摘要:火災(zāi)發(fā)生后,非消防電源被切斷,火災(zāi)報警系統(tǒng)應(yīng)立即接通消防電源,滿足消防設(shè)施 處于良好運行狀態(tài),對消防設(shè)備電源狀態(tài)的監(jiān)控是十分必要的。介紹消防設(shè)備電源的重要性 和三種類型,分析消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,提出使用消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的必要性。
關(guān)鍵詞:消防設(shè)備;消防電源;遠程監(jiān)控系統(tǒng);
0、引言
隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展,高層建筑越建越高,地下空間開發(fā)規(guī)模越來越大,火災(zāi)防控 日趨復雜,城市火災(zāi)也越發(fā)高發(fā),導致造成國家財產(chǎn)及人員的巨大損失。2012年,廈門市一幢28層綜合樓建筑發(fā)生火災(zāi),該綜合樓設(shè)有二路1OkV市電及一臺800kw柴油發(fā)電機,報警后,二路市電均被切斷,柴油發(fā)電機因長期閑置維護保養(yǎng)不到位,導致火災(zāi)發(fā) 生時消防設(shè)備電源不能正常工作,消防水泵無法啟動,排煙風機及送風機無法正常運行,靠消防人員歷時5h才撲滅火災(zāi),直接經(jīng)濟損失上億元,損失很慘重。2002年,北京某網(wǎng)吧發(fā)生特大火災(zāi),由于網(wǎng)吧消防疏散指示標志和應(yīng)急照明燈無法正常工作,火災(zāi)現(xiàn)場能見度很低 ,加上火災(zāi)產(chǎn)生的大量濃煙充滿整個室內(nèi)空間,給現(xiàn)場被困人員的逃生造成一定的難度,
也給消防人員實施滅火救人增加難度,這起火災(zāi)造成25人死亡,12人受傷的嚴重后果。慘 痛的教訓說明,在火災(zāi)發(fā)生時,消防設(shè)備電源的可靠性很重要,消防設(shè)備電源能正常工作就可以挽救很多人的生命和財產(chǎn)損失。
近幾年來,發(fā)生火災(zāi)后各類消防設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)的火災(zāi)案例屢見不鮮,尤其是公安機 關(guān)在平常的消防監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn),建筑消防設(shè)備存在隱患形同虛設(shè)的情況隨處可見。事實證 明,消防設(shè)備能否發(fā)揮應(yīng)有的作用,關(guān)系到初期火災(zāi)能否及時成功撲救 ,而消防電源的可靠與否關(guān)系到消防設(shè)備能否正常工作的一個根本性問題。為了保證消防設(shè)備電源長期處于完好無損的工作狀態(tài),有必要在建筑工程上設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)。
1、消防設(shè)備電源的重要性和類型
消防設(shè)備是保障建筑物消防的重要消防設(shè)施,而消防設(shè)備能否正常工作又取決于供 電電源的可靠性。消防設(shè)施在火災(zāi)情況下能否正常發(fā)揮作用,一方面取決于消防設(shè)施日常的維護保養(yǎng),另一方面取決于消防設(shè)備電源自身的可靠性。如果消防設(shè)備電源不工作,消防水
402泵無法啟動,致使火場缺水,火災(zāi)不能得到撲救;防火分隔設(shè)施如防火卷簾不能下降,常開防火門無法關(guān)閉,勢必造成火災(zāi)蔓延;排煙風機無法排煙,送風機無法送風導致防煙樓梯間不能防煙,消防電梯不能運行,疏散指示標志燈和應(yīng)急照明燈無法點亮造成人員疏散困難,從而導致嚴重的災(zāi)難性后果。一幢建筑消防設(shè)施的投入資金大概為總投入資金的30,比例相當大,如果建筑消防設(shè)施維護保養(yǎng)不到位,在火災(zāi)中不能發(fā)揮應(yīng)有的作用,或者是消防設(shè)備電源出了問題沒有及時發(fā)現(xiàn),致使消防設(shè)備無法正常工作,會造成很大的浪費,后果不堪設(shè)想。
1.1消防設(shè)備電源的類型
消防設(shè)備電源主要有3種類型:消防專用供電線路、自備柴油發(fā)電機組、EPS備用電源,EPS備用電源可分為直流輸出EPS和交流輸出EPS兩種。消防專用供電線路由二路市電組成,由于二路市電大部分都是由同一個開閉所或者同一個變電站引過來,一旦區(qū)域發(fā)生停電或者斷電的情況下,火災(zāi)時不能保證消防供電,所以不能作為可靠的備用電源來考慮。柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急備用電源,雖然存在占地比較大、啟動時間比較長、易發(fā)生故障等缺陷,但維護比較簡單,投資成本較低,應(yīng)用歷史比較長,不少單位都在使用。
