火灾自动报警系统防雷技术研究

刘刚

摘要：火灾自动报警系统是集火灾信号探测、报警、控制和接收为一体的信息控制系统，实现火灾早发现早防护，是现代建筑防灾减灾的重要组成部分，而系统中的探测电路、控制线路、配电线路以及消防设备等容易因雷击而造成误动作或失效，从而影响系统的可靠性、安全性，本文通过对火灾自动报警系统各部件雷电灾害侵入途径分析，结合现代防雷技术，对系统的防雷保护要点和方法进行研究。

关键词：火灾自动报警系统;防雷接地;浪涌保护器（SPD）;等电位联结;

1.火灾自动报警系统组成

火灾自动报警系统是火灾探测报警与消防联动控制系统的简称，分为区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统，本文以集中报警系统为例进行防雷保护研究。集中报警系统由两部分组成：一是火灾探测报警系统，包括触发器件（火灾探测器、手动报警按钮发出报警信号）、火灾报警装置（接收、显示和传递火灾报警信号）、电源;二是消防联动控制系统，包括联动控制器、图形显示装置、电气控制装置、电动装置、联动模块、应急广播设备、消防电话。

2.火灾自动报警系统雷电风险分析

火灾自动报警系统大部分设备和构件均处于建筑物内，属雷电防护LPZ1区，该区域内不会遭受直击雷击，雷电电磁场强度得到初步的衰减，系统可不考虑直击雷造成的危害，但系统所处的建筑物应当具备直击雷保护措施，火灾自动报警系统雷电损坏的途径主要通过以下几种方式。

2.1雷电静电感应危害

当建筑物附近空间有雷暴云时，云下的金属导线、金属管道等由于静电感应而带上相反的电荷。当闪电放电后，由于金属导线、金属管道与大地间的阻抗较大，导线或管道上积累的电荷形成了局部感应高电压，在信息线路、架空线上可达几十至上百千伏，形成的感应高电压以浪涌电压的形式传导至与之相连的建筑物内设备上，造成设备损坏。

2.2雷电电磁感应危害

雷电流具有极大的峰值和陡度，当发生云闪或地闪时，在周围空间形成强大的瞬变电磁场，变化的电磁场在开口环状金属线路、金属管道感应形成的过电压高达上千伏，而火灾自动报警系统中微电子设备、通信设备、控制设备内部高度集成，从而造成电子设备耐过电压、过电流的能力弱，抗浪涌电压的承受能力下降，加之信号来源路径增多，更容易因电磁感应过电压遭受损坏。

2.3地电位反击

火灾自动报警系统所在建筑物外部防雷系统遭受直击雷后，雷电流向大地释放，将在接地装置上产生较高电压，该电压远超设备的工作电压，此高电压将通过系统的接地线、电缆屏蔽管、各种管道引入设备，造成设备的反向击穿损坏设备。

3.火灾自动报警系统防雷要点

3.1消防控制室的雷电防护

消防控制室处于建筑物雷电防护的LPZ1区，室内集中布置了火灾报警控制器、火灾图形显示装置、消防联动控制装置等消防控制设备。消防电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架和金属管、槽等，应采用等电位连接并接地，当采用共用接地装置时，接地电阻值不应大于1Ω，采用专用接地装置时，接地电阻值不应大于4Ω，由消防控制室接地板引至各消防电子设备的专用接地线应选用铜芯绝缘导线，其线芯截面面积不应小于4mm2，等电位连接系统中所有防雷器及报警主机都应采用大于1.5mm2绝缘多股铜导线连接到中控室等。

3.2火灾报警控制器的雷电防护

火灾报警控制器属于整个是所有探测信息收集、输出的核心组件，也是雷电防护的重点部位。主要考虑抑制从探测回路、供电线路等进出报警装置引入的过电压。火灾报警装置主要的进出线路接口有：～220V供电线路;多控制线;RS-485、RS-323通信总线;DC24V电源线;远程网络通信线;报警总线;针对不同输入、输出信号特点以及线路接口参数，选择相应技术参数的SPD进行保护。

3.3外接线路防雷保护

火灾自动报警系统中大部分设备构件处于LPZ1区，而消防广播、消防电话、高位水箱可能有部分设备部件未处于接闪器的保护范围，而是处于雷电防护LPZ0A区，该区内设备、设施可能遭受直击雷击。针对不受保护的设备设施，比如处于LPZ0A区的消防广播、屋面高位消防水箱均需要考虑采取直击雷防护措施，外接消防电话应当考虑从建筑物外引入雷电浪涌电压的防护措施。

3.4地电位反击保护措施

消防系统设备所在建筑物遭受直接雷击后，接地系统电压抬升，此时电源系统PE线、信号系统逻辑接地线电压远高于系统相线、信号线工作电压，为了消除电位差，则需要在地线和相线或信号线之间通过浪涌保护器连接，保证正常工作状态下两者不连通，处于开路状态，当地电位抬升超过SPD启动电压时，SPD消除此在设备内由于线间电压差而造成的损害。

3.5电源系统防雷保护措施

火灾自动报警系统一般采用TN-S系统，信息系统防雷等级不应低于C级防护。在消防总配电柜应设放电电流In≥50KA 或Iimp≥12.5KA一级SPD保护，其他消防电动装置，如消防泵、防火卷帘、防防排烟设备、防火卷帘用分电箱设标称放电电流In≥20KA SPD做第二级保护，报警控制器、联动控制器、UPS设备可设标称放电电流In≥3KA SPD做第三级保护。

4. 结束语

火灾自动报警系统是现代建筑消防系统的重要组成部分，整个系统线路复杂、设备设施较多，其中各种感烟、感温、燃气等探测器在各防火分区内大量设置，其次消防水泵、防火卷帘、防排烟等联动控制设备不仅有低压动力电源，还有弱电控制线路，加之设置火灾自动报警系统区域往往属于人员密集区域，需分析火灾自动报警系统各部分雷電灾害的侵入途径，利用现代防雷技术的“接闪、引下、接地、分流、屏蔽、综合布线”六要素，才能全面做好火灾自动报警系统防雷保护。

参考文献

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[2]GB 50116-2013，火灾自动报警系统设计规范[S]

[3]GB50057-2010，建筑物防雷设计规范[S]

[4]GB50343-2012，建筑物电子信息系统防雷技术规范[S]