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消防供配电系统有哪些设备组成?消防配电线路如何设计?

教程 规范网 6个月前 (05-26) 195次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

消防供配电系统,就是为建筑物内的消防设施提供可靠供电的动力系统。事实上,消防供配电系统属于建筑供配电系统的一部分,只是为了更好的保障消防用电设备的供电可靠,在其供电电源类型,供电方式,配电线路设计等方面做了特殊的要求。

消防供配电系统有哪些设备组成?消防配电线路如何设计?

一、消防供配电的组成及消防供电方式
(1)消防电源
向消防用电设备供给电能的独立电源叫消防电源。消防供电系统由几个不同用途的独立电源以一定的方式相互连接起来构成一个电力网络进行供电,这样可以提高供电的可靠性和经济性。一般可按照其供电范围和时间把系统中的电源分为主电源和应急电源两类。主电源指电力系统电源,应急电源可由自备柴油发电机组或蓄电池组担任。
消防应急电源的形式可分为 电力系统电源 、自备柴油发电机组 、 蓄电池组 、 消防设备应急电源( EPS ) 和 不停电电源 。

1)电力系统电源
无论是消防电源的主电源还是应急电源,都可以选择电力系统电源。

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电力系统电源来自城市供电网络,当需要供电的设备容量较大时,一般选择电力系统电源,为了保障供电可靠,当主电源和应急电源均来自电力系统电源时,要求两个电源必须相互独立。

2)自备柴油发电机组
柴油发电机组是以柴油机为原动机,拖动同步发电机发电的一种电源设备。

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能在市电突然中断时,能迅速启动运行,并在最短时间内向负载提供稳定的交流电源,以保证及时地向负载供电。

3)蓄电池组
蓄电池( ( 组) ) 可用作小容量设备的备用电源。

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如火灾自动报警系统的直流备用电源、应急照明的备用电源、变电所的直流操作电源、不间断电源装置的直流电源等。

4)消防设备应急电源
简称为 EPS,消防设备应急电源可为消防负荷和其它重要供电负荷提供集中供电。

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可用于应急照明灯、标志灯、消防电梯、消防水泵、火灾自动报警系统、排烟风机等 。

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这张图显示了消防设备应急电源的工作原理。
由图中可以看出:消防设备应急电源由市电和备用电两条线路供电,当市电或备用电其中一个断电时,可由切换开关选择另外一条线路作为供电电源,FEPS 的输出就是电力系统的输入电源。
当市电和备用电源断电时,控制器检测到线路失电,并将电池组后面的开关闭合,此时 FEPS 的输出由其内部的蓄电池组,经逆变器逆变之后进行供电。

5)不停电电源
UPS 一般用于精密仪器负载(如电脑、服务器等 IT 业负载)等要求供电质量较高场合 。

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(2)配电部分
对电源进行保护、监视、分配、转换、控制和向消防用电设备输配电能。
配电装置有:变电所内的低压开关柜,发电机配电屏、动力配电箱、照明配电箱、应急电源切换开关箱和配电干线与支线线路。

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(3)消防用电设备
可以归纳为下面几类:
1)电力拖动设备,包括消防水泵,消防电梯,排烟风机,防火卷帘门等。

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2)电气照明设备
工作照明:如消防控制室,变配电室,消防水泵房,消防电梯前室等处所,火灾时需提供照明的灯具;疏散照明:人员聚集的会议厅,观众厅,走廊,疏散楼梯,太平门等火灾时人员聚集和疏散场所的照明和指示标志灯具。

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3)报警和通报设备
如:火灾警报器,火灾报警控制器,事故广播器,消防专用电话等。

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4)其他用电设备
如应急电源插座等。设置消防供配电系统的目的,就是为了给消防用电设备提供可靠供电,为了确保火灾开始电源不中断。
消防供配电系统应满足可靠性要求,火灾时若供电中断,会使消防用电设备失去作用,贻误灭火战机,给人民的生命财产带来严重后果。因此要确保电源和配电的可靠性,为了确保火灾时电源不中断,消防供配电系统还应满足耐火性要求。火灾时消防供配电系统应具有耐火,耐热,防爆性能。土建方面,也应采用耐火材料构造,以保障不间断供电的能力。

二、电线电缆选型的注意事项

(1) 一类高层建筑未选用低烟无卤电线电缆聚氯乙烯在高温下的燃烧过程中,会释放出氯化氢、二恶英等大量有毒气体,同时产生大量的黑色烟雾。
发生火灾时,黑色烟雾阻挡视线,增加了被困人员疏散以及消防人员灭火和施救的难度,被困人员吸入上述有毒气体后,会严重损害身体健康,甚至导致窒息死亡。
为减少火灾情况下人员伤亡和财产损失,《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第 7.4.1 条第 2 款规定:“对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物,应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线。”

