消防水泵電氣控制中相關問題的探討分析
文章來源：www.feimu-hr.com作者：海灣消防公司人氣：1129日期：2019-07-31 11:00:37
消防水泵是水滅火系統中的關鍵設備，其能否正常工作運行直接影響到滅火行動的成敗。因此，消防水泵的電氣控制是非常重要的環節，但由于規范間的差異和設計人員對規范的理解不同，在消防水泵的電氣控制設計中常出現一些問題，不僅給消防工程施工和設備使用造成不便，而且對于建筑的消防安全也留下隱患。筆者就消防水泵電氣控制中幾個主要問題進行分析探討，希望能引起相關從業人員的注意。
消防水泵通常幾十千瓦，功率較大，在啟動時相應的啟動電流也大，火災發生后，如電源容量不足，就會造成同一電網供電的其他消防設備端電壓大大降低，使得一些消防監控設備主機重啟或死機，極大地影響了火災的控制與撲救。又加之工程上考慮到減小啟動時對機械部件的沖擊和影響，消防水泵大多要采用降壓啟動方式。消防水泵一般為鼠籠式三相異步電動機，其降壓啟動方式有定子繞組串電阻降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動、固態軟啟動器和星三角降壓啟動四種方式。
定子繞組串電阻降壓啟動方式雖然控制結構簡單，但在啟動時電阻上會消耗電能，產生大量熱能，而水泵控制柜內線路、元器件密集，有可能造成不良影響，因此無論生活水泵還是消防水泵，通常都不采用此種方式。對此，國家建筑標準設計圖集《常用水泵控制電路圖》（10D303-3）中也未采納此種降壓啟動控制方式。
自耦變壓器降壓啟動方式，降壓啟動效果好，但自耦變壓器自身價格較貴，體積較大，不允許頻繁操作，且結構相對復雜易出問題。對此，《常用水泵控制電路圖》（10D303-3）中消防水泵采納了此種降壓啟動方式，而產品標準規范《固定消防給水設備》（GB27898-2011）5.14.8條規定：“降壓啟動電路不得使用自耦變壓器”，但設計標準規范《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）中11.0.14卻規定：“消防水泵宜采用自耦變壓器降壓啟動”。對此規范沖突，筆者請教過《消防給水及消火栓系統技術規范》編制組組長，回復說編制規范的專家對此問題看法不一致。考慮的規范的從嚴要求性和兩部規范的用詞不同，筆者建議消防水泵盡量不采用自耦變壓器降壓啟動。固態軟啟動器降壓啟動方式，由于固態軟啟動器具有軟啟動、軟停車、輕載節能和多種保護功能，在建筑工程中應用很多。但固態軟啟動器正常工作要耗電，屬于有源器件，價格較貴，結構復雜，易受電網諧波影響，且使用維護技術要求高。對此，雖舊版的《常用水泵控制電路圖》（01D303-3）中消防水泵采用了此種降壓啟動方法，但在新版的《常用水泵控制電路圖》（10D303-3）中消防水泵取消了此種降壓啟動方法，《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）中11.0.14也明確規定：“消防水泵不宜采用有源器件啟動”。
星三角降壓啟動方式，控制線路簡單，啟動電流小，在建筑工程中應用廣，但其只適用于正常運行時電機內部繞組接法為三角形的消防水泵。對此，《常用水泵控制電路圖》（10D303-3）中消防水泵泵采用了此種降壓啟動方法，《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）中11.0.14也規定：“消防水泵宜采用星三角降壓啟動”。
綜上，對于小功率的消防水泵，穩壓泵、消防電梯排水泵等采用全壓直接啟動方式，對于大功率的消防增壓水泵或主泵，則應采用星三角降壓啟動方式。如消防水泵電機內部繞組正常接法為星形，可考慮采用自耦變壓器降壓啟動方式。但實際工程中由于三角形接法較星形接法啟動、運行力矩大，而消防水泵啟動和運轉都需較大力矩，故水泵電機為星形接法情況較少見。
當前，消防水泵的聯動控制設計主要依據的規范有：《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2013）、《消防控制室通用技術要求》（GB25506-2010）和《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014），對于消防水泵的聯動啟動觸發信號有明確規定。
