消防電源及其配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(shè)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(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、規(guī)模和性質(zhì)來(lái)合理確定。通常建筑高度越高，體量越大，發(fā)生火災(zāi)時(shí)撲救的難度也越大，當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)，只能靠自救滅火。因此，保證消防用電設(shè)備的可靠供電非常重要。為了保證消防負(fù)荷供電不受非消防負(fù)荷的影響，低壓配電系統(tǒng)主接線采用分組設(shè)計(jì)方案，無(wú)疑將大幅提高配電系統(tǒng)的可靠性。要根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及容量合理設(shè)置短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地故障保護(hù)和過(guò)、欠電壓保護(hù)。

消防電源及其配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）消防負(fù)荷的電源設(shè)計(jì)

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

當(dāng)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(shí)間不能滿足消防負(fù)荷允許中斷供電的時(shí)間時(shí)，要設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，機(jī)組的投入時(shí)間要滿足消防負(fù)荷供電的要求。

（二）消防備用電源的設(shè)計(jì)

當(dāng)消防電源由自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組提供備用電源時(shí)，消防用電負(fù)荷為一級(jí)或二級(jí)的要設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)裝置，并在30s內(nèi)供電；當(dāng)采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，在火災(zāi)確認(rèn)后要在60s內(nèi)供電。

工作電源與應(yīng)急電源之間，要采用自動(dòng)切換方式，同時(shí)按照負(fù)載容量由大到小的原則順序啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)類負(fù)載啟動(dòng)間隔宜在10s～20s之間。

當(dāng)采用柴油發(fā)電機(jī)組做消防備用電源時(shí)，其電壓等級(jí)要符合下列規(guī)定：

（1）供電半徑不大于400m時(shí)，宜采用低壓柴油發(fā)電機(jī)組；

（2）供電半徑大于400m時(shí)，宜采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組；

（3）線路壓降應(yīng)不大于供電電壓的5%。

消防備用電源應(yīng)滿足火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求：

商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財(cái)貿(mào)金融樓、圖書(shū)館、書(shū)庫(kù)、重要的檔案樓、科研樓和旅館的消防水泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為3h，其他高層建筑為2h；用于防火卷簾的水幕泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為3h；消防電梯火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間應(yīng)大于消防水泵、水幕泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間；建筑高度大于100m的民用建筑，加壓風(fēng)機(jī)、防排煙機(jī)火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)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(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間要大于60min；其他建筑要大于30min。

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

（三）配電設(shè)計(jì)

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(fēng)機(jī)、防火卷簾和疏散照明可采用放射式或樹(shù)干式供電。消防水泵、防煙和排煙風(fēng)機(jī)及消防電梯的兩路低壓電源應(yīng)能在設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)自動(dòng)切換，其它消防設(shè)備的電源應(yīng)能在每個(gè)防火分區(qū)配電間內(nèi)自動(dòng)切換；消防控制室的兩路低壓電源應(yīng)能在消防控制室內(nèi)自動(dòng)切換。

消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)和正壓送風(fēng)機(jī)等設(shè)備不能采用變頻調(diào)速器作為控制裝置。電動(dòng)機(jī)類的消防設(shè)備不能采用EPS/UPS作為備用電源。

主消防泵為電動(dòng)機(jī)水泵，備用消防泵為柴油機(jī)水泵，主消防泵可采用一路電源供電。消防設(shè)備的配電箱和控制箱宜安裝在配電室、消防設(shè)備機(jī)房、配電小間或電氣豎井內(nèi)；當(dāng)必須在其它場(chǎng)所安裝時(shí)，箱體要采取防火措施，并滿足火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求。

消防負(fù)荷的配電線路所設(shè)置的保護(hù)電器要具有短路保護(hù)功能，但不宜設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置，如設(shè)置只能動(dòng)作于報(bào)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(zhuǎn)，起動(dòng)電流會(huì)很快使電纜發(fā)熱，溫度在達(dá)到設(shè)定值時(shí)為保護(hù)電器動(dòng)作而切斷電源，這是不允許的。如果不設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù)，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)，電纜溫度上升100℃或200℃對(duì)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(dòng)機(jī)軸封阻力，使電動(dòng)機(jī)逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

消防負(fù)荷的配電線路不能設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)和過(guò)欠電壓保護(hù)。因?yàn)樵诨馂?zāi)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(shè)備供電是最重要的。