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然而,审图时常常发现有些设计人员未按上述要求选用电线电缆,违反了规范的上述规定,存在重大安全隐患。
还有些设计人员虽然对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物按规范要求选用了阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆、电线或无烟无卤电缆、电线,却采用 PVC 电线管或 PVC 线槽作为穿线管材。
大家知道,PVC 电线管或 PVC 线槽的主要成分为含卤的聚氯乙烯,在高温下的燃烧过程中照样会释放出氯化氢、二恶英等大量有毒气体并产生大量的黑色烟雾。
因此,若选用了阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆、电线,再采用 PVC 管或 PVC 线槽敷设方式,则失去了选用了阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆、电线的实际意义。这种做法与《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第 7.4.1 条第 2 款规定的本意相矛盾,是非常不妥的,同样存在安全隐患。
当选用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线时,不得采用 PVC 材质的电线管或线槽作为穿线管材,这一点应引起电气设计人员的重视。
此外,当供配电线路根据规范要求应当选用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线或无烟无卤电力电缆、电线时,同一建筑内的综合布线、火灾自动报警、安防等所有弱电系统配线,均应采用阻燃低烟无卤或无烟无卤线缆。

(2)选用不存在的电线电缆型号在建筑施工图审查过程中,常常发现有些设计人员选用 WDZ-BV 电线、WDZ-VV 电缆、WDZ-YJV 电缆或 WDZN-BV 电线、WDZN-VV 电缆、WDZN-YJV 电缆。
众所周知,电线电缆型号中的“W”表示无卤,“D”表示低烟,“V”表示聚氯乙烯,如 BV 表示铜芯聚氯乙烯绝缘电线,VV 表示铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,YJV 表示铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。

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上述电线电缆的绝缘或/和护套由聚氯乙烯构成,而聚氯乙烯所含的氯是卤族元素。也就是说,只要电线电缆型号中有字母“V”,就一定含卤。因此,不存在 WDZ-BV 电线、WDZ-VV 电缆、WDZ-YJV 电缆或 WDZN-BV 电线、WDZN-VV 电缆、WDZN-YJV 电缆。

(3)选用阻燃或耐火电线电缆未明确阻燃等级多数设计人员选用阻燃或耐火电线电缆时未标明其阻燃等级,即便标明了阻燃等级,也未考虑成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积,则选用的电线电缆很可能不具备阻燃性能,无疑存在安全隐患。
电线电缆的阻燃性能从高到低分为 A、B、C、D 四级,电线电缆的阻燃性能不仅取决于绝缘和护套的材质,还与成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积有关。同一阻燃等级的电缆,单根敷设时阻燃,多根成束敷设时未必阻燃。
因此,选用阻燃或耐火电线电缆时,应根据建筑物的重要性以及成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积的大小标明其相应的阻燃等级。成束敷设的电线电缆单位长度内有机物的体积超过其限值时,应分开敷设或用防火隔板分隔。

三、导体截面要求
导体截面太小电线电缆的导体截面除应满足配电线路电压损失和机械强度的要求外,还应满足短路条件下热稳定以及电线电缆的允许载流量不小于其保护装置的整定电流和该线路计算负荷电流的要求。

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在建筑施工图审查过程中发现,有些设计人员计算电线电缆的载流量时,未按实际的环境条件和敷设方式进行校正,往往电线电缆的截面太小,致使电线电缆的载流量小于该回路保护电器过载保护的整定值,甚至小于该回路的计算电流,则违反了强制性规范条文的规定。轻者降低电线电缆的使用寿命,严重时将因电线电缆的绝缘损坏而导致短路故障,引发火灾事故,存在严重的安全隐患。

环境温度和敷设方均影响电线电缆的载流量:
电线或电缆载流量表中,只给出了数种环境温度下特定敷设方式时的载流量。
电线或电缆敷设时的实际情况与载流量表中给定的条件不一致时,必须针对实际情况按《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第 7.4 节的有关规定对电线电缆的载流量进行矫校正。电线电缆在室内电缆槽盒中敷设时,一般情况下环境温度定为 35℃,线芯允许长期工作温度 PVC 绝缘为 70℃,XLPE 或 EPR 绝缘为 90℃。
备用回路、平时不工作的回路、预计实际负荷电流不大于其允许载流量 30﹪的回路不计入回路总数。对于平战两用的人防工程,应分别统计平时和战时同时运行的电线电缆回路数,并分别对载流量进行矫正。
消防配电线路在火灾情况下还需继续运行一段时间,发生火灾时由于环境温度升高,导致配电线路的允许载流量降低、线路阻抗增加致使电压损失增大。

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因此,选择消防配电线路的截面时,应在按上述规范规定对载流量校正后确定的导线截面基础上,再对导线截面放大一至二级,以确保火灾时消防设备能够可靠运行。此外,选择电线电缆的截面时,还应根据负载的性质,计入谐波电流的影响。

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