對(duì)建筑電氣中常用消防設(shè)備的供電及其保護(hù)的一點(diǎn)見(jiàn)解

張忠強(qiáng)

摘要：隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展及人們生活的電氣化程度的不斷提高，消防設(shè)備供電問(wèn)題以及其可靠性已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。因此，文章將針對(duì)建筑行業(yè)中消防設(shè)備的供電及其線路的保護(hù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 建筑；電氣消防設(shè)備；供電；控制

在日常民用建筑或公共建筑中，伴隨著功能要求日趨完善，各類(lèi)用電設(shè)備使用量逐步增加，因?yàn)殡姎庠蛟斐傻幕馂?zāi)比例越來(lái)越大。消防設(shè)備供電與控制流程上的合理性是在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防設(shè)備功能正常工作將火災(zāi)損失減小到最小程度比較有效的方法。所以我們一定要保證建筑中發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)施能正常使用，確保消防設(shè)備供電的可靠性和安全性。

一、消防設(shè)備的供電負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)即將實(shí)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）中對(duì)負(fù)荷等級(jí)做了詳細(xì)規(guī)定，第10.1.1條 “下列建筑物的消防用電按一級(jí)負(fù)荷供電，……一類(lèi)高層民用建筑”，第10.1.2條“下列建筑物的消防用電應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷供電，…… 二類(lèi)高層民用建筑……”，第10.1.3條“除本規(guī)范第10.1.1和10.1.2條外的建筑物的消防用電，可按三級(jí)負(fù)荷供電?！?/p>

二、消防用電設(shè)備采用非專(zhuān)用供電回路供電

對(duì)消防用電設(shè)備一般均能滿足雙電源（對(duì)一級(jí)消防用電負(fù)荷）或雙回路（對(duì)二級(jí)消防用電負(fù)荷）在末端配電箱設(shè)置自動(dòng)切換裝置，以保障消防用電設(shè)備供電的可靠性。但在個(gè)別施工圖設(shè)計(jì)中，仍有消防用電設(shè)備采用非專(zhuān)用供電回路的問(wèn)題。如在消火栓泵、噴淋泵的雙電源供電回路中，接入生活水泵非消防用電設(shè)備，在消防用電配電設(shè)備中未要求設(shè)置標(biāo)注“消防”或“消防用電”等紅色字樣的明顯標(biāo)志。

三、消防設(shè)備配電回路的保護(hù)問(wèn)題

3.1 斷路器的選擇

現(xiàn)代建筑中常用的消防水泵和消防風(fēng)機(jī)多為鼠籠型電動(dòng)機(jī)，常用的裝置式斷路器分為配電型（瞬動(dòng)電流為10In）和電動(dòng)機(jī)型（瞬動(dòng)電流為12In），那么消防水泵和消防風(fēng)機(jī)應(yīng)該選哪一種斷路器比較合適呢？

在設(shè)計(jì)中可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流Ie來(lái)選擇斷路器脫扣器的額定電流In。若選用配電型斷路器，按式（2）來(lái)校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)斷路器是否會(huì)誤動(dòng)，若不會(huì)誤動(dòng)就選用配電型斷路器。若用配電型斷路器校驗(yàn)會(huì)誤動(dòng)，則選用電動(dòng)機(jī)型斷路器，按式（3）重新校驗(yàn)，若校驗(yàn)結(jié)果不會(huì)誤動(dòng)，就應(yīng)選用電動(dòng)機(jī)型斷路器。如果用電動(dòng)機(jī)型斷路器校驗(yàn)結(jié)果仍會(huì)誤動(dòng)，則說(shuō)明開(kāi)始選擇的斷路器脫扣器額定電流偏小，需要重新選擇。

3.2 靈敏度校驗(yàn)

電動(dòng)機(jī)回路可能出現(xiàn)的短路有單相接地短路、兩相或三相短路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)回路的脫扣器額定電流In選定后，其瞬動(dòng)電流就已確定，配電型斷路器瞬動(dòng)電流為10In，電動(dòng)機(jī)型斷路器瞬動(dòng)電流為12In。根據(jù)靈敏度校驗(yàn)公式：

——最小運(yùn)行方式下電動(dòng)機(jī)單相接地故障電流 （A）

——斷路器瞬動(dòng)電流（A），對(duì)配電型斷路器為10In，對(duì)電動(dòng)機(jī)型斷路器為12 In。

需要注意的是此處斷路器的瞬動(dòng)電流取值不再考慮其制造誤差，因?yàn)殪`敏度系數(shù)為1.3，已考慮此誤差。

如果經(jīng)過(guò)式（4）校驗(yàn)，單相接地故障的靈敏度能滿足要求，則電動(dòng)機(jī)的兩相和三相短路的靈敏度肯定也滿足要求，因?yàn)槠涠搪冯娏骺隙ù笥趩蜗嘟拥囟搪冯娏鳌?/p>

