淺析消防設備電源監控系統的設計及作用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

0　引言

由于經濟的高速發展，在我國各大城市中發生的火災也頻頻發生，給國家財產和人員造成了巨大的損失。以北京東方化工廠“6.27”特大火災為例，1997年6月27日，位于北京通州的東方化工廠，因乙炔泄露遇靜電引發火災，火災發生后，市電被切斷，消防電源不能正常工作，造成供水設施不能運行，僅靠1臺柴油發電機供給水泵電機，供水量嚴重不足，結果大火造成9人死亡，39人受傷，直接經濟損失1.17億元。另一例火災發生于2002年6月16日，北京藍速網吧發生特大火災，火災發生時由于現場照明供電中斷，加之燃燒過程中產生的大量高濃度的煙氣積聚室內空間，內部能見度很低，給被困人員的逃生和消防隊員的滅火救人行動增加了難度，造成25人死亡，12人受傷的嚴重后果。這些慘痛的教訓都說明，在火災發生時，如果消防設備能正常工作就可以挽救很多人的生命。

近年來，各類型消防系統的設計、設備功能和自動化程度等方面都有了長足的發展，但即使如此，發生火災后各類消防設備不能正常運轉的火災案例屢見不鮮，各地消防部門在日常的防火檢查中發現的消防設備形同虛設的情況也比比皆是。無數經驗和教訓都證明，火災報警是否及時準確和初期火災的撲救成功與否，重要的必要條件之一就是消防設備能否起作用，而消防電源就是保證消防設備正常工作的一個根本性的問題。

1　消防電源的重要作用

消防設備是目前保障建筑物消防安全的主要設施，在zui大限度的減少人員傷亡和財產損失，維護公共安全和公眾利益，提高經濟和社會效益方面一直發揮著巨大的作用。建筑物的消防安全很大程度上取決于消防設備的好壞，而消防設備是否能正常工作又取決于供電電源的工作狀態。消防設備電源直接為建筑中所有消防設施設備運行提供動力，其可靠性直接關系到建筑中的消防設施在火災情況下，能否正常發揮作用。因為消防電源不工作，火場內的消防水源無法啟動，致使火場缺水，不能撲救火災；因為消防電源不工作，導致防火分區的防火卷簾和防火門無法到位，無法控制火災蔓延；因為消防電源不工作，無法排煙，消防電梯不能工作，疏散指示事故照明都不能輔助疏散，防煙樓梯間不能防煙，使火場的安全疏散工作無法進行，導致嚴重的災難性后果。如果沒有可靠的消防電源，投入大量資金的建筑消防設施在火災中形同虛設，不能起到任何作用，使火災造成重大傷亡和巨大財產損失。這類典型的火災案例數量不少。

按照國家標準的規定，為了減少火災的損失，發生火災后市電在保持數分鐘后會斷電，由市電供電的消防設備的主電中斷，此時應該由消防設備的備電供電，假如平時對備電設備的維護保養不力、選型設計不配套等因素導致消防設備在關鍵時刻失電，則勢必影響早期報警、安全疏散、自動和手動滅火操作，甚至造成為嚴重的人身傷亡和財產損失。長期以來由于消防設備電源使用概率很低，長時間閑置待用，導致在應急情況下消防設備供電電源失電或意外中斷造成消防設備失靈，致使發生火災時火災蔓延的現象頻發，往往出現由于消防設備電源故障，導致消防設施失去動力，無法發揮作用。特別是在建筑內消防管理不到位，社會供電緊張、設備質量參差不齊、安全意識淡薄的時期，這一問題更顯得尤為突出。

消防設備電源特點是：使用概率很低，長期閑置待用，一旦使用要發揮作用，應始終處于臨戰狀態；同時屬于可靠性*、容量相對較小、多種類電源并存、切換自動化、使用時供電時間相對較短且配備的設施。因此，重視消防設備的電能連續供給問題。

消防設備的電源是各類型消防系統（設備）的重要組成部分，在整個建筑消防滅火過程中起著至關重要的作用。因此消防設備的電源應滿足可靠性、安全性、性、穩定性的要求，以保證火災時消防設備供電不會中斷，才能保證各類消防設備正常工作。

