火灾报警系统线路压降导致的常见问题及影响
在火灾报警控制系统的调试工作中,火灾报警控制器已经发出控制指令, 控制模块也已经动作,但一些外部控制设备如排烟阀、送风口之类的就是不能动作 。我们在现场使用万用表监测控制模块DC24V输入端的电压,发现在火灾报警控制器没有发出控制指令前,电压没有变化,但控制指令一旦发出,电压就低了好几伏。这是什么原因呢?这就是我们要讨论的线路压降问题。
火灾自动报警回路和消防联动控制线路都存在线路压降问题。这在规模较小的系统中一般体现不出来,但在那些建筑面积较大、楼层较高、线路较长的工程中,这一问题就显得尤为突出。而这些在工程前期,又未能引起施工人员的充分注意,直到在工程后期调试阶段问题暴露后,才想方设法采取各种补救措施,不仅费工费时,而且很难处理彻底。所以消防设备的可靠动作,就必须避免供电线路的电压降的不良影响。
【导致火灾报警系统线路压降的几个原因】
(1)导致线路压降的首要原因是线路内阻
我们把导线内阻和接点电阻通称为线路内阻。导线内阻就是导线本身所固有的电阻,阻值的大小与线路长短成正比、与导线横截面积成反比,并且与导线质量有关。有些厂家生产的导线质量不过关,无形中就增加了阻值。接点电阻是指线路中的导线与接线端子、导线与导线之间连接的接触电阻。当接入设备时,如果接线端子压接不紧,就会增大接点电阻。
线头不焊锡、长时间裸露在空气中会产生氧化层,也会造成接点电阻增大。另外在总线中接入感烟探测器、感温探测器、输入模块、输入输出模块、总线短路隔离器等各类编址单元,接入设备数量越多,接点电阻就越大 。
正是由于线路内阻的存在,才引起了电路中工作负载两端的电压下降的问题。根据欧姆定律可知,压降值与线路内阻和工作负载电阻的比值成比例。因此要减小线路压降,就得想办法减小线路内阻和工作负载电阻的比值。
(2)电源线中联动设备动作电流过大形成线路压降
电源线指电源给输入输出模块、楼层显示器、声光等提供DC24V的线路,线路压降问题影响比较大的一般出现在电源总线中,这主要是由于电磁阀类联动设备动作电流大造成的。防火卷帘门、排烟风机、消防水泵等都是通过中间继电器来控制的。选用继电器的阻值一般都在500欧姆以上,动作电流已经比回路总线中编址单元的工作电流大多了,可这不是产生压降问题的主要原因。排烟阀、风口、气体灭火系统中启动钢瓶等电磁阀类联动设备才是真正的“用电大户”。电磁阀的阻值一般为36欧姆,动作电流约为0.65安培。这样大的动作电流就足以使线路内阻形成很大的压降。
(3)受控消防设备缺乏保养导致线路压降
一些受控消防设备由于长期缺乏应有的人工维护保养,从而使得设备腐蚀生锈,受控设备的控制线圈长时间通电却不能动作,就不能及时释放电流造成电压下降而无法正常工作,容易发生此类问题的常见消防设备如板式排烟口、防火阀等等。
有效防止发生火灾报警控制线路压降问题的对策
(1)对所控制设备实行分时控制
分时控制可以减少同一时间内所需要控制的设备数量,电磁阀等大电流设备只需脉冲信号,不需持续电源供电,这样同一时间内、外控设备数量减少了,并联在电源总线上的负载就增大了,就可以减低线路内阻的影响,即使对声光报警器等需持续电源的设备分时启动也有效果,因设备的启动电流较大,启动后电流较小,也可缓解同一时间电流过大的问题。分时控制有两种实现方法。一是软件编程,利用火灾报警器本身的延时输出功能;二是硬件搭接,将同类外控设备通过其连锁控制端子串联起来,逐个驱动外控设备。
如果所有的外控设备都可以通过软件编程的方法实现分时控制,那自然就不需要硬件搭接了,但有的厂家控制器延时功能不太完善。延时控制影响控制器的运行速度,因此,硬件搭接也是我们要考虑的因素。但要注意如果自行搭接也会有不可靠之处,其中如有外控设备不能正常动作就会影响后面需要联动的设备,还是尽可能考虑厂家控制延时功能,多设几路DC24V电源总线的干线。
在工程设计中就应该考虑到,多敷设几路干线,可以减少线路中控制模块的数量,从而减少接点电阻;并且可以避免一条电源总线绕来绕去,对减少线路长度有很大帮助。有相当一部分人员认为,在设备无法启动或设备无法正常工作时,是由于电源功率不够引起。其实并非如此,大部分是由于线路压降引起的,在这种情况下,采取上述方法,效果较佳。
(2)加大导线线径
在设计中,有些设计人员比较容易忽视24V直流电源的供电线路的线径,与用电设备的选型匹配问题——尤其值得注意的是各类电控风阀的控制线路的线径大小。一些设计人员未注意该线路的线径大小,也没有考虑该线路上设备有多少,它们的瞬时动作电流有多大。而往往火灾发生时,一系列联动设备都应在相应的时间内打开或关闭。如果电源不能跟上,这些设备的动作继电器无法正常工作,不但不能联动有关灭火控制设备,而且会损坏设备,这个问题在联动设备较多的地下室尤为突出。
(3)接线端要焊接
尽量采用优质的铜芯线并减少线路的接头,线路接头都要焊接,这样可以减少导线内阻和接点电阻。
( 4)现场放置DC24V电源箱
现在不少厂家的模块是需要供电的,有些是取主机的电源供电,有些是另外配电源供应箱。由于先进设备的数字化程度较高其对电源的要求也高,要求电源的杂波小,以减少外部电源对系统的干扰。尤其是第三代数字系统,如模块与外设用同一路电源供电,在联动时,大电流瞬时低压对系统与设备影响极大。
因此我们认为应把外部设备的电源与模块的电源分开,这样比较能保证模块的正常工作。建议分区域设置单独的24V电源箱,在大型建筑群建议每栋建筑单独设置24V电源箱,超高层建筑可在设备层设置24V电源箱。但是要注意,现场供电的AC220V必须是消防专用电源。24V电源箱需配备与主机匹配的24V电池组,主机亦应有对电池组主备电源进行监管功能。
(5)强化施工质量以及后期维护保养
火灾报警设备从设备厂家出来,只是完成了第一步。就是质量再好的设备,它在以后的运行状况也在很大程度上依赖于安装质量。这要求我们在施工前要尽量考虑周全,施工中要保证质量。像线路压降这样的问题,如果我们在设计、施工、调试等各个环节都能考虑到,应该是可以避免的。
施工时应文明施工,尽量保证线路安装完好、可靠。首先,预埋时,要用锁母做好管路与接线盒之间的连接并用护口保护,线盒等裸露部分应做好封堵;在穿线时,应将杂物清出线管,以免把导线的绝缘层割断,甚至把导线芯也割断,从而不知不觉中使得导线的截面又变小了。
其次,应尽量减少接口,这不但是避免不必要的可能产生的故障,而且也是减小了接触电阻。如果线路过长或有中间线,要选用合适的端子,保证接触良好。最后在设备日常运行维护保养中,要经常性地对消防设备设施采取除锈、除尘以及上油润滑等保养措施。
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