Jednym z najistotniejszych czynników odpowiedzialnych za sprawność systemu alarmowego, systemu telewizji dozorowej, kontroli dostępu, oświetlenia awaryjnego czy systemów teleinformatycznych jest ciągłość zasilania. Podstawowym źródłem zasilania, stosowanym w sklepach i hurtowniach, jest sieć elektroenergetyczna, jednak bardzo istotnym elementem bezpieczeństwa powyższych systemów jest zasilanie rezerwowe, które umożliwia sprawne i bezawaryjne ich działanie przy braku zasilania z sieci elektroenergetycznej.

Przerwy w zasilaniu, spowodowane działaniami przestępcy lub awariami sieci energetycznej, przekładają się bezpośrednio na mierzalne skutki – straty finansowe wynikające z przestępstw, przestojów w pracy, kosztów niedotrzymania terminów umowy, uszkodzeń sprzętu czy całych systemów alarmowych i teleinformatycznych. Stratą niemierzalną z tym związaną może być utrata wiarygodności firmy, a co za tym idzie – utrata klientów. Również zakłócenia w sieci zasilającej stwarzają opisane powyżej ryzyko.

Zakłócenia powstające w sieci elektroenergetycznej mogą mieć charakter:

• krótkotrwały: powtarzające się wahania, zapady napięcia, które są skutkiem przyłączenia urządzeń do sieci zasilającej;
• długotrwały: zaniki napięcia, odchylenia napięcia.

• celowe działania przestępcy, mające na celu odcięcie zasilania od urządzeń systemów alarmowych;
• pracujące w sieci elektrycznej odbiorniki (np. podłączenie silnika elektrycznego o dużej mocy może spowodować obniżenie napięcia i nieprawidłową pracę urządzeń wymagających odpowiednich parametrów zasilania);
• przepięcia, które mogą być spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi.

Bezpieczeństwo zasilania zależy w dużym stopniu od prawidłowego wykonania instalacji elektrycznej, zarówno w fazie projektowej jak i wykonawczej, a także od zastosowanych urządzeń zasilania gwarantowanego.

Do podstawowych urządzeń zasilania gwarantowanego zalicza się akumulatory, zasilacze UPS (ang. Uninterruptible Power Supply) wyposażone w baterie akumulatorów oraz agregaty prądotwórcze, które są w stanie zapewnić niezbędne zasilanie energią o wymaganych parametrach w przypadku sabotażu, awarii układów sieciowych czy planowych wyłączeń. Mogą także zasilać magazyny i inne obiekty lub tereny, pozbawione w normalnych warunkach odpowiednich źródeł zasilania.

Najczęstszym rozwiązaniem jest zastosowanie akumulatorów do krótkotrwałego podtrzymania zasilania central alarmowych w przypadku zaniku zasilania podstawowego z sieci elektroenergetycznej. Stosując akumulatory, zachowujemy funkcjonalność systemów bezpieczeństwa. Z punktu widzenia właścicieli sklepów i hurtowni istotne jest zadziałanie systemu (włączenie alarmu i zdalne powiadomienie firmy zajmującej się monitoringiem obiektu). Akumulatory umieszcza się zazwyczaj bezpośrednio w obudowach central wykonanych z wysokoudarowego tworzywa, zabezpieczającego elektronikę i złącza przed udarami mechanicznymi. Większość urządzeń tego typu posiada zabezpieczenie antysabotażowe, chroniące przed zdjęciem obudowy lub oderwaniem od podłoża.

Akumulatory wykorzystuje się do lokalnego zasilania urządzeń systemów bezpieczeństwa, natomiast do zabezpieczania takich urządzeń, jak serwery sieci hurtowni, wysokowydajne jednostki komputerowe (stacje robocze) lub systemy kas fiskalnych, stosuje się zasilacze UPS wyposażone w baterie akumulatorów. Zapewniają one ochronę przed wszelkimi zakłóceniami, m.in. dzięki ciągłemu wytwarzaniu napięcia wyjściowego o ściśle określonych parametrach, a dzięki zastosowaniu oprogramowania możliwy jest nadzór pracy zasilacza UPS.

Przyjmuje się następujący podział na warianty zabezpieczenia zasilania, w zależności od sposobu połączenia zasilaczy z urządzeniami odbiorczymi:

• zasilanie rozproszone,
• zasilanie centralne,
• zasilanie strefowe.

