消防泵控制柜、消防巡检柜的结线方案析疑

(福建意昂机电股份公司，福建　泉州　362000)

1　引言

图1是某建筑电气工程消防泵、消防泵巡检柜的设计图，为了方便，仅体现2台泵设计图，其余4台泵同样，巡检柜共用1台。工程设有2台室外消防泵(配电机功率30kW)，2台室内消防泵(配电机功率45kW)，2台喷淋泵(配电机功率55kW)，此图中有几点疑义，及将来消防设备维护可能对巡检柜的功能理解有误，以下作探讨，供同行参考。

2　设计图中的疑义

(1)消防泵采用自耦降压启动方式，根据自耦变压器的原理及构造，在降压启动过程中，自耦变压器三个绕组的一个同名端需联结成一点，接成Y型接法，即图中接触器KM3(KM6)应动作闭合，图1中所示一次结线的自耦变压器并没有直观体现出这个功能。虽然熟悉的施工人员或控制柜制造厂家看到这张图，明白正确的接法，但现在建筑市场较混乱，现场有的施工人员经验不足，知识缺乏，甚至有的工程没有配专业施工员，承包人没有经过审图就把图纸交给工人直接到现场作业，从图1中看，现场会误以为是从热继电器JR和接触器KM3(KM6)分别各敷设一路电缆至消防泵电机。似乎与Y-Δ降压启动的电机一样，从控制柜敷设两路电缆至电机，造成施工错误，浪费材料和人工费用。在设计图中应把电气原理的一次结线表达清楚(如图2所示)，以免造成没必要的损失。

(2)从消防泵巡检柜(JH-XF)出线至消防泵控制柜(XFAC)，图中所示“巡检柜对水泵的控制线”，其实是每台消防泵电机变频低速运行时的电源线路，本工程设计6台水泵，需有6路的电源线从JH-XF柜引出，分别接到消防泵、喷淋泵控制柜对应的热继电器出线端子上与电机一一对应，而图1中仅画出4路电源线。这会造成工程预算时造价人员产生误解，造价员在做预算时，只会看懂图纸直观的体现，并不理解电气的原理，也不一定能指出图中的错漏，只按照设计的4路电缆和配管计算工程量，工程造价产生偏差，给工程管理带来争议。

再者，设计选择的出线电缆的截面也值得磋商，设计图中说明“巡检控制柜对水泵的控制线选型按照消防水泵控制柜启动水泵的动力线一半配置”。按照这个原则，45kW水泵电机设计配的电缆是WDZN-YJY-0.6/1KV-4*50，那么巡检柜对水泵控制线就要配WDZN-YJY-0.6/1KV-4*25。其实这条电缆截面偏大，不经济。国家标准图集04S204-120、121页说明，消防水泵巡检功能控制柜“可根据系统需要……巡检功率约为消防水泵电机额定功率的10%～30%。”实际运行中比10%更低，则45kW电机低速运行时，按30%额定功率计算才13.5kW，巡检时电机短时运转且据电缆敷设方式和环境，线路发热影响可以忽略，选配WDZN-YJY-0.6/1KV-4*10能满足要求，对于大功率电机，更应进行实际核算，以减少工程投资，节约经济。

图1

图2

(3)设计选用的巡检柜(JH-XF-55/8)不切合实际，这个型号巡检柜能巡检控制8台水泵，最大功率55kW，而本工程配置的消防泵、喷淋泵共6台，选用JH-XF-55/6即可。市场上巡检柜的价格是以所巡检水泵台数及电机功率进行计价，水泵台数越多功率越大，价格越高。在设计时应选择适用的巡检柜型号，减少业主投资。

(4)巡检柜的进线端选用隔离开关(OT125F3)，不妥。OT125F3是ABB公司产的隔离开关，适用于无需保护(短路、过热保护)的场合。现有的巡检柜是具有过流、过压、欠压、缺相、短路的功能，但保护范围是电机及从巡检柜出线至电机段的线路。从巡检柜进线端隔离开关至变频控制器(JH-MR)之间的汇流排及变频器本身的短路、过热保护需另设保护。所以图中的隔离开关应该改为空气断路器，才能更好地保护柜内的电气元件。国标图10D303-63页、04S204-120页的方案，均是采用空气断路器保护。

(5)图1中从接触器KM1(KM4)的触点取信号反馈至巡检柜(JH-KZ)也值得商讨。我们知道，消防智能数字巡检设备输出巡检指令逐一对主回路进行巡检，巡检返回信号取自于各电器元件的主辅触点。反馈信号时间允许值不大于2s。主回路巡检完成后，巡检控制器会发出下一个指令至无压巡检装置，该装置接到巡检指令后依次对消防泵进行低速无压巡检。巡检时电机转速较低，系统不产生水压。巡检时，消防泵的驱动功率很小，约是泵额定功率的百分之一，所以节能显著。整个巡检过程中如设备接到消防命令，智能巡检控制器会立即发出停泵巡检指令，瞬时启动消防泵完成消防任务。只有到了下一个巡检周期且无消防事件发生时，才开始一个新的巡检运行过程。