顯而易見，如果沒有可靠穩定的消防設備電源，即使安裝zui的消防系統，終端滅火設施再完善，一旦發生火警，整個消防系統就成為無米之炊，無法正常運行，起不到任何控火滅火作用，不能發揮其作用，勢必影響滅火救援，造成不必要的損失，其后果將是災難性的。因此，可靠穩定的消防設備電源對消防系統及時發揮的控火滅火作用是至關重要的。

2　如何保證消防電源的正常工作

為了保證建筑物內的消防用電負荷和重要用電負荷在任何時候任何情況下不斷電，切實消防安全隱患、保障消防安全，安裝消防設備電源監控系統是必要的重要的前提。在非消防或應急狀態下，及時發現隱患，及時報警，及時排查，把可能發生的危險杜絕在萌芽中。

綜上所述，消防設備的電源是各種消防報警、滅火系統的關鍵核心部分，其驅動電源的可靠持續性供給及日常維護管理是否完善直接關系著被保護對象的安全，關系著疏散人員的生命安全和撲救工作的順利進行，同時驅動電源的可靠持續性供給與日常維護管理又存在著緊密的關系。實際上消防設備電源與非消防設備電源比較，zui大的不同之處就在于前者平時不用，戰時可靠的運轉，而后者是平時常用，而消防作戰時可以停用。所以為了確保消防設備電源時時刻刻處于完好狀態，對消防設備電源的管理及日常檢查就顯得尤為重要。但是由于消防設備電源的特殊性，人們對消防設備電源的日常檢查因長期不使用會出現麻痹思想。所以單靠人為的措施根本無法做到確保消防設備電源時時刻刻處于完好狀態，真正發生火情時，消防設備電源能否可靠持續性供給無法得到的保障。所以除加強管理外，采取技術措施也可以及早發現并及時解決。

如何從技防手段上實現對消防設備供電電源的實時監測，一直受到*消防部門的高度重視。中國建筑標準設計研究院組織編制的10CX504《消防設備電源監控系統》國家建筑標準設計圖集于2010年12月1日實施。在2011年1月10日發布，2011年7月1日開始貫徹實施的國家標準GB25506-2010《消防控制室通用技術要求》中作出了：“消防控制室內應設置消防電源監控器，應能顯示系統內各消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態和故障報警信息，并能將消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態和欠壓報警信息傳輸給消防控制室圖形顯示裝置”的強制性規定。國家標準 GB28184-2011《消防設備電源監控系統》也于2011年12月30日發布，2012年8月1日實施， 并于2012年12月1日在成都召開的*部消防局第六分委員會五屆二次會議會議上宣貫執行該標準的發布，對于推動消防設備電源監控系統的廣泛應用，加強產品質量監督和管理將發揮重要作用。修訂中的GB50116《火災自動報警系統設計規范》、GB50166 《火災自動報警系統施工及驗收規范》、GB50016《建筑設計防火規范》都將增加消防設備電源監控系統設計使用的相關規定。

3　消防設備電源監控系統的設計

3.1設計使用依據

中華人民共和國國家標準GB25506-2010《消防控制室通用技術要求》

中華人民共和國國家建筑標準設計圖集10CX504《消防設備電源監控系統》（2010.12.01實行）

中華人民共和國國家標準GB28184-2011《消防設備電源監控系統》

中華人民共和國國家標準GB50016《建筑設計防火規范》（報批稿）

中華人民共和國國家標準GB50116《火災自動報警系統設計規范》（報批稿）

3.2系統結構

安科瑞AFPM型消防設備電源監控系統采用：用電設備+監控模塊+系統主機三層結構組網模式，從而簡化了系統結構設計。整個監控系統功能全面，安全可靠，探測準確，性價比高，系統內部采用RS485網絡通信，對外提供Modbus-RTU通信協議，以滿足其他標準系統的連接。

