消防水泵的常见电气故障探讨

曾涛涛

[摘    要]建筑防火工程最需要的就是水，消防水泵是建筑物消防系统中最重要的设备，发生火灾时的有效灭火主要取决于消防泵能否正常运行。水泵的安装和维护不当会导致各种应急行动难以开展，一旦发生火灾，消防水泵将无法正常工作，影响消防救援并造成重大损失。本文先分析消防泵在实际应用中情况，并阐述消防水泵中易发生的电气故障，提出一些排除故障的方法和预案。

[关键词]建筑防火;消防水泵;电气故障

[中图分类号]TU892 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）11–0–02

[Abstract]Water is the most needed in building fire protection engineering. Fire pump is the most important equipment in building fire protection system. The effective fire extinguishing in case of fire mainly depends on whether the fire pump can operate normally. In fact， due to the improper installation and maintenance of the water pump， it will be difficult to carry out various emergency actions. In case of fire， the fire pump will not work normally， which will affect the fire rescue and cause great losses. This paper first analyzes the situation of fire pump in practical application， and describes the electrical faults in fire pump， and puts forward some troubleshooting methods and plans.

[Keywords]building fire protection; fire pump; electrical fault

1 在实际应用中消防水泵的使用情况

通常有两种建筑消防泵的组合：一台用于使用，一台用于备用;两台用于使用，一台用于备用。前一方案要求主泵和备用泵必须具有相同的性能，并且能够独立承受所有消防用水供给量;后一方案要求两个主泵同时工作时，必须能够满足供水系统的最大要求，备用泵的工作能力应不小于最大主泵的能力。在实际应用中，通常会为一组消防泵安装一个单独的消防泵房，并构建一组相应的配电控制柜。配置消防水泵的控制柜时，通常满足以下功能。

对于消防泵的启动和停止控制，消防泵的典型启动方法为小容量电动机直接启动。配备双电源自动转换开关。根据GB5016—2010的《建筑设计防火规范》第115条明确规定：“消防室、消防泵室、防烟排风扇室、消防设备和消防电梯等的电源必须位于配电线的末端。单级配电箱装有自动转换装置。”也就是说，消防泵控制箱的前面必须使用自动转换开关，安装热继电器保护装置，以防止电机因过热而损坏。同时，热继电器用作主泵和备用泵的相互切换装置，切换泵的运行模式通常包括手动和自动。手动模式主要用于现场测试泵的运行，自动模式主要用于消防室的远程操作。切换消防泵组的运行模式，在两个泵组之间进行切换可以自动启动备用泵，主要用于主泵出现电气故障或供水能力不足时。远程分配控制柜通常具有一个远程控制模块，该模块连接到消防室以满足远程控制要求。消防水泵的配电控制柜具有控制水泵电机的启动运行、控制电气故障保护、控制运行模式、控制泵组之间的运行切换以及远程控制等功能。除了小容量电动机的直接启动方法之外，为了限制大启动电流，大容量电动机通常以星三角、软启动器和其他启动控制方法启动。常见的水泵电气故障保护主要采用主回路空气开关断电保护，开关的电磁跳闸或热继电器的跳闸以及在主电路中感应大电流的其他电气保护装置起作用。操作模式控制有手动和自动模式，自动模式主要用于远程控制和确定泵组的启动顺序，手动模式用于现场测试泵的运行。泵组之间切换操作的控制是：当主水泵发生电气故障或供水能力不足时，备用水泵可以自动启动。远程控制意味着：可以在远程操作室中，由消防栓的按钮控制可替代水泵的功能。

2 消防水泵的常见电气故障

2.1 消防水泵常见故障

主电路电源或辅助控制电路电源断开或缺失，开路或电源不足将使主电动机电路不导通，因此泵无法正常启动;主电路电源缺相，当电动机停止时，缺少单相电源启动电动机一般只会发出停机的嗡嗡声，电动机不转动，如果不立即切断电源，它会将电机绕组烧坏。在运行过程中，没有单相电源的电动机仍可以工作，但是磁场失真，有害电流分量急剧上升，最终绕组烧坏;泵体长期无法测试操作会导致机械传动部分出现生锈和腐蚀的现象，因此，发动机无法正常启动;泵房中恶劣而潮湿的环境会损坏电机绕组的绝缘，并导致接地故障或两相之间的短路。配电柜中电气组件的长期运行会导致发束热松弛，从而导致电源无法稳定连续地为电动机供电。