消防設(shè)備的配電裝置與非消防設(shè)備的配電裝置宜分列安裝；若必須并列安裝，分界處應(yīng)設(shè)防火隔斷。消防配電設(shè)備應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)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(diǎn)設(shè)計(jì)要求

一、下列建筑物的消防用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電：

1、建筑高度大于50m的乙、丙類廠房和丙類倉(cāng)庫(kù)；

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(shè)施、火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)或裝置、疏散照明、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)的防火門窗、卷簾、閥門等設(shè)施、設(shè)備在正常和應(yīng)急情況下的用電。

二、下列建筑物、儲(chǔ)罐（區(qū)）和堆場(chǎng)的消防用電應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷供電：

1、室外消防用水量大于30L/s的廠房（倉(cāng)庫(kù)）；

2、室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆場(chǎng)、可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐（區(qū)）和甲、乙類液體儲(chǔ)罐（區(qū)）；

3、糧食倉(cāng)庫(kù)及糧食筒倉(cāng)；

4、二類高層民用建筑；

5、座位數(shù)超過(guò)1500個(gè)的電影院、劇場(chǎng)，座位數(shù)超過(guò)3000個(gè)的體育館，任一層建筑面積大于3000㎡的商店和展覽建筑，?。ㄊ校┘?jí)及以上的廣播電視、電信和財(cái)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(chǔ)罐（區(qū)）和堆場(chǎng)等的消防用電，可按三級(jí)負(fù)荷供電。

四、消防用電按一、二級(jí)負(fù)荷供電的建筑，當(dāng)采用自備發(fā)電設(shè)備作備用電源時(shí)，自備發(fā)電設(shè)備應(yīng)設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)裝置。當(dāng)采用自動(dòng)啟動(dòng)方式時(shí)，應(yīng)能保證在30s內(nèi)供電。不同級(jí)別負(fù)荷的供電電源應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052的規(guī)定。

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

1、建筑高度大于100m的民用建筑，不應(yīng)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(yīng)少于1.0h；

3、其他建筑，不應(yīng)少于0.5h。

“消防應(yīng)急照明”是指火災(zāi)時(shí)的疏散照明和備用照明。對(duì)于疏散照明備用電源的連續(xù)供電時(shí)間，試驗(yàn)和火災(zāi)證明，單、多層建筑和部分高層建筑著火時(shí)，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(shí)間，考慮了一定安全系數(shù)以及實(shí)際人員疏散狀況和個(gè)別人員疏散困難等情況。對(duì)于建筑高度大于100m的民用建筑、醫(yī)院等場(chǎng)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(zhǎng)等，會(huì)出現(xiàn)疏散時(shí)間較長(zhǎng)的情況，故對(duì)這些場(chǎng)所的連續(xù)供電時(shí)間要求有所提高。

為保證應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志用電的安全可靠，設(shè)計(jì)要盡可能采用集中供電方式。應(yīng)急備用電源無(wú)論采用何種方式，均需在主電源斷電后能立即自動(dòng)投入，并保持持續(xù)供電，功率能滿足所有應(yīng)急用電照明和疏散指示標(biāo)志在設(shè)計(jì)供電時(shí)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(dú)建造的地下、半地下建筑。

六、消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路，當(dāng)建筑內(nèi)的生產(chǎn)、生活用電被切斷時(shí)，應(yīng)仍能保證消防用電。備用消防電源的供電時(shí)間和容量，應(yīng)滿足該建筑火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)各消防用電設(shè)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(shè)備或消防設(shè)備室（如消防水泵房、消防控制室、消防電梯機(jī)房等）最末級(jí)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(fēng)機(jī)房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電，應(yīng)在其配電線路的最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。

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

九、按一、二級(jí)負(fù)荷供電的消防設(shè)備，其配電箱應(yīng)獨(dú)立設(shè)置；按三級(jí)負(fù)荷供電的消防設(shè)備，其配電箱宜獨(dú)立設(shè)置。消防配電設(shè)備應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)志。

十、消防配電線路應(yīng)滿足火災(zāi)時(shí)連續(xù)供電的需要，其敷設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

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

2、暗敷時(shí)，應(yīng)穿管并應(yīng)敷設(shè)在不燃性結(jié)構(gòu)內(nèi)且保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm。

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