Wyboru odpowiedniego wariantu powinno się dokonać na podstawie kilku czynników, np. oczekiwanej niezawodności systemu, kryteriów ekonomicznych, możliwości przystosowania instalacji elektrycznej czy możliwości zapewnienia właściwych warunków montażu.

Zasilacze UPS są stosowane najczęściej w przypadku, gdy zabezpieczany obiekt ma zasilanie z kilku niezależnych linii energetycznych, co ogranicza do minimum ryzyko wystąpienia długotrwałych przerw w dostawie energii elektrycznej.

Dla zapewnienia nieprzerwanej pracy urządzeń elektrycznych podczas długotrwałych zaników napięcia zasilania konieczne staje się zainstalowanie agregatu prądotwórczego lub agregatu prądotwórczego współpracującego z systemem zasilania, wykorzystującego zasilacz UPS.

Agregaty prądotwórcze są stosowane jako rezerwowe źródło zasilania wszędzie tam, gdzie wymagany czas podtrzymania przekracza 40 min. W powyższym przypadku zasadne jest zastosowanie agregatu prądotwórczego ze względu na wysokie koszty związane z zakupem baterii akumulatorów do zasilaczy UPS o odpowiedniej pojemności.

Doświadczenie firm specjalizujących się w sprzedaży oraz obsłudze technicznej zasilaczy UPS i agregatów prądotwórczych pokazuje, że urządzenia te nie zawsze potrafią współpracować ze sobą. Konsekwencją braku takiej współpracy jest niestabilność całego systemu zasilania, co ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa sklepów i hurtowni. Bezpieczeństwo tych obiektów jest bowiem takie, jak bezpieczeństwo najsłabszego z eksploatowanych elementów. Parametry elektryczne agregatu prądotwórczego powinny być dopasowane do parametrów zasilacza UPS w celu zapewnienia jego poprawnej i stabilnej pracy.

Ze względu na uzyskiwane parametry agregaty prądotwórcze znajdują szerokie zastosowanie jako stałe lub awaryjne źródła energii elektrycznej wszędzie tam, gdzie nie ma stałych źródeł zasilania albo mogą wystąpić przerwy w dostawie prądu. Umożliwiają uniezależnienie się od sieci elektroenergetycznej.

Podstawowe elementy agregatu prądotwórczego to:

1. silnik spalinowy (wykorzystujący olej napędowy, benzynę albo gaz),
2. prądnica synchroniczna,
3. układ regulacji i sterowania.

W zdecydowanej większości przypadków agregat prądotwórczy służy jako rezerwowe źródło zasilania. Zespoły prądotwórcze są budowane w wersjach przeznaczonych do instalacji zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynku. Zawierają specjalne obudowy, odporne na warunki atmosferyczne i zapewniające odpowiednie wyciszenie. Agregaty prądotwórcze w wersjach wyciszonych oferowane są również na podwoziach jezdnych.

Podobnie jak w przypadku zasilaczy UPS, ważny jest wybór odpowiedniego agregatu prądotwórczego. Przy jego doborze należy określić rodzaje odbiorników elektrycznych, które będą nim zasilane – podzielić odbiorniki na jednofazowe i trójfazowe, określić moc każdego z nich (moc można odczytać na tabliczce znamionowej lub w instrukcji obsługi). Kolejny krok to podsumowanie mocy poszczególnych odbiorników, które będą uruchamiane jednocześnie. Należy zsumować moce poszczególnych odbiorników jednofazowych i trójfazowych i wybrać taki agregat prądotwórczy, którego moc będzie przewyższać łączne zapotrzebowanie mocy odbiorników.

W celu dokładnego doboru agregatu prądotwórczego należy dokonać przed jego zakupem pomiarów elektrycznych w momencie rozruchu określonego odbiornika czy grupy odbiorników.

Po określeniu mocy zapotrzebowanej na zasilanie urządzeń konieczne jest określenie warunków pracy agregatu (praca wewnątrz budynku, praca na zewnątrz) i sposobu jego rozruchu (ręczny – linką, elektryczny z układu SZR – Samoczynne Załączanie Rezerwy).

Projekt pomieszczenia dla agregatu lub zasilacza UPS powinien być zgodny z obowiązującymi przepisami i normami oraz uwzględnić poniższe uwarunkowania:

• zalecane minimalne wymiary pomieszczenia z uwzględnieniem odpowiedniej wentylacji i klimatyzacji oraz wyprowadzenia spalin na zewnątrz (istotne dla agregatu prądotwórczego),
• drzwi pomieszczenia powinny mieć odpowiednią szerokość,
• podłoże powinno być niepalne i gwarantować możliwość zakotwienia (zamocowania) generatora oraz izolowanie od drgań.

