简析火灾自动报警系统线路压降的影响及解决方案
2011-01-20李纪光
李纪光
郑州大学综合设计研究院(450002)
简析火灾自动报警系统线路压降的影响及解决方案
李纪光
郑州大学综合设计研究院(450002)
在长距离的消防报警系统中,线路所产生的压降会有较大影响。本文就线路内阻产生的原因,以及在火灾报警控制系统工程安装、调试过程中所遇到的线路内阻产生的压降问题进行了论述,并相应提出了一些解决方法。
线路压降;总线;高层建筑;报警联动系统
随着我国社会经济的发展,各类大型建筑和高层建筑越来越多,在这些建筑里,火灾自动报警及消防联动系统是必不可少的设施。施工调试中发现,当建筑规模大、楼层高、线路长、消防设备用电量大时,消防联动电源未能合理配置和控制线路的线路电压降的影响,容易导致末端电压不能启动消防设备。而这些在工程前期,又未能引起有关人员的充分注意,直到在工程后期的调试阶段,才发现问题的严重性,这时再想方设法采取各种补救措施,不仅费工费时,而且得不偿失。在火灾自动报警及消防联动系统的设计中,消防联动控制设备的动作电源设置的合理性、可靠性至关重要。
当火警被确定后,着火区域及相邻区域的防排烟设施、防火门、防火卷帘门等接到动作指令应能迅速准确动作。动作电源电压应为DC24V。电源配置是指在消防联动柜内装设一套直流电源设备(包括变压器、整流器、电池组等),电源DC24V经过控制由消防控制室送至各区域消防末端设备。电源的配置在工程实践中需要注意考虑两个方面的问题:一个是电源的容量应能满足相关消防设备同时动作的要求;另一个是末端电压能满足消防设备的可靠动作,即避免供电线路的电压降的不良影响。
1 电源配置对系统的影响
消防联动系统要求各消防设备的运行必须稳定可靠。在工程实践中,消防联动系统供电电源的质量对其系统设备的运行影响愈来愈显著,这不仅来自系统供电电源的电压、频率及电流等基本要素是否满足消防设备用电的需求,还来自其与消防设备是否匹配。在具体的工程设计上,相关消防设备应包括建筑楼梯间全部正压送风口、着火层及上下相邻层的排烟阀(口)、电动防火门、防火卷帘门等。
2 线路电压降对系统的影响
2.1 导线内阻
导线本身有电阻。阻值大小与线路长短成正比,与导线截面积成反比,另外,有些厂家生产的导线质量差,无形中又增加了阻值。
2.2 接点电阻
在总线中接入了烟感、温感、手动报警按钮、输入模块、控制模块等各类编址单元,如接线端子压接不紧,会引入接点电阻。另外,线头不焊锡,时间长了裸露在空气中会产生一层氧化层,也造成接点电阻增大。接入编址单元数量越多,接点电阻就越大。我们把导线内阻和接点电阻统称为线路内阻。正是由于线路内阻的存在,才引起了电路中工作负载两端的电压下降问题。总线制火灾报警控制系统一般有3种总线,即报警回路总线、电源总线、网络通信总线。报警回路总线指报警器与各探测、控制器件的连线;电源总线指报警器或电源箱给可燃气体探测器、控制模块、楼层显示器提供DC24V的线路;网络通信总线指系统中报警控制主机、从机、楼层显示器之间的通信联络线路。
相对于电源总线,报警回路总线和网络通信总线压降问题比较少。以报警回路总线为例:由于各个报警器生产厂家对这个问题都很重视,对报警回路最大负载、回路线的长度、线径都提出了明确要求。报警电流是12 mA。报警回路中的电流很小,因而线路内阻引起的压降不大。线路压降问题影响比较突出的一般出现在电源总线中,这主要有以下几种情况:①电磁脱扣类联动设备动作电流大防火卷帘门、排烟机、送风机、水泵等大型的重要消防设备都是通过中间继电器来控制的。选用继电器的阻值一般都在500 Ω以上,动作电流已经比回路总线中编址单元的工作电流大多了,可这不是产生压降的主要原因。②排烟阀、送风口、电动碟阀等电磁脱扣类联动设备才是“用电大户”。排烟阀、送风口的电磁阀一般标称工作电流为l A。这样大的动作电流使线路内阻形成很大的压降。③从相关资料查询另一类“用电大户”是可燃气体探测器。它比总线探测器、手报、模块等器件大很多。由于可燃气体探测器目前在本地应用还不是很广,所以尚无具体工程验证,仅做参考。
3 解决措施
1)施工
施工时,应文明施工,尽量保证线路安装完好、可靠。在穿线时,应将杂物清出线管,以免把导线芯拉断,不知不觉中使得导线的截面变小了。应尽量减少接头,这不但可以避免产生不必要的故障,而且也可以减小接点电阻。在相对较小的工程可能觉察不出有何影响,当线路达到一定长度时这种影响就不能不考虑了。
2)多敷设几路DC24V电源总线
在工程施工组织设计中就应该考虑到多敷设几路DC24V电源,可以减少线路中控制模块的数量,从而减小接点电阻,并且可以避免一条电源总线绕来绕去,对减小线路长度有很大帮助。
3)所控设备实行分时控制
分时控制可以减少同一时间内需要控制的设备数量。同一时间内,外控设备数量减少了,并联在电源总线上的负载就增大了,就可以降低线路内阻的影响。
在工程示例中,我们可以采取这样的方法减小线路压降,通过在现场编写联动延迟顺序,对3个排烟阀延迟控制打开。如每隔3 s驱动一个排烟阀。
4)加大电源总线的线径
电源总线的线径根据工程实际情况事先计算好,以免既成事实无法补救。以笔者经验一般电源干线最好选用4 mm2以上的。
5)接线端要焊锡
接线、接头应焊锡,压接在端子上的线头也应焊锡或用接线鼻冷压后焊锡,并压接牢固。在前面的工程示例中,最后均是通过增加电源总线,所有接头焊锡,压接端子重新紧固等手段解决问题的。
4 小结
综上所述,火灾自动报警及消防联动系统的电源配置与建筑规模、供电距离、消防联动设备多少有关,在满足足够容量要求的同时,决不能忽视线路压降的影响。只有充分考虑这些因素,在施工阶段充分注意工艺和质量,才能可靠地保障系统的联动功能,充分发挥其应有的作用。