3.3 消防水泵、消防風(fēng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)

電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)是用來(lái)防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱造成的損壞，一般采用熱繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50055-2011）第2.3.7條“……連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)宜裝設(shè)過(guò)載保護(hù)，過(guò)載保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)電源。但斷電比過(guò)載造成的損失更大時(shí)，應(yīng)使過(guò)載保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)?！币虼瞬糠衷O(shè)計(jì)人員認(rèn)為消防水泵應(yīng)取消過(guò)載保護(hù)，筆者認(rèn)為這是不對(duì)的。對(duì)消防水泵（不管是消火栓泵還是噴淋泵）來(lái)說(shuō)，一般在設(shè)計(jì)時(shí)都設(shè)置有備用泵，通常為一用一備或兩用一備。備用泵在主泵故障時(shí)可自動(dòng)投入，因此每臺(tái)水泵都應(yīng)裝設(shè)過(guò)載保護(hù)。

3.4 消防水泵、消防風(fēng)機(jī)配電線路的過(guò)載保護(hù)

配電線路過(guò)載保護(hù)是用來(lái)防止線路過(guò)熱而造成絕緣損壞，一般用斷路器的長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器來(lái)實(shí)現(xiàn)。配電線路的過(guò)載保護(hù)具有反時(shí)限特性并滿足下列條件：

其中： ——負(fù)載線路計(jì)算電流（A）

——斷路器脫扣器額定電流（A）

——線路允許持續(xù)載流量（A）

這就是我們常講的斷路器要與線路配合，滿足了式（5）就可以防止因線路過(guò)熱而造成的絕緣損壞。

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50054-2011）第6.3.6條“過(guò)負(fù)荷斷電將引起嚴(yán)重后果的線路，其過(guò)負(fù)荷保護(hù)不應(yīng)切斷線路，可動(dòng)作于信號(hào)?！?，這里過(guò)負(fù)荷就是指的配電線路的過(guò)載保護(hù)。規(guī)范中認(rèn)為對(duì)于運(yùn)行中不允許斷電的配電回路短時(shí)間過(guò)負(fù)載不會(huì)立即引起災(zāi)害，所以用犧牲導(dǎo)線的一些使用壽命來(lái)?yè)Q取不中斷電源的目的。那么在消防水泵、消防風(fēng)機(jī)配電線路中應(yīng)該如何貫徹執(zhí)行第6.3.6條規(guī)定呢？對(duì)直接起動(dòng)的消防水泵，消防風(fēng)機(jī)，根據(jù)式（1）、（2）、（3）可得：

配電型斷路器的額定電流In與電動(dòng)機(jī)額定電流的關(guān)系為：

為保證電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)時(shí)斷路器不誤動(dòng)，配電型斷路器的脫扣器額定電流In必須大于1.75倍電動(dòng)機(jī)額定電流，電動(dòng)機(jī)型斷路器的脫扣器額定電流In必須大于1.458倍電動(dòng)機(jī)額定電流。因?yàn)閿嗦菲黝~定電流是成等級(jí)排列，實(shí)際選用的斷路器額定電流肯定比1.75Ie或1.458Ie還大。消防水泵、消防風(fēng)機(jī)的過(guò)載電流通常達(dá)不到1.75Ie或1.458Ie，即使達(dá)到了，對(duì)配電線路而言還是正常負(fù)荷。這是因?yàn)榕潆娋€路允許持續(xù)載流量Iz大于根據(jù)式（6）、式（7）選取的斷路器脫扣器額定電流In。所以消防水泵、消防風(fēng)機(jī)的過(guò)載電流對(duì)其配電線路來(lái)說(shuō)是正常負(fù)荷電流，直接起動(dòng)時(shí)其配電線路不會(huì)出現(xiàn)線路過(guò)載，但可能出現(xiàn)短路故障。這時(shí)就需要斷路器的瞬時(shí)過(guò)電流及長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流來(lái)保護(hù)。

所以消防水泵、消防風(fēng)機(jī)采用直接起動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)正確計(jì)算選用斷路器帶長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流保護(hù)（代號(hào)3300）并不違反GB 50054-2011第6.3.6條規(guī)定。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，消防負(fù)荷由于其重要性，往往是設(shè)計(jì)、審圖、消防部門(mén)比較重視的。特別對(duì)消防水泵、消防風(fēng)機(jī)等的配電設(shè)計(jì)，由于設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范理解的不同，做法也不盡相同，這就要求我們必須深刻理解規(guī)范，挖掘其含義，這樣做的設(shè)計(jì)才能滿足規(guī)范要求。

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