下面以1台泵为例分析图1所示反馈信号取源点位置在巡检过程中的逻辑关系。①平时消防泵不运行(没有消防任务)，接触器KM1没动作，巡检控制器就按照设定的程序执行巡检，从KM1的触点取得信号，判断可以对消防泵进行低速无压运转，则发出指令，对泵逐台巡检。也就是说，靠着从接触器KM1是否动作来判断是否执行对消防泵进行低速运转巡检。②若JH-KZ从KM1的触点检测到的信号是该接触器动作的，那么巡检控制器就不得发出指令让泵低速运转，不执行巡检任务。③如果在巡检控制器在检测KM1时，消防泵正在降压启动，启动的时间一般大于2s。这时KM1没有动作，是KM2、KM3动作，待降压启动完成，KM1才动作投入全压运行。那么在降压启动这时段巡检控制器还是会发指令让泵低速运行，因为KM1没有动作。这就造成逻辑冲突，是不允许的。

综上分析，图1这种情况只适用于消防泵全压直接启动的情形，对于自耦降压启动的水泵其逻辑关系是不严密的，即水泵巡检反馈信号取源点设于KM1的触点不能满足逻辑关系，还需在KM2的触点取源，两个取源信号组成逻辑“或”的关系，也就是说只要KM1或KM2其中有一只接触器动作，智能巡检控制器就不得发出泵低速运行的指令，这才能避免在水泵降压启动中又接到低速运行的指令，使得逻辑关系可靠。

3　消防泵巡检其他问题

(1)设置消防泵巡检柜是为了弥补水泵长期闲置水泵因轴锈蚀堵转、电机定子绕组及电源线路潮湿绝缘下降等原因造成消防泵不能启动的难题，对水泵机组进行周期性巡检，以保证水泵良好的状态。国家公共行业标准(GA30.2)5.4.4条规定：消防泵长期处于非运行状态的设备应具有巡检功能。但工程建成后消防系统的维护，由于使用单位对火灾防范的不够重视，从业人员知识缺乏，以为消防泵已经设有巡检柜进行周期性的巡检，就一劳永逸，只要巡检柜没有发出故障信号，就觉得水泵状态良好，没必要到泵房实地巡查。其实这是错误的理解，是不明白消防泵巡检柜所巡检的范围所致。消防泵控制柜内还有其它的电气设备长期处于闲置状态，不在巡检柜所巡检的范围内，如图1中所示的消防泵控制柜内的进线断路器、接触器、热继电器、自耦变压器及柜内的母线排，跨接线、端子排等均不在巡检范围内。消防泵房大多数设在建筑物的地下室，地下室环境潮湿，空气湿度大，电气元件长期闲置容易潮湿，譬如断路器、接触器触头端面锈蚀，接触器线圈受潮，自耦变压器绕组潮湿等，特别是有的软启动器内的电路板受潮，这些都会造成消防泵不能正常的启动，这类情形日常维护均有出现过。但巡检柜巡检时消防泵还是正常低速运转，不会发出故障警示信号。所以在日常巡查中必须要求维护人员到实地进行检查，才能更好保证使泵的良好状态。

另消防泵巡检只是水泵低速运行，消防管网系统无压，并不是在工况状态下运行，水泵的流量、扬程，额定功率下的运行，并没有巡检到。以前有工程在泵房调试时出现开泵运行电流一直很小，但水泵能长时间运转，经现场检查发现一根大木条横隔在进水口。这些情况都是需要维护中实地发现的，并不是靠着设置消防泵巡检功能来解决。

(2)关于消防泵巡检的两部规范的理解

①国家公共安全行业标准(GA30.2)第2部分：消防自动恒压给水设备

5.4.4巡检功能

5.4.4.1设备应具有自动和手动巡检功能，其自动巡检周期应能按需设定。

5.4.4.2消防泵按消防方式逐台启动运行，每台泵运行时间不少于2min。

②国家标准《固定消防给水设备》(GB27898.2-2011)第二部分：消防自动恒压给水设备

5.4.6巡检

5.4.6.1设备具有手动巡检和巡检提示功能，其巡检提示周期应能按需设定，但最长周期不应超过360h。

5.4.6.2巡检的操作方法应简便，且应在《操作指导书》中规定。

5.4.6.3巡检过程中消防泵应逐台启动进行，每台泵在额定工况下运行时间不应少于2min。

从国家标准《固定消防给水设备》(GB27898.2-2011)规定，如图1设计也不能满足规范要求。设计巡检只是水泵低速运转，管网无压，电机功率很小的情况运行，无法满足规范要求的“额定工况”下运行，这也值得业界考虑。而且，规范要求是手动巡检，周期性的提示“要手动巡检”，并不是自动巡检。这条规范的规定也许是考虑到国家现状，促使维护人员到泵房实地巡查而做出。