直流EPS由于應(yīng)急時只能輸出直流電源,采購消防設(shè)備時需選用交直流兩用設(shè)備,在使用時不方便。交流EPS由于內(nèi)部具有直流逆變電路,可以把直流電轉(zhuǎn)換為交流電,應(yīng)急時可以輸出交流電源,不用改變消防設(shè)備的供電形式,因此使用廣泛。根據(jù)筆者的調(diào)研,目前消防設(shè)備的備用電源很大一部分采用EPS應(yīng)急電源。當建筑發(fā)生火災(zāi),市電斷電或被切掉后,通過雙電源末端切換箱切換到EPS應(yīng)急電源,從而為建筑消防設(shè)備和設(shè)施的正常供電提供了重要保障。EPS應(yīng)急電源一般由主電源和應(yīng)急電源兩部分組成。主電源一般來自城市一路高壓配電,正常狀態(tài)時消防設(shè)備由主電源供電,當主電源因為故障或火災(zāi)而停電時,備用電源應(yīng)及時投入運行,確保各種消防設(shè)備能夠繼續(xù)有效運行。
1.2 EPS備用電源的組成
EPS備用電源由電池組、逆變器、控制電路、充電電路和主備電轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成,見圖1所示。當主電電源交流220V正常供電時,控制電路使充電電路為電池組充電,主備電轉(zhuǎn)換開關(guān)使交流220V直接輸出,為消防設(shè)備提供電源;當發(fā)生火災(zāi)時,主電電源斷開,此時沒有交流220V輸入,控制電路使逆變器工作,同時使主備電轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到備電處,備電開始輸出交流220V,為消防設(shè)備提供可靠的工作電源,其轉(zhuǎn)換時間為毫秒級,實現(xiàn)了“無縫轉(zhuǎn)換"。
從EPS的組成可以看出,除了充電電路、控制電路和逆變電路外,關(guān)鍵部分就是電池組,因為電池組不同于電子電路,它是把電能轉(zhuǎn)換為化學能儲存起來,一旦需要就把化學能轉(zhuǎn)換為電能輸出。電池組存在兩個缺陷:一是電池組的壽命較短,一般正常使用維護保養(yǎng)好的也只能堅持3~4a;二是電池組由多個電池組成,一旦其中一個電池損壞,就會影響整個電池組的功能。當電池組中間有一個性能較差的電池時,充電量只能以這個較差的電池為準,這就使整個電池組的存儲電能的水平大大下降,結(jié)果造成EPS應(yīng)急的時間大大縮短,甚至不能起到應(yīng)急電源的作用。除電池組外,包括充電電路在內(nèi)的其他幾個電路都可能產(chǎn)生故障,影響到EPS的正常工作。如何實時監(jiān)測EPS完好性,是否能在主電源故障或突然斷電的情況下,及時有效地進入工作狀態(tài)為消防設(shè)備提供電源是個重要的問題。
1.3柴油發(fā)電機
柴油發(fā)電機也是一種常用的消防設(shè)備應(yīng)急電源裝置,是由控制和充電電路、電池組、啟動馬達、柴油發(fā)動機、發(fā)電機和穩(wěn)壓裝置組成,見圖2所示。
當交流220V主電源正常供電時,充電及控制電路為電池組充電,主備電轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點接在上端,220V交流直接輸出;當220V主電斷電時,控制電路使電池組接通啟動馬達,啟動馬達帶動柴油發(fā)動機轉(zhuǎn)動使其運行,同時柴油發(fā)動機同軸的電動機開始發(fā)電,經(jīng)過穩(wěn)壓裝置接入主備電開關(guān)觸點下端,控制電路使主備電開關(guān)輸出接到穩(wěn)壓輸出端,此時由發(fā)電機供電,完成應(yīng)急電源的工作。以上所述由主電到備電轉(zhuǎn)換的過程中,由發(fā)動機啟動開始到穩(wěn)定地工作,大約需要十幾秒鐘的時間,因此這種主備電的轉(zhuǎn)換是有一個短暫的時間過程,這一點和EPS相比,是個缺陷。
由圖2可見,在柴油發(fā)電機組工作過程中,和EPS一樣的是,電池組的故障和壽命是影響柴油發(fā)電機組正常工作的一個重要因素,其次是啟動馬達、柴油發(fā)動機、發(fā)電機、控制電路和穩(wěn)壓電路正常與否,最后一個是要保證有足夠的燃油。
綜上所述,EPS和柴油發(fā)電機是建筑項目中經(jīng)常選用作為應(yīng)急電源的,為了保證這些應(yīng)急電源實時處于正常的工作狀態(tài),就要對其進行不間斷的監(jiān)測和測試,以便及時發(fā)現(xiàn)問題,快速進行處理,確保完好有效。對消防電源進行經(jīng)常性的維護保養(yǎng)是保證消防設(shè)備在緊急狀態(tài)下能夠正常工作的根本,但從日常消防檢查情況來看,情況不容樂觀,因為消防設(shè)備從建設(shè)開始,有的幾年甚至幾十年都未發(fā)生火災(zāi),社會單位漸漸的會產(chǎn)生麻痹思想和僥幸心理,往往忽略這些設(shè)備的日常維護,因此消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的作用就顯得更加重要,它可以把所有消防設(shè)備的電源都進行24h不間斷的監(jiān)測及監(jiān)控,必要時發(fā)出報警信息,提醒人們及時進行設(shè)備的維護。
