消防泵控制柜、消防巡檢柜的結(jié)線方案析疑

(福建意昂機(jī)電股份公司，福建　泉州　362000)

1　引言

圖1是某建筑電氣工程消防泵、消防泵巡檢柜的設(shè)計(jì)圖，為了方便，僅體現(xiàn)2臺泵設(shè)計(jì)圖，其余4臺泵同樣，巡檢柜共用1臺。工程設(shè)有2臺室外消防泵(配電機(jī)功率30kW)，2臺室內(nèi)消防泵(配電機(jī)功率45kW)，2臺噴淋泵(配電機(jī)功率55kW)，此圖中有幾點(diǎn)疑義，及將來消防設(shè)備維護(hù)可能對巡檢柜的功能理解有誤，以下作探討，供同行參考。

2　設(shè)計(jì)圖中的疑義

(1)消防泵采用自耦降壓啟動方式，根據(jù)自耦變壓器的原理及構(gòu)造，在降壓啟動過程中，自耦變壓器三個繞組的一個同名端需聯(lián)結(jié)成一點(diǎn)，接成Y型接法，即圖中接觸器KM3(KM6)應(yīng)動作閉合，圖1中所示一次結(jié)線的自耦變壓器并沒有直觀體現(xiàn)出這個功能。雖然熟悉的施工人員或控制柜制造廠家看到這張圖，明白正確的接法，但現(xiàn)在建筑市場較混亂，現(xiàn)場有的施工人員經(jīng)驗(yàn)不足，知識缺乏，甚至有的工程沒有配專業(yè)施工員，承包人沒有經(jīng)過審圖就把圖紙交給工人直接到現(xiàn)場作業(yè)，從圖1中看，現(xiàn)場會誤以為是從熱繼電器JR和接觸器KM3(KM6)分別各敷設(shè)一路電纜至消防泵電機(jī)。似乎與Y-Δ降壓啟動的電機(jī)一樣，從控制柜敷設(shè)兩路電纜至電機(jī)，造成施工錯誤，浪費(fèi)材料和人工費(fèi)用。在設(shè)計(jì)圖中應(yīng)把電氣原理的一次結(jié)線表達(dá)清楚(如圖2所示)，以免造成沒必要的損失。

(2)從消防泵巡檢柜(JH-XF)出線至消防泵控制柜(XFAC)，圖中所示“巡檢柜對水泵的控制線”，其實(shí)是每臺消防泵電機(jī)變頻低速運(yùn)行時(shí)的電源線路，本工程設(shè)計(jì)6臺水泵，需有6路的電源線從JH-XF柜引出，分別接到消防泵、噴淋泵控制柜對應(yīng)的熱繼電器出線端子上與電機(jī)一一對應(yīng)，而圖1中僅畫出4路電源線。這會造成工程預(yù)算時(shí)造價(jià)人員產(chǎn)生誤解，造價(jià)員在做預(yù)算時(shí)，只會看懂圖紙直觀的體現(xiàn)，并不理解電氣的原理，也不一定能指出圖中的錯漏，只按照設(shè)計(jì)的4路電纜和配管計(jì)算工程量，工程造價(jià)產(chǎn)生偏差，給工程管理帶來爭議。

再者，設(shè)計(jì)選擇的出線電纜的截面也值得磋商，設(shè)計(jì)圖中說明“巡檢控制柜對水泵的控制線選型按照消防水泵控制柜啟動水泵的動力線一半配置”。按照這個原則，45kW水泵電機(jī)設(shè)計(jì)配的電纜是WDZN-YJY-0.6/1KV-4*50，那么巡檢柜對水泵控制線就要配WDZN-YJY-0.6/1KV-4*25。其實(shí)這條電纜截面偏大，不經(jīng)濟(jì)。國家標(biāo)準(zhǔn)圖集04S204-120、121頁說明，消防水泵巡檢功能控制柜“可根據(jù)系統(tǒng)需要……巡檢功率約為消防水泵電機(jī)額定功率的10%～30%。”實(shí)際運(yùn)行中比10%更低，則45kW電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，按30%額定功率計(jì)算才13.5kW，巡檢時(shí)電機(jī)短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)且據(jù)電纜敷設(shè)方式和環(huán)境，線路發(fā)熱影響可以忽略，選配WDZN-YJY-0.6/1KV-4*10能滿足要求，對于大功率電機(jī)，更應(yīng)進(jìn)行實(shí)際核算，以減少工程投資，節(jié)約經(jīng)濟(jì)。