2.2 无法更换主消防泵和备用消防泵的故障

当发生故障时，如补偿设定值或保护元件不完整时，故障信号不会消除。在实际应用中，大多数配备消防水泵的配电控制柜都使用电源主回路空气开关的电磁或电子跳闸以及继电器的过载和过热跳闸。这时需确定电源和水泵的运行状态，并将其用作水泵组切换操作的信号。在正常工作中，由于工作人员的粗心大意，控制柜面板設置混乱会导致操作不当，从而导致泵之间的正常切换受到阻碍。

3 针对现有电气问题采取应对策略

考虑到泵组发生电气故障的可能性，有必要在系统的相关部分建立一个针对相关参数的检测装置，以有效及时地反映故障原因和隐患。当然，该解决方案应考虑经济性和便利性的要求，在错误发生之前尽可能多地标记，在发生故障时及时发现，以便及时消除潜在的隐患。

3.1 泵组突发故障排除

泵组在正常运行时偶发的故障，如阀门关闭、电动机绕组绝缘损坏以及电源回路故障等，需要特定的手段排除。实际上，确定单个泵体是否能够有效且及时运行的标准应该是在泵啟动命令5～10s后，检查系统管道中的水压，如果设定的水压在标准范围之内，则泵的供水能力是正常的;如果水压低于或高于系统的正常要求值，则可以判断出泵的供水能力是异常的。这种方法只能依靠对电动机配电电路的检测来确定是否存在电气故障，但是无法判断水泵单元的整体效率，仅靠电流和单相电压来判断电气故障也不是很全面，需要添加参数值和相序的判断以完全反映泵输入功率的动态变化。建议在系统管道网络中安装压力开关，如果泵正常运行，压力开关的操作值应为设定压力值。如果在发出启动信号后的指定时间内压力开关不工作，则认为主泵的供水能力异常，并自动发出启动备用泵的信号，同时进行故障泵的检修。

3.2 电气元件检查

如果发生电气故障，可以使用市场上集成电动机保护设备作为检测电气故障（如相序、三相电压异常、缺相、短路、过电流等）的技术手段。它可以在开始运行时发送错误信号，并在泵组处于就绪状态时发送有关断电的预警消息。

3.3 水泵控制柜面板设置

水泵控制柜面板上设置的主备用机械控制选择开关按钮应具有唯一的模式选择。这意味着该位置只能锁定在一种运输方式和一种备用状态下，从而可以消除人为错误引起的故障。考虑到当前情况，国家消防部门修订消防泵的制造、安装和测试标准时，应充分考虑实际应用条件，应更加明确和加强主泵故障的判断和检测方法。如果系统管道网络中安装的压力开关不起作用，则备用泵将运行。消防水泵更具可执行性、可操作性，将有助于为大量消防泵的制造、安装、测试、操作和维护单位提供强制性指导，这也是消防供水设施的正常功能的法律保证。如果水泵单元可能发生电气故障，则必须在电气系统的相关部分中安装参数检测设备。例如，可以在消防泵上安装过载保护装置，过载能作用于警报信号，维修人员可以及时有效地发现缺陷和隐患。

3.4 日常维护保养

定期对消防泵进行良好的维护，并将其记录在文件文档中。此外，可以建立值班人员巡逻系统，每次换班时都要在消防泵房进行安全巡逻，检查电源是否正常、是否有故障信号，并作详细记录。在系统管网中的关键位置安装压力开关与水位监测器，系统管道中的水压应达到正常要求值，并且压力开关的工作值通常在标准中的参数值范围内。如果在启动水泵后的指定时间内压力开关不工作，则可以判断水泵的供水能力异常。此时，先排除操作故障，然后检查是否存在电气故障，例如三相电压异常、缺相、短路或过电流。如果检查后电气系统正常，则可以在下一步中检查水泵的机械故障。

4 结论

发生火灾时，消防泵能否正常运行非常重要，因此，不应低估消防泵系统的日常检查和维护。如果在系统中发现电气故障，则必须及时进行处理，以确定需要消防泵工作时能够立即启用。

参考文献

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