2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理
2.1對主電電源的監(jiān)測和監(jiān)控
根據(jù)GB25506—2010《消防控制室通用技術(shù)要求》中5.7的要求,消防電源監(jiān)控器應(yīng)符合下列要求:應(yīng)能顯示消防用電設(shè)備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和故障報警信息;應(yīng)能將消防用電設(shè)備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和欠壓報警信息傳輸給消防控制室圖形顯示器。在一般情況下,消防設(shè)備電源由市電提供,為了保證消防設(shè)備的正常工作,規(guī)范要求消防設(shè)備電源應(yīng)安裝消防電源監(jiān)控系統(tǒng),并作為強制性條文提出。當主電源欠壓達到或低于額定電壓的85時,備用電源應(yīng)該啟動,防止消防設(shè)備因為欠壓而不能正常工作。
2.2對電池組的檢測
EPS中重要的組成部分就是電池組,平時對電池組實現(xiàn)較佳充電、保養(yǎng)、維護和監(jiān)控,以確保電池組在應(yīng)急情況下能夠處于滿容量狀態(tài)是保障EPS應(yīng)急備用電源可靠工作的關(guān)鍵。目前,在我國消防電源中大量使用的交流EPS,對于電池組的充電常采用串聯(lián)集中式充電方式,即由一個集中式充電裝置實現(xiàn)對串聯(lián)電池組充電,如圖3所示。
這種充電方式的優(yōu)點是充電設(shè)備簡單、造價低。但由于每個單獨的電池可能其內(nèi)阻不同,造成各個電池的電壓不同,在充電時會造成對電池組充電不均衡,容易出現(xiàn)一部分電池過充電而另一部分電池欠充電(即充電不足的情況),而整個電池組的容量是以蓄電池組內(nèi)容量較小的電池為基準的,長時間工作,就會導致電池組充電容量不足、電池損壞等現(xiàn)象發(fā)生,大大縮短電池組的壽命。在日常的監(jiān)控中,要針對電池組中的每個電池進行監(jiān)控,測量其充放電時的端電壓,及時發(fā)現(xiàn)問題,以便更換有隱患的電池,保證備電電源的正常運行。
2.3對應(yīng)急電源的短時啟動試驗
以上對電池組的監(jiān)測只能保證對電池組的工作狀態(tài)的檢查,但對整個應(yīng)急電源的狀態(tài)還不能有一個完整的評價。為此,消防電源監(jiān)控系統(tǒng)要對應(yīng)急電源進行定期的運行檢查,對電池的放電性能進行試驗,每3個月進行一次自動的應(yīng)急試驗,應(yīng)急時間設(shè)計持續(xù)90min,電池組應(yīng)該在此期間的技術(shù)指標穩(wěn)定在正常的范圍內(nèi),檢查時監(jiān)控設(shè)備自動把主電短時間斷開,觀察備電電源應(yīng)急供電的情況,檢查內(nèi)容包括:電池組短時間電壓下降速率、逆變器溫升、電流輸出變化等內(nèi)容,應(yīng)急供電結(jié)束后,打印出測試結(jié)果作為保留分析之用。這種主動監(jiān)測的方法可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的電池組及相關(guān)電路的隱患,進一步提高了消防電源的可靠性和實用性。
針對柴油發(fā)電機組也可采取相應(yīng)短時間啟動檢查,以便確定柴油發(fā)電機組是否處于正常的常備工作狀態(tài)。
對于以上測試,監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)作記錄,保存在檢查記錄中,以備以后的查詢。
3、使用消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的必要性
由于建筑中消防設(shè)備電源的現(xiàn)實情況,即發(fā)生火災(zāi)是偶然的,一幢建筑幾年甚至幾十年沒有發(fā)生過火災(zāi),因此人們?nèi)菀桩a(chǎn)生麻痹思想,容易忽視消防設(shè)備電源的重要性,即使消防設(shè)備電源發(fā)生了故障也很難被發(fā)現(xiàn),一旦需要啟動消防應(yīng)急電源時,就會發(fā)生不能啟動的嚴重問題。為了確保建筑物內(nèi)的消防用電負荷和重要用電負荷處于正常使用狀態(tài),保證24h不間斷供電,確實使消防設(shè)備長期處在應(yīng)急狀態(tài),保障整幢建筑的消防,安裝消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)是必要的。根據(jù)GB 28184—2011《消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)》的要求,采用電壓、電流、溫度等多種信號傳感器,對監(jiān)測的消防設(shè)備電源進行24h的實時自動巡檢、監(jiān)測,從而判斷消防設(shè)備電源是否有中斷供電、過壓、欠壓、過流、缺相等故障,同時進行聲光報警。消防控制室應(yīng)能集中顯示消防設(shè)備電源的工作狀態(tài),一旦消防設(shè)備電源故障報警,能夠?qū)崟r監(jiān)控,及時檢查處理,有效排除故障,確保消防設(shè)備電源正常工作,較大限度地保障消防設(shè)備的可靠運行。