圖1

圖2

(3)設(shè)計(jì)選用的巡檢柜(JH-XF-55/8)不切合實(shí)際，這個型號巡檢柜能巡檢控制8臺水泵，最大功率55kW，而本工程配置的消防泵、噴淋泵共6臺，選用JH-XF-55/6即可。市場上巡檢柜的價(jià)格是以所巡檢水泵臺數(shù)及電機(jī)功率進(jìn)行計(jì)價(jià)，水泵臺數(shù)越多功率越大，價(jià)格越高。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇適用的巡檢柜型號，減少業(yè)主投資。

(4)巡檢柜的進(jìn)線端選用隔離開關(guān)(OT125F3)，不妥。OT125F3是ABB公司產(chǎn)的隔離開關(guān)，適用于無需保護(hù)(短路、過熱保護(hù))的場合?，F(xiàn)有的巡檢柜是具有過流、過壓、欠壓、缺相、短路的功能，但保護(hù)范圍是電機(jī)及從巡檢柜出線至電機(jī)段的線路。從巡檢柜進(jìn)線端隔離開關(guān)至變頻控制器(JH-MR)之間的匯流排及變頻器本身的短路、過熱保護(hù)需另設(shè)保護(hù)。所以圖中的隔離開關(guān)應(yīng)該改為空氣斷路器，才能更好地保護(hù)柜內(nèi)的電氣元件。國標(biāo)圖10D303-63頁、04S204-120頁的方案，均是采用空氣斷路器保護(hù)。

(5)圖1中從接觸器KM1(KM4)的觸點(diǎn)取信號反饋至巡檢柜(JH-KZ)也值得商討。我們知道，消防智能數(shù)字巡檢設(shè)備輸出巡檢指令逐一對主回路進(jìn)行巡檢，巡檢返回信號取自于各電器元件的主輔觸點(diǎn)。反饋信號時(shí)間允許值不大于2s。主回路巡檢完成后，巡檢控制器會發(fā)出下一個指令至無壓巡檢裝置，該裝置接到巡檢指令后依次對消防泵進(jìn)行低速無壓巡檢。巡檢時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，系統(tǒng)不產(chǎn)生水壓。巡檢時(shí)，消防泵的驅(qū)動功率很小，約是泵額定功率的百分之一，所以節(jié)能顯著。整個巡檢過程中如設(shè)備接到消防命令，智能巡檢控制器會立即發(fā)出停泵巡檢指令，瞬時(shí)啟動消防泵完成消防任務(wù)。只有到了下一個巡檢周期且無消防事件發(fā)生時(shí)，才開始一個新的巡檢運(yùn)行過程。

下面以1臺泵為例分析圖1所示反饋信號取源點(diǎn)位置在巡檢過程中的邏輯關(guān)系。①平時(shí)消防泵不運(yùn)行(沒有消防任務(wù))，接觸器KM1沒動作，巡檢控制器就按照設(shè)定的程序執(zhí)行巡檢，從KM1的觸點(diǎn)取得信號，判斷可以對消防泵進(jìn)行低速無壓運(yùn)轉(zhuǎn)，則發(fā)出指令，對泵逐臺巡檢。也就是說，靠著從接觸器KM1是否動作來判斷是否執(zhí)行對消防泵進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)巡檢。②若JH-KZ從KM1的觸點(diǎn)檢測到的信號是該接觸器動作的，那么巡檢控制器就不得發(fā)出指令讓泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)，不執(zhí)行巡檢任務(wù)。③如果在巡檢控制器在檢測KM1時(shí)，消防泵正在降壓啟動，啟動的時(shí)間一般大于2s。這時(shí)KM1沒有動作，是KM2、KM3動作，待降壓啟動完成，KM1才動作投入全壓運(yùn)行。那么在降壓啟動這時(shí)段巡檢控制器還是會發(fā)指令讓泵低速運(yùn)行，因?yàn)镵M1沒有動作。這就造成邏輯沖突，是不允許的。

綜上分析，圖1這種情況只適用于消防泵全壓直接啟動的情形，對于自耦降壓啟動的水泵其邏輯關(guān)系是不嚴(yán)密的，即水泵巡檢反饋信號取源點(diǎn)設(shè)于KM1的觸點(diǎn)不能滿足邏輯關(guān)系，還需在KM2的觸點(diǎn)取源，兩個取源信號組成邏輯“或”的關(guān)系，也就是說只要KM1或KM2其中有一只接觸器動作，智能巡檢控制器就不得發(fā)出泵低速運(yùn)行的指令，這才能避免在水泵降壓啟動中又接到低速運(yùn)行的指令，使得邏輯關(guān)系可靠。

