消防设备电源监控系统的条文、概念、设计及应用

基于新标准规范下消防设备电源监控系统的条文、概念、设计及应用设计蔡钧全国标准化技术委员会STA/TC113/SC6分委会委员（2011-2016）GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范修订编制组成员中国照明学会室内照明专业委员会应急照明课题组组长（2000）国家标准GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》国家标准GB14287-2005电气火灾监控系统国家标准《消防设备应急电源》国家标准《消防应急照明和指示系统技术规范》(在编)编制组成员公安部科技局部级科研项目消防应急照明和疏散指示设施在火灾条件下的性能特性(2007)验收专家组成员北京崇正华盛/崇正零和电气技术有限公司董事长第一节设计规范标准及制造标准一、GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范的施行日期:2014年5月1日；第3.4.9条-消防控制室的显示与控制，应符合现行国家标准消防控制室通用技术要求GB25506的有关规定。二、GB25506—2010消防控制室通用技术条件发布于2011-01-10；2011-07-01实施。三、GB28184-2011《消防设备电源监控系统》产品标准；2011年12月30日颁布、2012年8月1日实施。第二节制造标准及系统构成一、GB28184-2011《消防设备电源监控系统》1、第4.2.1.14条：监控器与消防联动控制器或其他消防设备集成在同一箱体内时，可以共用消防联动控制器或其他消防设备的相关指示部件；在公共显示器上显示信息时，不应影响消防联动控制器或其他消防设备原有的信息显示。2、第4.2.1.4。。。监控器的备用电源在放电至终止电压条件下充电24h所获得的容量应能提供其监控器在正常监视状态下至少工作8h。二、系统组成特点1、电气火灾及消防设备电源监控合二为一；2、消防设备电源监控系统要求蓄电池备电8小时；因此DC24v只引入电源监控模块；3、详尽资料参见北京崇正零和《EF/FP-BUS堤岸气火灾及消防设备电源监控系统》。第三节电气火灾及消防设备电源监控系统设计应用一、消防设备电源监控系统设计第1个问题：哪一类的消防设备需要对其电源进行监控？1、GB25506—2010消防控制室通用技术条件对设计条款要求（下列全部为强制条款）（1）第5.7条---消防电源监控器应符合下列要求:a)应能显示消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和故障报警信息；关键词：消防用电设备、电源的工作状态、故障b)应能将消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息传输给消防控制室图形显示装置。关键词：电源的工作状态、欠压故障、图形显示装置（2）5.3消防联动控制器5.3.2对自动喷水灭火系统的控制和显示应符合下列要求:a)应能显示喷淋泵电源的工作状态；5.3.2对消火栓系统的控制和显示应符合下列要求:a)应能显示消防泵电源的工作状态；5.3.3-5.3.85.3.9对防火门及防火卷帘系统的控制和显示应符合下列要求:a)应能显示防火门控制器、防火卷帘控制器的工作状态和故障状态等动态信息;5.3.10。。。等等关键词：消防联动控制器、泵电源的工作状态注1：消防联动控制器的产品制造标准无电压探测取样功能，必须由消防设备电源监控系统完成。注2：喷淋泵(稳压或增压泵)远程控制及外围部件状态还需消防联动控制器实现。2、消防设备电源一览方案选择消防设备电源监控范围监控点设置说明自动火灾报警系统消防中心总配电箱●一般不需要监控到系统下层消防电话总机消防应急广播自动喷水灭火系统喷淋泵、稳压泵及增压泵配电（控制）柜●消火栓系统消防泵、稳压泵及增压泵配电（控制）柜●气体灭火系统配电（控制）箱●一般不需要监控到系统下层水喷雾、细水雾灭火系统配电（控制）箱●泡沫灭火系统泡沫液泵配电（控制）箱●干粉灭火系统配电（控制）箱●防排烟系统防排烟风机配电（控制）箱●电动排烟防火阀、电动档烟垂壁、电动防火阀、电动排烟窗电源输入端一般不需要监控到系统下层防火门及防火卷帘系统防火门、防火卷帘配电（控制）箱●消防水池及消防水箱液位监控器配电（控制）箱●消防电梯消防电梯配电（控制）箱●消防应急照明标志灯系统集中控制型消防应急照明标志灯系统各层级配电箱一般不需要非集中控制型消防应急照明标志灯系统各层级配电箱●3、消防设备电源监控类别及层级（1）消防设备系统电源很多，主要分为强电和弱电层；（2）有些系统本身很多是带有各类电源的监控，例如智能集中控制型消防应急照明标志灯系统；这些系统再设计电源的外部监控是多余的。