Przy montażu agregatu prądotwórczego w pomieszczeniu trzeba mieć świadomość konieczności budowy instalacji doprowadzającej powietrze, potrzebnej do procesu spalania paliwa w silniku spalinowym i jego chłodzenia. Konieczne jest również wykonanie instalacji odprowadzającej spaliny na zewnątrz budynku, zgodnie z zasadami ochrony środowiska.

Instalacja i podłączenie agregatu prądotwórczego do sieci elektroenergetycznej może odbyć się za pośrednictwem układu Samoczynnego Załączenia Rezerwy (SZR), uniemożliwiającego zwrotne podanie napięcia do sieci.

Przed podłączeniem agregatu do sieci należy zwrócić się do dystrybutora energii elektrycznej (zakładu energetycznego) w celu uzyskania pozwolenia na jego zainstalowanie.

Dodatkową opcją wyposażenia agregatu prądotwórczego może być automatyka sterująca pracą agregatów, gwarantująca szybki i niezawodny rozruch z podaniem napięcia na odbiorniki, w czasie nawet do 15 sekund od momentu zaniku prądu w sieci.

W pełni regulowane czasy reakcji zapobiegają niepotrzebnemu uruchamianiu urządzenia podczas chwilowych przerw w dostawie energii elektrycznej.

Najnowszej generacji analizator sieci, stanowiący opcjonalne wyposażenie agregatu, nieustannie podaje parametry przepływającego prądu: napięcie, natężenie oraz częstotliwość. Pozwala to na obserwację i analizę prądu podawanego na odbiorniki, co pomaga zapobiegać nieprzewidzianym sytuacjom, spowodowanym przez gwałtowne zmiany charakterystyki prądu w sieci.

Automatyka w agregatach realizuje między innymi następujące zadania:

• pełna kontrola parametrów napięciowo-prądowych zespołu prądotwórczego,
• możliwość regulacji czasów reakcji,
• możliwość kontroli i obsługi przez PC oraz GSM,
• pełna kontrola pracy silnika z opcją powiadamiania alarmowego.

Agregaty prądotwórcze w wersjach wyciszonych oferowane są również na podwoziach jezdnych. Zastosowanie agregatu na zespołach jezdnych umożliwia jego transport i pozwala uruchomić go w dowolnym miejscu. W zależności od typu agregatu (masa, wymiary zewnętrzne) możliwe jest zastosowanie zespołów jezdnych jednoosiowych, dwuosiowych, z dyszlem, z zaczepem kulkowym lub sworzniowym. Jeśli agregat pracuje na zewnątrz, należy wyposażyć go w układ podgrzewania bloku silnika, zapewniający pracę agregatu w niskich temperaturach.

Problem niezawodności i poprawy jakości zasilania powinien być rozpatrywany wszędzie tam, gdzie wysokorozwinięta technologia wymaga zasilania odpowiedniej jakości. Wzrastające wymagania dotyczące jakości i pewności zasilania przyczyniają się do wzrostu popularności i zapotrzebowania na układy zasilania rezerwowego. Należy mieć na uwadze, że ciągłość zasilania jest podstawowym warunkiem bezpieczeństwa klientów, pracowników oraz mienia w sklepach i hurtowniach. W przypadku przerwy w dostawie energii elektrycznej istnieje zagrożenie dla zdrowia lub życia ludzi oraz zagrożenie utraty mienia.

Awarie sieci energetycznych są bardziej przekonujące niż wszelkie prezentacje czy wysokobudżetowe kampanie marketingowe, zachęcające do instalowania systemów zasilania gwarantowanego. Sprawcy przestępstw posuwają się do odcięcia zasilania z sieci elektroenergetycznej, aby zapewnić sobie odpowiedni czas niczym nieskrępowanego działania. Zainstalowanie systemu zasilania gwarantowanego w sklepie czy hurtowni może temu zapobiec.

Niezbędna jest więc energia… Bez przerwy!

mgr inż. Rafał Radłowski
nadkom. mgr Henryk Gabryelczyk
ekspert Wydziału Prewencji KW Policji w Poznaniu

Zabezpieczenia 5/2006