3　消防泵巡檢其他問題

(1)設(shè)置消防泵巡檢柜是為了彌補(bǔ)水泵長期閑置水泵因軸銹蝕堵轉(zhuǎn)、電機(jī)定子繞組及電源線路潮濕絕緣下降等原因造成消防泵不能啟動的難題，對水泵機(jī)組進(jìn)行周期性巡檢，以保證水泵良好的狀態(tài)。國家公共行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GA30.2)5.4.4條規(guī)定：消防泵長期處于非運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備應(yīng)具有巡檢功能。但工程建成后消防系統(tǒng)的維護(hù)，由于使用單位對火災(zāi)防范的不夠重視，從業(yè)人員知識缺乏，以為消防泵已經(jīng)設(shè)有巡檢柜進(jìn)行周期性的巡檢，就一勞永逸，只要巡檢柜沒有發(fā)出故障信號，就覺得水泵狀態(tài)良好，沒必要到泵房實(shí)地巡查。其實(shí)這是錯誤的理解，是不明白消防泵巡檢柜所巡檢的范圍所致。消防泵控制柜內(nèi)還有其它的電氣設(shè)備長期處于閑置狀態(tài)，不在巡檢柜所巡檢的范圍內(nèi)，如圖1中所示的消防泵控制柜內(nèi)的進(jìn)線斷路器、接觸器、熱繼電器、自耦變壓器及柜內(nèi)的母線排，跨接線、端子排等均不在巡檢范圍內(nèi)。消防泵房大多數(shù)設(shè)在建筑物的地下室，地下室環(huán)境潮濕，空氣濕度大，電氣元件長期閑置容易潮濕，譬如斷路器、接觸器觸頭端面銹蝕，接觸器線圈受潮，自耦變壓器繞組潮濕等，特別是有的軟啟動器內(nèi)的電路板受潮，這些都會造成消防泵不能正常的啟動，這類情形日常維護(hù)均有出現(xiàn)過。但巡檢柜巡檢時(shí)消防泵還是正常低速運(yùn)轉(zhuǎn)，不會發(fā)出故障警示信號。所以在日常巡查中必須要求維護(hù)人員到實(shí)地進(jìn)行檢查，才能更好保證使泵的良好狀態(tài)。

另消防泵巡檢只是水泵低速運(yùn)行，消防管網(wǎng)系統(tǒng)無壓，并不是在工況狀態(tài)下運(yùn)行，水泵的流量、揚(yáng)程，額定功率下的運(yùn)行，并沒有巡檢到。以前有工程在泵房調(diào)試時(shí)出現(xiàn)開泵運(yùn)行電流一直很小，但水泵能長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)一根大木條橫隔在進(jìn)水口。這些情況都是需要維護(hù)中實(shí)地發(fā)現(xiàn)的，并不是靠著設(shè)置消防泵巡檢功能來解決。

(2)關(guān)于消防泵巡檢的兩部規(guī)范的理解

①國家公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GA30.2)第2部分：消防自動恒壓給水設(shè)備

5.4.4巡檢功能

5.4.4.1設(shè)備應(yīng)具有自動和手動巡檢功能，其自動巡檢周期應(yīng)能按需設(shè)定。

5.4.4.2消防泵按消防方式逐臺啟動運(yùn)行，每臺泵運(yùn)行時(shí)間不少于2min。

②國家標(biāo)準(zhǔn)《固定消防給水設(shè)備》(GB27898.2-2011)第二部分：消防自動恒壓給水設(shè)備

5.4.6巡檢

5.4.6.1設(shè)備具有手動巡檢和巡檢提示功能，其巡檢提示周期應(yīng)能按需設(shè)定，但最長周期不應(yīng)超過360h。

5.4.6.2巡檢的操作方法應(yīng)簡便，且應(yīng)在《操作指導(dǎo)書》中規(guī)定。

5.4.6.3巡檢過程中消防泵應(yīng)逐臺啟動進(jìn)行，每臺泵在額定工況下運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)少于2min。

從國家標(biāo)準(zhǔn)《固定消防給水設(shè)備》(GB27898.2-2011)規(guī)定，如圖1設(shè)計(jì)也不能滿足規(guī)范要求。設(shè)計(jì)巡檢只是水泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)，管網(wǎng)無壓，電機(jī)功率很小的情況運(yùn)行，無法滿足規(guī)范要求的“額定工況”下運(yùn)行，這也值得業(yè)界考慮。而且，規(guī)范要求是手動巡檢，周期性的提示“要手動巡檢”，并不是自動巡檢。這條規(guī)范的規(guī)定也許是考慮到國家現(xiàn)狀，促使維護(hù)人員到泵房實(shí)地巡查而做出。