3.3　系統功能

（1）監控報警

（2）故障報警

（3）控制輸出

（4）自檢

（5）報警記錄

（6）操作分級

• • 被監控設備電源回路開關狀態
  • 被監控設備電源的工作狀態（電壓、電流及報警狀態信息）
  • 報警響應時間：≤30s
  • 報警聲信號：可手動，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動
  • 報警光信號：紅色LED指示燈常亮
  • 監控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路、短路
  • 監控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）
  • 監控器與其分體電源間連接線斷路、短路
  • 當監控器出現以上故障時，能發出與監控報警信號有明顯區別的聲光故障報警信號
  • 故障報警響應時間：≤100s
  • 故障報警聲信號：手動，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動
  • 故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮
  • 故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
  • 對個別或全部被監控設備的報警繼電器進行遠程遙控操作
  • 監控器報警控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
  • 監控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A
  • 連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路
  • 設備自檢：手動檢查或系統自檢
  • 自檢耗時：≤60s
  • 記錄1000條相關故障報警信息
  • 報警類型：故障類型、發生時間、故障描述
  • 報警事件查詢
  • 報警記錄打印
  • 日常值班級：可進入軟件界面查看實時監測情況、報警聲音和查詢報警記錄
  • 監控操作級：可操作除針對系統本身的信息維護外的其他操作
  • 系統管理級：可操作系統的任何一個功能模塊

    3.4設計方案

    （1）中小型監控系統網絡拓撲結構圖

    模塊AFPM-□為傳感器（監控模塊）。監控器（主機）能接收并顯示被監控消防設備電源的工作狀態和中繼器的工作狀態。
    傳輸距離大于500m時，需加中繼器，1合中繼器占用1個傳感器（監控模塊）地址，中繼器的AC220V電源線采用3*1.5mm^2，由現場消防電源或消防監控室監控器（主機）提供。
    傳輸方式為RS485總線，圖中以A/B表示，其電纜屏蔽層應與監控器（主機）的保護接地可靠連接。
    每一種傳感器（監控模塊）通過編碼開關設定與監控器（主機）的通信地址。
    根據工程需要在通信線上zui遠端傳感器（監控模塊）處宜連接120Ω-10KΩ/1W匹配電阻，提高通信穩定性。
    一般電源監控器（主機）有4個輸出回路，每個回路可連接32個傳感器（監控模塊）。特殊情況下可擴展更多回路。

    （2）大型監控系統網絡拓撲結構圖

    此系統用于建筑群或現場設備較多，需要分為多個區域的情況。

    每個區域監控器（主機）可采集128個傳感器（監控模塊），特殊情況可擴展。
    監控器（主機）供電主要電器AC220V，備用電源可自帶，也可現場提供。

    4　設備清單

    序號	名稱	型號、規格	單位	備注
    1	電力儀表
    	AFPM電源監控模塊	AFPM3-2AV	臺	安科瑞
    	AFPM電源監控模塊	AFPM1-AV	臺	安科瑞
    合計
    2	監控中心值班室
    	消防電源監控設備	Acrel-AFPM 壁掛式	套	安科瑞
    	消防電源監控設備主要元器件
    	顯示板	AFPM100	塊	安科瑞
    	控制板	AFPM100-P	塊	安科瑞
    	松下UPS電池	12V24Ah（165*125*175）	節	松下
    	熱敏打印機	RD-E32-485-24V（帶中文字庫）	臺
    	開關電源	TPC-H180SBAT	只
    	輔材		套
    合計
    3	工程材料
    	通訊線纜	ZR-RVSP 2*1.0	千米
    	電源線	ZR-RVV 3*1.5	米
    	工程輔材	拖線板、轉換線、線管、標牌等	套
    合計
    4	工程施工及調試
    	通訊線纜鋪設		米
    	儀表通訊線連接		只
    	儀表通訊調試		只
    	綜合調試		人/天
    	設備運輸費用		項
    	培訓費用		項

    5　結束語
    　　安裝使用AFPM型消防設備電源監控系統，保證了消防設備電源的健康運行，也就保證了消防設備的健康運行。隨著AFPM型消防設備電源監控系統在現代建筑物中的設計、安裝及使用，可提高消防設備的可靠性、穩定性及備戰能力，讓消防設備做到真正意義上的“防消結合、預防為主”。采用AFPM型消防設備電源監控系統可實現降低消防設備供電電源的故障發生率，確保消防設備的正常工作，對保障人民生命和國家財產安全產生意義深遠的積作用。

    相信通過《GB25506-2010消防控制室通用技術要求》和《GB28184-2011消防設備電源監控系統》國家標準的實施，我國對消防設備電源監控系統的使用會有一個巨大的發展，從而為在火災情況下消防設備的正常運行、人員的疏散和營救提供有力的技術保障，成為消防設備的“守護神”。

    參考文獻：

    [1]廣西南寧中消恒安安全技術有限公司產品選型手冊.

    [2]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.

     

    作者簡介：

    徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災監控及消防設備電源監控的設計，:   :