（3）对于某一类消防设备系统，并非所有的消防设备的电源的需要监控系统下层，特别是到DC24V层及子系统本身带有内部电源监控特征时。如将电源的外部监控进入到弱电层及电池层会带来可能的重叠及繁琐、同时价格高昂。（4）、比较实用的方案是：按消防设备的交流配电系统布局进行，消防设备电源的监控以针对强电层为主。（5）、消防设备电源监控一般只需要在末端配电箱柜均设置，一般不需要设置多级监控系统。4、典例EF/FP-BUS消防设备电源监控系统图二、系统设计第2个问题：消防电源箱柜的电源监控内容？1、标准规范对设计条款要求（1）前面已谈到GB25506—2010第5.7条要监控消防用电设备的供电电源和备用电源，主要为欠压故障。2、GB28184-2011《消防设备电源监控系统》对认证产品要求（1）4.2.1.5监控器应能接收并显示其监控的所有消防设备的主电源和备用电源的实时工作状态信息。（2）4.2.1.6监控器在下述状况下，应能在100s内发出故障声、光信号，显示并记录故障的部位、类型和时间：a)被监控的消防设备供电中断；d)被监控电源电压值大于额定电压的110％或小于额定电压的85％（仅适用于具有此功能的监控器）；e)被监控电源发生缺相、错相、过载等供电异常现象（仅适用于具有此功能的监控器）。3、结论：产品可提供较多监视子项选择；设计最低的要求是对常用电源和备用电源的欠压（应包括缺相）及电源中断。4、消防电源箱柜的电源监控图示方法（1）只作输入端（含互投）电源监控；（2）实际有效的消防设备电源监控需要对输入/输出端同时进行（3）消防泵/喷淋泵电压-电流监控方案-1（高价方案）（5）消防泵/喷淋泵电压-电流监控方案-2（中价方案）（6）消防泵/喷淋泵电压-电流监控方案-3（低价方案）第四节EF/FP-BUS电气火灾监控系统设计应用一、对过去电气火灾监控系统设计应用的总结：1、忽视对配电系统温度监控作用（GB50116-2013加强了温度监测要求）；2、剩余电流设置监控范围较大：（1）导致误报率增加；给供电系统带回干扰。（2）信号报警后难以查找故障点位置。3、不理解剩余电流相量叠加原理，对照明系统大都采用三相四线剩余电流监控，对电气火灾隐患基本没有实效。4、对三级剩余电流保护设置缺乏理解。5、过电流对于电气火灾隐患来言是过程指标，真正危险的是电缆、插接母带长期高温运行！！！6、意外起了1个重要作用：PE及N混接立刻报警。二、剩余电流传感器取样位置的选择1、例一栋建筑物只在变压器出线端（工作电流1000-3000A）处设置一个剩余电流传感器可否？退一步在1级箱柜所有的每个输出端设置一个剩余电流传感器可否？再退一步在2级箱柜所有的每个输入端设置一个剩余电流传感器可否？2、崇正零和建议的剩余电流传感器R设置的位置选择：按Id≤Kc*Ier确定式中：Id------监测范围内配电系统的单相的最大自然泄漏值Kc------为剩余电流经济可靠性系数，一般可取Kc≤0.4；高温度及高湿度区域可取Kc≤.0.2；Ier------剩余电流额定动作值，建议取Ied=300mA或Ied=500mA。也就是说在一个区间配电系统的剩余电流额定动作值取Ied=300mA时，自然泄漏值控制在120mA（当KC=0.4）左右是合适范围，以此确定监测点即剩余电流传感器R位置是合理的做法。对照明系统采用三相分开测量最有效方法解释①：KC作为剩余电流经济可靠性系数，表达的是一个配电系统区间的剩余电流保护范围的大小，即经济性与动作可靠性的关系；当KC取值越小，经济越差，剩余电流误动作可能性越小，即可靠性越高；当KC取值越大，经济越好，剩余电流误动作可能性反之越大，即可靠性越差。解释②：每一个配电系统区间的自然泄漏电流值变化：与温度、湿度、大气压、电压、电流、电流频率及电源污染度、绝缘材料老化及未来用电设备的扩展息息相关。温度越高、湿度越大、电流频率越高及电源污染度越大、绝缘材料老化越快及供电的可靠性（如动作于脱扣时）要求越高，则当KC应取值越小；反之亦然。解释③一个混合照明系统（自然泄漏电流）1000mA）/1000A（工作电流），则监测点确定按单相自然泄漏电流(100-150mA）/（100-150）A（工作电流）的范围内。（计算案例1）设于车库一个照明配电系统，共有500盏2*40W日光灯，2000M4mm2线，同时使用率系数为1，则自然泄漏电流Id=2*500*0.11mA+2*52mA=324mA；平均分到每相为108mA。（计算案例2）一个三居室自然泄漏电流Id=20-40mA(同时使用率系数可取0.5左右)，一个单相中有6户时为Id=（120-240）mA*0.5=60-120mA三、电气系统中的剩余电流的相量叠加分析：4、三级级剩余电流监控布置关系图第五节EF/FP-BUS电气火灾及消防设备电源监控配电方案解读完毕谢谢各位！