消防泵啟動(dòng)方式的選擇及聯(lián)動(dòng)控制方式的要求

何永乾

摘 要：主要研究了消防泵啟動(dòng)方式的選擇及聯(lián)動(dòng)控制方式的要求，分析了消防機(jī)電保護(hù)功能的要求，并對(duì)消防水泵控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以期為有關(guān)方面提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：消防泵；啟動(dòng)方式；聯(lián)動(dòng)控制；機(jī)電保護(hù)

中圖分類號(hào)：X932 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.107

隨著生活水平的提高和消防意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)消防系統(tǒng)性能的要求越來越高。在消防系統(tǒng)中，消防泵占據(jù)著極其重要的地位，能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)消防用水進(jìn)行加壓，從而滿足滅火時(shí)水壓和水量的要求。因此，了解消防泵啟動(dòng)方式的選擇及聯(lián)動(dòng)控制方式的要求，并在消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)滿足機(jī)電保護(hù)功能的要求，對(duì)保障消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行十分重要。

1 消防泵啟動(dòng)方式的選擇

一般情況下，消防泵的啟動(dòng)方式包括全壓直接啟動(dòng)、軟啟動(dòng)、星三角降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)四種。其中，自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)方式由于再次連續(xù)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般不建議采用。當(dāng)采用軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)消防泵時(shí)，需滿足以下兩個(gè)條件：①按照電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)方式選擇電源和配電開關(guān)。②用時(shí)間繼電器對(duì)加速時(shí)間進(jìn)行限制。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間超出10 s時(shí)，實(shí)現(xiàn)全壓?jiǎn)?dòng)運(yùn)行。

所有的啟泵方式均具有機(jī)械應(yīng)急啟泵功能，且能夠采用機(jī)械方式連接主回路的運(yùn)行接觸器，使水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)全壓?jiǎn)?dòng)。

2 消防電機(jī)保護(hù)功能要求

“IEC 62091—2007”和“NFPA 20—2007”要求設(shè)置電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)，《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備固定式消防驅(qū)動(dòng)室的控制》（GB/T 21208—2007）要求設(shè)置防止堵轉(zhuǎn)電流和短路電流的過流保護(hù)。此時(shí)，電源保護(hù)裝置的脫扣器應(yīng)允許長(zhǎng)時(shí)間承載300%的電動(dòng)機(jī)額定工作電流。斷路器的額定電流應(yīng)不低于115%的電動(dòng)機(jī)額定工作電流，且應(yīng)能滿足正常和緊急啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能要求而不脫扣，提供短時(shí)短路保護(hù)。電機(jī)保護(hù)回路不允許安裝熱過流保護(hù)裝置。當(dāng)回路過載時(shí)，僅報(bào)警不動(dòng)作，且開關(guān)切斷電路。另外，還應(yīng)增設(shè)接地故障保護(hù)、缺相保護(hù)等功能。這些保護(hù)功能均可以在電機(jī)保護(hù)開關(guān)的選擇上實(shí)現(xiàn)。

3 消防水泵控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能

3.1 規(guī)范要求

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）于2014-11-01實(shí)施，其第11.0.12條（強(qiáng)制性條文）規(guī)定，消防水泵控制柜應(yīng)設(shè)置機(jī)械應(yīng)急啟泵功能，并應(yīng)保證在控制柜內(nèi)的控制線路發(fā)生故障時(shí)，由有管理權(quán)限的人員在緊急情況下啟動(dòng)消防水泵。其條文解釋為，如果弱電信號(hào)因繼電器等故障不能自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)消防泵時(shí)，應(yīng)依靠消防泵房設(shè)置的機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)裝置啟動(dòng)消防泵。為此，消防泵只要供電正常，無論控制線路如何，都能強(qiáng)制啟動(dòng)，以保證火災(zāi)撲救的及時(shí)性。

3.2 控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能

在緊急情況下，扳動(dòng)裝于消防水泵控制柜上的機(jī)械式應(yīng)急啟泵手柄，直接使主回路交流接觸器吸合，全壓?jiǎn)?dòng)消防泵。

3.3 機(jī)械式應(yīng)急啟動(dòng)裝置的注意事項(xiàng)

機(jī)械式應(yīng)急啟動(dòng)裝置的注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：①應(yīng)急啟動(dòng)裝置依靠機(jī)械方式閉合接觸器，使消防泵電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)，因此，為消防泵供電的電源和保護(hù)裝置線纜均需按照電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在選擇電機(jī)保護(hù)開關(guān)時(shí)，啟動(dòng)電流倍數(shù)一般按照以下情況考慮：全壓直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為7 Ie；星三角降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為4 Ie；變頻啟動(dòng)，啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為2 Ie；軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為3～7 Ie可調(diào)，且通常出廠設(shè)置為5 Ie。②一旦機(jī)械式應(yīng)急啟泵手柄動(dòng)作，可通過限位開關(guān)控制接觸器的快速開閉，以減少潛在的電弧和接觸器觸頭損傷。此時(shí)，要求機(jī)械式閉合接觸器應(yīng)瞬間吸合，且觸頭吸合穩(wěn)定。③在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于為消防泵提供備用電源的柴油發(fā)電機(jī)組的容量選擇，應(yīng)考慮該時(shí)刻消防泵全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的電壓降，且電壓降需滿足規(guī)范要求。④消防泵控制柜多為水泵生產(chǎn)廠家配套提供，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在其控制系統(tǒng)回路上設(shè)置機(jī)械式應(yīng)急啟泵手柄，并置于控制柜面板上明顯的位置，以紅色標(biāo)示。⑤應(yīng)避免電弧燒蝕觸頭，從而影響交流接觸器的正常工作。交流接觸器在低壓電氣控制、遠(yuǎn)距離控制、啟動(dòng)頻繁的電機(jī)或大型負(fù)載時(shí)經(jīng)常用到，是電力系統(tǒng)最常見的控制電器。因此，應(yīng)選擇與電機(jī)容量匹配的接觸器，確保電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。此外，工作端電壓降質(zhì)量也不可忽視。當(dāng)端電壓下降時(shí)，交流接觸器的線圈電壓可能低于其吸合電壓，導(dǎo)致觸頭吸合不穩(wěn)固，容易產(chǎn)生飛弧現(xiàn)象，甚至燒毀觸頭。⑥重點(diǎn)防火單位應(yīng)制訂緊急應(yīng)急預(yù)案，由具有管理權(quán)限的人員在緊急情況下啟動(dòng)消防水泵。