基于以上考慮,針對各類消防設(shè)備電源的特點,消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑物中的設(shè)計、安裝及使用,可顯著提高消防設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性及備戰(zhàn)能力,讓消防設(shè)備做到真正意義上的“預(yù)防為主、防消結(jié)合"。采用消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)有效降低消防設(shè)備供電電源的故障發(fā)生率,確保消防設(shè)備的正常工作,對有效保障人民生命和國家財產(chǎn)產(chǎn)生意義深遠的積極作用。
4、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)
4.1概述
AFPM系列消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο涝O(shè)備的電源進行實時監(jiān)控,通過檢測消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設(shè)備電源信息,從而判斷電源設(shè)備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相以及過流(過載)等故障信息并實時報警、記錄的監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有可靠性、實時性并具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實時反映出被監(jiān)控設(shè)備電源的狀況,并集中顯示,從而可以有效避免在火災(zāi)發(fā)生時,消防設(shè)備由于電源故障而無法正常工作的危急情況,保障消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。
AFPM消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用集中供電方式,通過監(jiān)控器給現(xiàn)場傳感器提供DC24V電壓,有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性。可廣泛應(yīng)用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。
AFPM消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)由消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器(區(qū)域分機)、傳感器、中繼器、系統(tǒng)主機和配套附件組成。
4.2應(yīng)用場合
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4 系統(tǒng)功能
4.4.1 壁掛式:AFPM100/B1消防設(shè)備電源監(jiān)控設(shè)備
4.4.2 壁掛式:AFPM100/B消防設(shè)備電源監(jiān)控設(shè)備
4.4.3 軟件畫面
4.5選型方案
4.5.1消防設(shè)備電源監(jiān)控主機
4.5.2 消防設(shè)備電源監(jiān)控模塊
【參考文獻】
[1]張梅紅.陳立民.消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在建筑工程中的應(yīng)用
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[3]安科瑞消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電
氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊. 2022.05版
作者簡介:劉細鳳,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電。