对新版建规高规防火规范电气部分的浅见-王厚余

对新版《建规》、《高规》防火规范电气部分的浅见
中国航空工业规划设计研究院王厚余
新版《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(以下简称《高规》)和《建筑设计防火规范》GB50016(以下简称《建规》先后于2005年和2006年颁布执行。与前版相比，新版规定有不少充实和提高执行，但从电气安全着眼还存在一些可斟酌处。笔者愿提供一些浅见供电气设计安装和下版防火规范编制时参考。
1关于一级负荷消防设备的供电电源要求两个规范都按不同建筑物规定有按一级和二级负荷供电的要求。笔者曾参加《供配电系统设计规范莎GB50052第一版关于负荷分级及供电方式条文的制订工作，了解一些情况，觉得<建规>中关于一级负荷消防设备供电电源的要求有值得慎重考虑处。按《供配电系统设计规范GB50052规定，一级负荷中特别重要负荷除自电网取得两个正常电源外还需增设应急电源。所谓应急电源是指自备柴油发电机、蓄电池、千电池以及独立于正常电网电源的专用馈电线路。但按<建规)第11.1.1条的解释，可将应急电源解释为来自不同的发电厂或不同35kV及以上的区域变电站，这一编制意图恐怕不妥。世界各国无一例外都曾多次发生过整个区域电网崩溃停电的大事故。在电网崩溃情况下，再多的发电厂区域变电所也无法提供应急电源，包括消防设备应急电源，因为区域电网内的发电厂、变电站都不是电气意义上的独立电源。
关于《供配电系统设计规范》所列的独立于正常电网电源的专用馈电线路应急电源，笔者70年代编制《供配电系统设计规范》时曾发现一例，那就是鞍钢的电源，大家都知道钢铁企业中断供电的后果是非常严重的。鞍钢那时自东北电网不同电源以4回220kV超高压馈电回路供电，但一次电网崩溃事故使这4回220kV馈电线路全部停电。幸亏当时还有自己管理的独立于东北电网的5万kV发电厂引出的专用馈电线路供给应急用电才使鞍钢躲过这场灾难。这种电网崩溃事故在我国各地并不少见，就在笔者写此稿前不几天(200年3月上旬)大连地区一场暴风雪就导致电网崩溃事故。全市50余~66kV变电所都停止供电。
鞍钢设有5万kW发电厂的供电方案有其特殊的原因。由于10万kW及以下小容量发电厂的技术经济性差，特别是发电成本过高，建设这种发电厂用以提供独立于正常电网电源的专用馈电线路来保证应急电源的供电方式对现时一般工业与民用建筑物而言几乎是不现实的。因此发达国家几毫无例外地装用柴油发电机(用于大功率)或蓄电池(用于小功率)来作可靠的应急电源口相比之下我国(建规)以地区电网的两个不同发电厂或两个不同35kV及以上的区域变电所来满足一级负荷消防设备应急电源要求，其可靠性是令人怀疑的。
2应急电源接地系统的选用一建筑物内的柴油发电机之类的自备电源可用作备用电源(stand by power supply，简称SP尠，也可用作应急电源(emergency power Supple 简称EPS)。前者如果因故障停电，并不引起严重后果；后者在使用中应尽量保证其供电不间断，否则将引起人身伤亡等严重后果。根据统计，引起电源停电的短路跳闸中90%以上为接地故障跳闸。为此国际电工标准和发达国家标准都规定应急电源不宜采用发生一个接地故障就跳闸停电的电源户性点直接接地的TN系统或TT系统，而宜采用发生一个故障不跳闸停电的IT系统。这点对消防设备的应急电源尤为重要。因为在喷水灭火时水的导电性极易引起接地故障而导致开关跳闸，中断消防用电或导致人身电击事故。IT系统因电源中性点不接地，发生图示接地故障时，故障电流Td仅为两非故障相对地电容电流的相量和。其值很小，既不足以引起开关跳闸消防电源中断，也不足以引起人身电击伤亡事故的发生。因此我国对停电将引起严重后果的矿井井下及一些钢铁企业等都采用1T系统供电。笔者了解国外重要的和火灾后果严重的工业和民用建筑物内消防设备都采用IT系统供电。这是消防应急电源的一个基本要求。我国《建规》和《高规》中对这至关重要的消防用电的基本要求没有提及，不能不说是一个不小的缺陷。
图1 IT系统内的接地故障电流仅为微量的电容电流。
3消防设备按二级负荷供电方式供电中存在的问题
(建规)和(高规)都规定有二类建筑物的消防设备按《供配电系统设计规范莎内二级负荷的供电方式的要求，该规范第2.0.6条规定：“二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。……，当采用架空线时，可为一问架窄线供电，当采用电缆线路时，其每根电缆应能承受100％的二级负荷。”这一条文是参照50年代前苏联《电气装置安装规程》编写的。其依据是架空线故障一般几小时就可修复供电，两根并联电缆之一故障时拆除它也只需几小时，这对一般二级负荷工厂企业是可以承受的，因停产几小时的损失可设法挽回。但这种供电方式并不适用于消防用电，因为消防用电刻不容缓，绝不允许等待几小时待线路修复供电后再来灭火。在《建规》第11.1.1条的说明中特别强调了采用一回架空线供二级负荷消防用电的方式，还提出为节约投资可按二级负荷最低要求供电。显然，《建规》和《高规》并不了解《供配电系统设计规范》这一规定的编制意图，没有区分二级负荷工业企业停电经济损失和消防用电关系人民生命财产安危这一本质区别。对《供配电系统设计规范》规定的简单套用的后果是今人担忧的。