4 消防水泵控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵的特點(diǎn)

在國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)（IEC）和美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（NFPA）推薦的典型接線方案中，僅有一臺(tái)消防泵，沒有設(shè)置備用泵，因此應(yīng)設(shè)置應(yīng)急啟動(dòng)裝置，為僅有的一臺(tái)消防泵提供第二次啟泵的可能。

為了使系統(tǒng)具備較高的可靠性，國(guó)外該類型工程經(jīng)常設(shè)置一臺(tái)消防泵。該方案控制柜電氣控制回路故障是很難排除的，因此應(yīng)設(shè)置應(yīng)急啟動(dòng)裝置。我國(guó)的規(guī)范要求與之不同——所有為消防系統(tǒng)服務(wù)的泵組都必須采用備用機(jī)組。依據(jù)工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并參照國(guó)外相關(guān)規(guī)范要求，在消防泵控制柜上設(shè)置了應(yīng)急啟動(dòng)裝置。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)了機(jī)組的可靠性；缺點(diǎn)是增加了工程投資，提高了控制管理的要求。

5 對(duì)消防泵噴淋泵聯(lián)動(dòng)控制方式的要求

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116—2013）和《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》（GB 16806—2006）均對(duì)消防泵控制方式、噴淋泵控制方式作了一些改變，取消了控制電路中手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的手動(dòng)位，以確保消防泵控制箱隨時(shí)接收手動(dòng)、自動(dòng)啟泵信號(hào)。

5.1 消防泵控制方式

5.1.1 聯(lián)動(dòng)控制方式

將消火栓系統(tǒng)出水干管上設(shè)置的低壓壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上設(shè)置的流量開關(guān)或報(bào)警閥壓力開關(guān)等信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，直接控制啟動(dòng)消火栓泵，聯(lián)動(dòng)控制應(yīng)不受消防聯(lián)動(dòng)控制器處于自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)的影響。

5.1.2 手動(dòng)控制方式

將消火栓泵控制箱（柜）的啟動(dòng)、停止按鈕用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)消防聯(lián)動(dòng)控制器的手動(dòng)控制盤上，并直接手動(dòng)控制消火栓泵的啟動(dòng)、停止。

當(dāng)建筑物內(nèi)無火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，消火栓按鈕用導(dǎo)線直接引至消防泵控制箱（柜），啟動(dòng)消防泵。消火栓泵的動(dòng)作信號(hào)應(yīng)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器。

5.2 噴淋泵控制方式

5.2.1 聯(lián)動(dòng)控制方式

將濕式報(bào)警閥壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，直接控制啟動(dòng)噴淋消防泵，聯(lián)動(dòng)控制應(yīng)不受消防聯(lián)動(dòng)控制器處于自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)的影響。

5.2.2 手動(dòng)控制方式

應(yīng)將噴淋消防泵控制箱（柜）的啟動(dòng)、停止按鈕用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動(dòng)控制器的手動(dòng)控制盤上，直接手動(dòng)控制噴淋泵的啟動(dòng)、停止。水流指示器、信號(hào)閥、壓力開關(guān)、噴淋消防泵啟動(dòng)和停止的動(dòng)作信號(hào)應(yīng)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器。

消防泵、噴淋泵聯(lián)動(dòng)控制直接啟動(dòng)的條件與規(guī)范要求有所不同。對(duì)于消防泵，由低壓壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上設(shè)置的流量開關(guān)或報(bào)警閥壓力開關(guān)等直接控制啟泵；對(duì)于噴淋泵，將濕式報(bào)警閥壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)直接控制啟泵。應(yīng)用直控方式能夠在技術(shù)上避免通過報(bào)警總線傳輸信號(hào)誤動(dòng)作和動(dòng)作的時(shí)間遲滯問題，從而贏得救援滅火時(shí)間。將上述信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)直接控制啟泵，具有準(zhǔn)確、可靠、動(dòng)作時(shí)間短等特點(diǎn)。在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意上述細(xì)節(jié)，完善相應(yīng)的消防設(shè)計(jì)。

6 結(jié)束語

綜上所述，消防泵是消防系統(tǒng)的重要組成部分。如果消防泵設(shè)置得不當(dāng)，不滿足規(guī)范要求，必然會(huì)影響到火災(zāi)救援，造成不必要的損失，威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，要加強(qiáng)對(duì)消防泵的啟動(dòng)方式和聯(lián)動(dòng)控制方式的研究，了解其設(shè)置要求，從而為相關(guān)電氣設(shè)計(jì)人員提供參考，保證消防泵的正常運(yùn)行。

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〔編輯：劉曉芳〕