно устройство не способно полностью сбросить на землю токи перенапряжений, поэтому количество УЗИП может отличаться от случая к случаю.

Проблемы и решения

Система видеонаблюдения

Рассмотрим, к примеру, монтаж системы видеонаблюдения — основы охранных систем загородных домов. Выход видеооборудования из строя является практически рядовым делом, как это не странно. А причина поломки заключается как раз в импульсных перенапряжениях, вызванных либо ударами молнии, либо коммутационными скачками. Как уже говорилось, молниеотвод и заземление не обеспечивают защиту электроники видеонаблюдения и других опций «умного дома». К тому же безграмотный монтаж камер наблюдения в непосредственной близости от молниеотвода (а то и прямо на нем) обрекает систему на недолгое существование. Важный фактор безопасности видеооборудования — заземление аппаратуры. Естественно, нельзя подменять заземление занулением, используя в качестве земляной шины ноль электросети. Контур заземления выполняется по периметру из нескольких стержней, связанных проводником, к которому и подключается заземляющая шина защитного щитка всех видеокамер. Второе необходимое мероприятие — экранирование аппаратуры и кабелей (металлорукава и короба). Это сведет к минимуму воздействие индуцированных токов и напряжений, вызываемых электромагнитными полями от тока молнии. И, наконец, возле видеокамер в щитке должны быть установлены УЗИП — на всех входящих/выходящих линиях всего оборудования. Причем кабели должны быть соединены через УЗИП с системой уравнивания потенциалов для исключения пробоя изоляции вследствие перенапряжений. Для этого рядом с камерой размещается шина, соединенная медными проводниками заземляющие клеммы кожуха камеры, блока питания и УЗИП. Проводники питающей линии и заземления также подводятся к этой шине. УЗИП монтируются также для защиты входов и выходов оборудования на пульте охраны (стабилизаторы напряжения и прочее). Очевидно, что монтаж системы видеонаблюдения в соответствии с правилами электробезопасности и защиты оборудования под силу только специалистам, а ведь охрана дома — это не только видеонаблюдение. То же самое можно сказать и про пожарную безопасность жилища: неверно подобранное оборудование или неквалифицированный монтаж может свести на нет все усилия и траты владельцев дома, да и защита самого дома останется под вопросом. Учитывая всю сложность многофункциональной системы «умный дом», можно только догадываться, какие проблемы навлекут на себя непрофессиональный монтаж и неверно выбранное оборудование. Доверяйте электробезопасность дома только профессионалам!

Правильно спроектировать контуры заземления и схемы коммутаций, а также подобрать нужные типы устройств защиты от импульсного перенапряжения всегда рады помочь наши технические специалисты. Свяжитесь с нами, чтобы получить консультацию!

Смотрите также:

Смотрите также: