消防電源及其配電系統(tǒng)設計

消防電源及其配電系統(tǒng)

消防電源及其配電系統(tǒng)的組成

消防電源的系統(tǒng)方塊圖

消防用電設備的配電方式

正確選擇建筑物內(nèi)低壓配電系統(tǒng)主接線方案，是民用建筑電氣設計的重要環(huán)節(jié)，設計中應根據(jù)建筑物的高度、規(guī)模和性質(zhì)來合理確定。通常建筑高度越高，體量越大，發(fā)生火災時撲救的難度也越大，當建筑高度超過100m時，只能靠自救滅火。因此，保證消防用電設備的可靠供電非常重要。為了保證消防負荷供電不受非消防負荷的影響，低壓配電系統(tǒng)主接線采用分組設計方案，無疑將大幅提高配電系統(tǒng)的可靠性。要根據(jù)負荷性質(zhì)及容量合理設置短路保護、過負荷保護、接地故障保護和過、欠電壓保護。

消防電源及其配電系統(tǒng)設計

（一）消防負荷的電源設計

消防電源要在變壓器的低壓出線端設置單獨的主斷路器，不能與非消防負荷共用同一進線斷路器和共用同一低壓母線段。消防電源應獨立設置，即從建筑物變電所低壓側封閉母線處或進線柜處就將消防電源分出而各自成獨立系統(tǒng)。如果建筑物為低壓電纜進線，則從進線隔離電器下端將消防電源分開，從而確保消防電源相對建筑物而言是獨立的，提高了消防負荷供電的可靠性。

當建筑物雙重電源中的備用電源為冷備用，且備用電源的投入時間不能滿足消防負荷允許中斷供電的時間時，要設置應急發(fā)電機組，機組的投入時間要滿足消防負荷供電的要求。

（二）消防備用電源的設計

當消防電源由自備應急發(fā)電機組提供備用電源時，消防用電負荷為一級或二級的要設置自動和手動啟動裝置，并在30s內(nèi)供電；當采用中壓柴油發(fā)電機組時，在火災確認后要在60s內(nèi)供電。

工作電源與應急電源之間，要采用自動切換方式，同時按照負載容量由大到小的原則順序啟動。電動機類負載啟動間隔宜在10s～20s之間。

當采用柴油發(fā)電機組做消防備用電源時，其電壓等級要符合下列規(guī)定：

（1）供電半徑不大于400m時，宜采用低壓柴油發(fā)電機組；

（2）供電半徑大于400m時，宜采用中壓柴油發(fā)電機組；

（3）線路壓降應不大于供電電壓的5%。

消防備用電源應滿足火災時消防設備持續(xù)運行時間的要求：

商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財貿(mào)金融樓、圖書館、書庫、重要的檔案樓、科研樓和旅館的消防水泵火災時持續(xù)運行時間為3h，其他高層建筑為2h；用于防火卷簾的水幕泵火災時持續(xù)運行時間為3h；消防電梯火災時持續(xù)運行時間應大于消防水泵、水幕泵火災時持續(xù)運行時間；建筑高度大于100m的民用建筑，加壓風機、防排煙機火災時持續(xù)運行時間要大于90min；醫(yī)療建筑、老年人建筑、總建筑面積大于100000㎡的公共建筑，火災時持續(xù)運行時間要大于60min；其他建筑要大于30min。

采用FEPS作為備用電源時，電池初裝容量應為使用容量的3倍；三相供電的EPS單機容量不宜大于120kW，單項供電的EPS單機容量不宜大于30kW，且應有單節(jié)電池保護和電能均衡裝置。

（三）配電設計

消防水泵、噴淋水泵、水幕泵和消防電梯要由變配電站或主配電室直接出線，采用放射式供電；防、排煙風機、防火卷簾和疏散照明可采用放射式或樹干式供電。消防水泵、防煙和排煙風機及消防電梯的兩路低壓電源應能在設備機房內(nèi)自動切換，其它消防設備的電源應能在每個防火分區(qū)配電間內(nèi)自動切換；消防控制室的兩路低壓電源應能在消防控制室內(nèi)自動切換。

消防水泵、排煙風機和正壓送風機等設備不能采用變頻調(diào)速器作為控制裝置。電動機類的消防設備不能采用EPS/UPS作為備用電源。

主消防泵為電動機水泵，備用消防泵為柴油機水泵，主消防泵可采用一路電源供電。消防設備的配電箱和控制箱宜安裝在配電室、消防設備機房、配電小間或電氣豎井內(nèi)；當必須在其它場所安裝時，箱體要采取防火措施，并滿足火災時消防設備持續(xù)運行時間的要求。

消防負荷的配電線路所設置的保護電器要具有短路保護功能，但不宜設置過負荷保護裝置，如設置只能動作于報警而不能用于切斷消防供電。消防水泵因軸封銹蝕而使消防水泵堵轉，起動電流會很快使電纜發(fā)熱，溫度在達到設定值時為保護電器動作而切斷電源，這是不允許的。如果不設置過負荷保護，出現(xiàn)堵轉，電纜溫度上升100℃或200℃對于耐火750℃或950℃的電纜影響不是很大，在最大力矩的作用下，有可能克服電動機軸封阻力，使電動機逐漸轉動起來。

消防負荷的配電線路不能設置剩余電流動作保護和過欠電壓保護。因為在火災這種特殊情況下，不管消防線路和消防電源處于什么狀態(tài)或故障，為消防設備供電是最重要的。

消防設備的配電裝置與非消防設備的配電裝置宜分列安裝；若必須并列安裝，分界處應設防火隔斷。消防配電設備應設有明顯標志，專用消防配電柜宜采用紅色柜體。

消防電源及其配電的10點設計要求

一、下列建筑物的消防用電應按一級負荷供電：

1、建筑高度大于50m的乙、丙類廠房和丙類倉庫；

2、一類高層民用建筑。

“消防用電”包括消防控制室照明、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)或裝置、疏散照明、疏散指示標志和電動的防火門窗、卷簾、閥門等設施、設備在正常和應急情況下的用電。

二、下列建筑物、儲罐（區(qū)）和堆場的消防用電應按二級負荷供電：

1、室外消防用水量大于30L/s的廠房（倉庫）；

2、室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆場、可燃氣體儲罐（區(qū)）和甲、乙類液體儲罐（區(qū)）；

3、糧食倉庫及糧食筒倉；

4、二類高層民用建筑；

5、座位數(shù)超過1500個的電影院、劇場，座位數(shù)超過3000個的體育館，任一層建筑面積大于3000㎡的商店和展覽建筑，?。ㄊ校┘壖耙陨系膹V播電視、電信和財貿(mào)金融建筑，室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑。

三、除本規(guī)范第10.1.1條和第10.1.2條外的建筑物、儲罐（區(qū)）和堆場等的消防用電，可按三級負荷供電。

四、消防用電按一、二級負荷供電的建筑，當采用自備發(fā)電設備作備用電源時，自備發(fā)電設備應設置自動和手動啟動裝置。當采用自動啟動方式時，應能保證在30s內(nèi)供電。不同級別負荷的供電電源應符合現(xiàn)行國家標準《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052的規(guī)定。

五、建筑內(nèi)消防應急照明和燈光疏散指示標志的備用電源的連續(xù)供電時間應符合下列規(guī)定：

1、建筑高度大于100m的民用建筑，不應小于1.5h；

2、醫(yī)療建筑、老年人建筑、總建筑面積大于100000㎡的公共建筑和總建筑面積大于20000㎡的地下、半地下建筑，不應少于1.0h；

3、其他建筑，不應少于0.5h。

“消防應急照明”是指火災時的疏散照明和備用照明。對于疏散照明備用電源的連續(xù)供電時間，試驗和火災證明，單、多層建筑和部分高層建筑著火時，人員一般能在10min以內(nèi)疏散完畢。本條規(guī)定的連續(xù)供電時間，考慮了一定安全系數(shù)以及實際人員疏散狀況和個別人員疏散困難等情況。對于建筑高度大于100m的民用建筑、醫(yī)院等場所和大型公共建筑等，由于疏散人員體質(zhì)弱、人員較多或疏散距離較長等，會出現(xiàn)疏散時間較長的情況，故對這些場所的連續(xù)供電時間要求有所提高。

為保證應急照明和疏散指示標志用電的安全可靠，設計要盡可能采用集中供電方式。應急備用電源無論采用何種方式，均需在主電源斷電后能立即自動投入，并保持持續(xù)供電，功率能滿足所有應急用電照明和疏散指示標志在設計供電時間內(nèi)連續(xù)供電的要求。

本條范所指“地下、半地下建筑”，包括附建在建筑中的地下室、半地下室和單獨建造的地下、半地下建筑。

六、消防用電設備應采用專用的供電回路，當建筑內(nèi)的生產(chǎn)、生活用電被切斷時，應仍能保證消防用電。備用消防電源的供電時間和容量，應滿足該建筑火災延續(xù)時間內(nèi)各消防用電設備的要求。

本條規(guī)定的“供電回路”，是指從低壓總配電室或分配電室至消防設備或消防設備室（如消防水泵房、消防控制室、消防電梯機房等）最末級配電箱的配電線路。

七、消防配電干線宜按防火分區(qū)劃分，消防配電支線不宜穿越防火分區(qū)。

八、消防控制室、消防水泵房、防煙和排煙風機房的消防用電設備及消防電梯等的供電，應在其配電線路的最末一級配電箱處設置自動切換裝置。

本條規(guī)定的最末一級配電箱：對于消防控制室、消防水泵房、防煙和排煙風機房的消防用電設備及消防電梯等，為上述消防設備或消防設備室處的最末級配電箱；對于其他消防設備用電，如消防應急照明和疏散指示標志等，為這些用電設備所在防火分區(qū)的配電箱。

九、按一、二級負荷供電的消防設備，其配電箱應獨立設置；按三級負荷供電的消防設備，其配電箱宜獨立設置。消防配電設備應設置明顯標志。

十、消防配電線路應滿足火災時連續(xù)供電的需要，其敷設應符合下列規(guī)定：

1、明敷時（包括敷設在吊頂內(nèi)），應穿金屬導管或采用封閉式金屬槽盒保護，金屬導管或封閉式金屬槽盒應采取防火保護措施；當采用阻燃或耐火電纜并敷設在電纜井、溝內(nèi)時，可不穿金屬導管或采用封閉式金屬槽盒保護；當采用礦物絕緣類不燃性電纜時，可直接明敷。

2、暗敷時，應穿管并應敷設在不燃性結構內(nèi)且保護層厚度不應小于30mm。

3、消防配電線路宜與其他配電線路分開敷設在不同的電纜井、溝內(nèi)；確有困難需敷設在同一電纜井、溝內(nèi)時，應分別布置在電纜井、溝的兩側，且消防配電線路應采用礦物絕緣類不燃性電纜。