商場消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)設計及應用

裴善勇， 杜立杰

(安科瑞電氣股份有限公司，上海 201801)

0 引言

建筑物的消防安全很大程度上取決于消防設備的好壞，而消防設備能否正常工作又取決于供電電源的工作狀態(tài)。一直以來，因消防設備供電電源失控造成消防設備失靈，致使火災蔓延的事情屢有發(fā)生，特別是在社會供電緊張、設備質量不佳、安全意識淡薄的時期，這一問題更顯得突出。如何從技防手段上實現(xiàn)對消防設備供電電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，一直受到公安消防部門的高度重視。在2011年7月1日開始貫徹實施的GB 25506—2010《消防控制室通用技術要求》中強制性規(guī)定:消防控制室應能顯示消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和欠壓報警信息。GB 28184—2011《消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)》也于2012年8月1日實施，該標準強制規(guī)定了消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能、試驗和檢驗規(guī)則等內容。

1 工程概況

某商場綜合樓，地上7層，地下4層，總建筑面積超過11萬m2，為一類高層建筑，主要功能為專賣、餐飲、影院、花園、精品店及服務配套，其中-4F～-2F為停車庫，-1F和1F～7F為專賣、餐飲、影院、花園、精品店和服務配套區(qū)域，屋頂局部為設備用房。

根據(jù)智能化管理要求，需要對整個商場綜合樓的消防設備供電電源的工作狀態(tài)進行全過程連續(xù)監(jiān)測、集中控制和統(tǒng)一調度。

2 消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)(AFPM)能夠對消防設備電源的工作狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，通過檢測消防設備電源的電壓、電流、開關狀態(tài)等有關設備電源信息，從而判斷電源設備是否有開路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相以及過流(過載)等故障信息并報警、記錄的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有可靠性、實時性，并具有數(shù)字化、智能化、網絡化、自動化和連續(xù)監(jiān)控的特性，實時反映被監(jiān)控設備電源的工作狀況，并集中顯示，可以有效避免在火災發(fā)生時，消防設備由于電源故障而無法正常工作的危急情況，最大限度地保障消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。

消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)主要由消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器及傳感器組成。采用集中供電方式，通過監(jiān)控器給現(xiàn)場傳感器提供DC 24 V安全電壓，有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，可廣泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融和電信等領域［3-4］。

3 系統(tǒng)組網方案設計

3.1 系統(tǒng)組網結構

該商場綜合樓項目的傳感器主要安裝在1#、2#、3#和地下室這4個區(qū)域，由于消防設備的供電電源是一路主電源和一路備用電源，因此傳感器選用AFPM3-2AV，其中1#井分布19只AFPM3-2AV，2#分布 14只 AFPM3-2AV，3#分布 28只 AFPM3-2AV，地下室分布38只AFPM3-2AV，總計99只。結合傳感器數(shù)量及其實際分布情況，消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用小型組網方式，即消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器+電壓傳感器的兩層結構組網模式，從而簡化了系統(tǒng)結構設計。整個監(jiān)控系統(tǒng)功能全面、安全可靠、探測準確、性價比高，系統(tǒng)內部采用RS-485網絡通信，對外提供Modbus-RTU通信協(xié)議，以滿足其他標準系統(tǒng)的連接。小型消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。

圖1 小型消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

3.2 現(xiàn)場監(jiān)測設備功能及特點

AFPM3-2AV三相交流雙電源電壓傳感器用于在現(xiàn)場對各種消防設備的電源及設備運行狀態(tài)實時監(jiān)測并進行數(shù)據(jù)采集，具有過壓、欠壓、缺相、錯相報警、事件存儲等功能。報警器能夠記錄報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為消除故障提供依據(jù);另外，此傳感器采用現(xiàn)場總線通信技術，上位機管理軟件可以實時監(jiān)控現(xiàn)場的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)報警信息。通過RS-485接口，標準Modbus協(xié)議可以與各種標準系統(tǒng)相連，具有集成度高、網絡化、智能化程度高、動作特性合理等優(yōu)點。

AFPM100/B消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器采用集中式、模塊化設計，配接AFPM3-2AV三相交流雙電源電壓傳感器，對所監(jiān)測的消防設備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數(shù)進行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶進行管理和監(jiān)控;通過人機交互界面，將消防設備電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)匯總顯示，具有管理、查看、報警和打印等多項功能。

4 系統(tǒng)安裝設計

4.1 系統(tǒng)布線設計

該商場綜合樓項目的消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的布線設計應遵循以下準則:

(1)系統(tǒng)的布線應符合GB 50303—2013《建筑電氣裝置工程施工質量驗收規(guī)范》的要求。

(2)在管內或線槽內的穿線，應在建筑抹灰及地面工程結束后進行。在穿線前，應將管內或線槽內的積水及雜物清除干凈。

(3)系統(tǒng)應單獨布線，系統(tǒng)內不同電壓等級、不同電流類別的線路不應布在同一管內或線槽的同一槽孔內。

(4)導線在管內或線槽內不應有接頭或扭結。導線的接頭應在接線盒內焊接或用端子連接。

(5)敷設在多塵或潮濕場所管路的管口和管子連接處均應作密封處理。

(6)系統(tǒng)導線敷設后，應對每回路的導線用500 V的兆歐表測量絕緣電阻，其對地絕緣電阻應不小于50 MΩ。

(7)同一工程中的導線應根據(jù)不同用途選擇不同顏色加以區(qū)分，相同用途的導線顏色應一致。電源線正極應為紅色，負極應為藍色或黑色。

(8)AFPM100/B消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器與AFPM3-2AV傳感器之間的線路距離不應超過500 m，應盡可能不要在強電及環(huán)境復雜的區(qū)域布線。監(jiān)控器與傳感器之間的通信線規(guī)格:ZR-RVSP-2×1.0 mm2，電源線規(guī)格:ZR-RVS-2 ×1.5 mm2，以上規(guī)格為最低要求。線路穿線管宜采用金屬管。