消火栓按鈕的動作信號僅作為啟動消火栓泵的聯動觸發信號，不再是舊版規范中規定的直接啟動消火栓泵，而是由消防聯功控制器聯動控制消火栓泵的啟動。規范中新規定的三種啟動消火栓泵的觸發信號：消火栓系統出水干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管上設置的流量開關或報警閥壓力開關信號，是直接控制啟動消火栓泵。此外，消防控制室應能顯示消火栓按鈕的正常狀態、動作狀態和位置信息以及管網最低壓力報警信息。
噴淋泵應由報警閥壓力開關的動作信號作為觸發信號，直接控制啟動噴淋消防泵，且壓力開關的動作信號應反饋至消防聯動控制器。
針對上述規范規定，消防監督和消防施工人員應注意，直接啟動控制方式是不受消防聯動控制器手動或自動狀態影響，觸發信號要直接接入消防水泵控制柜中，因此在圖紙審核時，火災自動報警系統的系統圖中應有相應的線路連接。另外，壓力開關、管網低壓壓力開關等動作信號，規范中規定要反饋至消防控制室，這意味著該器件應有兩組觸點輸出信號，一組接入消防水泵控制柜直接啟泵，另一組接到火災自動報警系統的控制模塊上反饋動作信號。筆者所在學校去年新建實驗室，在采購壓力開關時發現眾多國內廠商中，只有三家廠家生產的壓力開關能提供兩組輸出觸點，其他廠家的產品僅有一組輸出，那么其實際安裝時，要么不是直接啟動，要么無信號反饋，不符合規范要求。
在建筑工程消防驗收或檢查時，如壓力開關等器件由于穿管布線不便檢查，可采取下述方式測試。使消防聯動控制器處于手動狀態，在消防水泵房處放水測試，如消防水泵能正常啟動且消防聯動控制器上有該器件的動作反饋，此種情況說明是符合規范要求；如消防水泵不能啟動或消防聯動控制器上無該器件的動作反饋，則表明是不符合規范要求。對于消火栓按鈕，在消防聯動控制器處于手動狀態時，則只應有信號反饋而不能啟動消火栓泵，否則是不符合規范要求的。
《消防控制室通用技術要求》（GB25506-2010）中規定，消防控制室應能顯示消防水泵電源的工作狀態、故障報警信息和消防水泵的啟停狀態、故障狀態、動作反饋信號。
根據上述規范規定，消防監督人員應注意：
國家標準《消防設備電源監控系統》（GB28184-2011）和國家建筑標準設計圖集《消防設備電源監控系統》（10CX504）都已頒布實施，消防設備的電源監控系統在產品、設計、施工上是有規范和標準依據的，因此標準實施日期之后的新建、該建和擴建工程都應用消防設備電源監控系統，對消防設備的供電電源和備用電源的工作狀態和故障報警信息進行監控。而實際工程中，有許多建筑中并未設置，消防控制室無法監控消防設備的電源狀態，對此消防監督人員在建筑工程審核時應加以注意并要求建筑設計院增設。
對于消防水泵的啟停狀態、故障狀態信息反饋，實際工程中通常都具備，但大多缺少消防水泵手動和自動狀態的信息反饋。實際監督檢查時，經常會發現消防水泵控制柜上的檔位開關處于手動擋，而《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）和《消防控制室通用技術要求》（GB25506-2010）中都有類似規定：應處于自動啟泵狀態。由于沒有系統狀態檔位信息的反饋，消防控制室就無法實時的監控消防水泵是否處于自動工作狀態。相關規范中雖未明確要求消防水泵應反饋自動、手動工作狀態信息，但在《建筑消防設施的維護管理》（GB25201-2010）中4.5條規定：“消防設施及相關電氣控制柜具有控制方式轉換裝置的，其所處控制方式宜反饋至消防控制室”。此外，《消防控制室通用技術要求》（GB25506-2010）5.3.8條規定：“消防控制室應能顯示防排煙系統的手動、自動工作狀態”。因此，筆者認為，消防水泵系統的手動和自動狀態應同防排煙系統一樣，也必須反饋至消防控制室。這樣，不僅消防控制室可實時監控消防水泵所處的系統工作方式，而且與城市消防遠程監控中心聯網后，監控中心也可實時監控消防水泵的系統工作方式，便于消防監督人員管理查看。
對此要求，在《常用水泵控制電路圖》（10D303-3）所給消防水泵的電氣原理圖中，均已留有相應接線端子用來反饋信息，如圖1所示。但在實際工程中，消防工程公司在施工時往往不予接線。對此，消防監督人員應加強監管，在消防控制室內查看有無此類信息反饋。
消防水泵作為建筑消防安全的重要組成部分，在電氣控制時必須確保其工作可靠。筆者依據現行國家與行業規范，結合國家建筑標準電氣圖集，就消防水泵電氣控制中幾個問題提出了自己的看法和觀點，僅供工程設計人員參考，不當之處敬請電氣同仁批評指正。
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