4.2 監(jiān)控器安裝設計

GB 25506—2010《消防控制室通用技術要求》規(guī)定:消防控制室內設置的消防設備應包括火災報警控制器、消防聯(lián)動控制器、消防控制室圖形顯示裝置、消防電話總機、消防應急廣播控制裝置、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)控制裝置、消防電源監(jiān)控器等設備，或具有相應功能的組合設備。若沒有消防控制室，消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器則應安裝在有人值班的場所。

該商場綜合樓項目的消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器安裝在變電所值班室內，監(jiān)控器的安裝應遵循以下準則:

(1)監(jiān)控器在墻上安裝時，其底邊距地(樓)面高度宜為1.3～1.5 m，其靠近門軸的側面距離不應小于0.5 m，正面操作距離不應小于1.2 m。

(2)落地安裝時，其底邊宜高出地(樓)面0.1～0.2 m。

(3)監(jiān)控器應安裝牢固，不得傾斜。安裝在輕質墻上時，應采取加固措施。

(4)監(jiān)控器每一總線回路連接設備的總數(shù)不宜過多，宜應留有不少于回路額定容量10%的余量，方便以后系統(tǒng)擴展。

(5)監(jiān)控器的交流電源應使用消防電源。

根據(jù)現(xiàn)場情況，消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器掛墻安裝，其底邊距地面高度為1.4 m。

4.3 傳感器安裝設計

商場綜合樓項目的AFPM3-2AV三相交流雙電源電壓傳感器安裝于斷路器或隔離開關的輸出端和雙電源切換裝置的輸入端之間，主電源電壓信號接1、2、3、4四個端子，備用電源電壓信號接5、6、7、8四個端子。以位于地下室區(qū)域的消火栓泵配電箱雙電壓監(jiān)控為例，AFPM3-2AV安裝位置示意圖如圖2所示，實物安裝位置圖如圖3所示，電壓信號接線示意圖如圖4所示。

圖2 AFPM3-2AV安裝位置示意圖

圖3 AFPM3-2AV實物安裝位置圖

傳感器的安裝應遵循以下準則:

(1)禁止在不切斷電源的情況下安裝傳感器。

(2)傳感器應獨立支撐或固定，安裝牢固，并應采取防潮、防腐蝕等措施。

(3)當不具備單獨安裝條件時，傳感器可安裝在配電箱內，但不能對供電主回路產生影響。應盡量保持一定距離，并有明顯標志。

(4)傳感器的安裝不應破壞被監(jiān)控線路的完整性，不應增加線路接點。

(5)AFPM3-2AV傳感器安裝設計時，采集電壓信號時需在相線串接規(guī)格為1 A額定電流的熔斷器，總計需要6個。

(6)AFPM3-2AV傳感器的供電電源不能從其他地方取得，必須由消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器提供，供電電壓為DC 24 V。

圖4 AFPM3-2AV電壓信號接線示意圖

5 系統(tǒng)現(xiàn)場調試

系統(tǒng)現(xiàn)場調試流程如下:

(1)監(jiān)控系統(tǒng)接入電源，主機與傳感器之間的連接安裝完成，之后檢查各種連線規(guī)格是否滿足要求，連線是否有短路、松動現(xiàn)象。

(2)在施工方已完成接地絕緣電阻測試，并確定絕緣電阻滿足施工要求的前提下，用萬用表測量，接入線對大地的絕緣電阻應不小于50 MΩ。

(3)首先將傳感器通電，待其穩(wěn)定，報警器進行信號采集后，設置傳感器的通信地址碼、電壓報警值等，并對傳感器的各項功能進行測試。

(4)打開監(jiān)控系統(tǒng)主電源，用萬用表測量各條線上的電壓是否正常，之后配置監(jiān)控主機的系統(tǒng)參數(shù)(包括通信端口、傳感器的通信地址碼等)。檢查通信是否連通，如通信不能連通，應檢查通信地址碼及通信線，直至正常通信。對監(jiān)控系統(tǒng)基本功能、報警、控制輸出等功能進行試驗。

(5)全部調試完畢，試運行3 d。系統(tǒng)驗收后方能投入正常運行。

6 結語

本文主要從系統(tǒng)組網方案設計、系統(tǒng)安裝設計和系統(tǒng)現(xiàn)場調試三個方面介紹了某商場消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計及應用。消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)目前還是個新生事物，相關的標準及應用機制還不夠健全，但隨著該系統(tǒng)相關產品在實際場合的具體應用，相關問題和不足都將得到應有的處理和解決。消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)作為一種預警系統(tǒng)，隨著現(xiàn)場的實際投入使用，商場的消防設備運行可靠性必將得到良好的保證，從而為商場的正常運行和人民生命財產安全保航護駕。

［1］ GB 25506—2010 消防控制室通用技術要求［S］.

［2］ GB 28184—2011 消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)［S］.

［3］ 周中.智能電網用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產品選型及解決方案［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2011.

［4］ GB 50116—2013 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范［S］.