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火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)問(wèn)題解析:總線(xiàn)線(xiàn)路壓降、接地、短路問(wèn)題
作者:江蘇消防檢測(cè)設(shè)備 來(lái)源:http://rjxou.com.cn/發(fā)布時(shí)間:2024-10-14 14:01:18

在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和選型過(guò)程中,我們多半會(huì)注意火災(zāi)探測(cè)器的外觀、靈敏度、穩(wěn)定型、智能化程度的高低,也會(huì)注意主機(jī)的性能、界面和功能等,但到了實(shí)際的工程施工中,卻有一些看似簡(jiǎn)單問(wèn)題值得我們密切注意。


#1總線(xiàn)制火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)線(xiàn)路壓降問(wèn)題

在總線(xiàn)制火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的調(diào)試工作中,是否遇見(jiàn)過(guò)這樣的問(wèn)題:

火災(zāi)報(bào)警控制器已經(jīng)發(fā)出控制指令,控制模塊也已經(jīng)動(dòng)作,但一些外部控制設(shè)備如排煙閥、送風(fēng)口之類(lèi)的就是不能動(dòng)作,我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)使用萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)控制模塊DC24V輸入端的電壓,發(fā)現(xiàn)在火災(zāi)報(bào)警控制器沒(méi)有發(fā)出控制指令前,電壓沒(méi)有變化,但控制指令一旦發(fā)出電壓就低了好幾伏。

這是什么原因呢?

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警回路和消防聯(lián)動(dòng)控制線(xiàn)路都存在線(xiàn)路壓降問(wèn)題。這在小的系統(tǒng)中一般體現(xiàn)不出來(lái),但在建筑面積較大、線(xiàn)路比較長(zhǎng)的工程中,這一問(wèn)題就顯得比較突出了。而這又往往被施工人員忽視,直到問(wèn)題暴露時(shí),才想方設(shè)法尋求各種補(bǔ)救措施,這樣不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工,而且很難處理徹底。

線(xiàn)路壓降問(wèn)題主要由下面兩種原因引起。

1)導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)阻

導(dǎo)線(xiàn)本身有電阻。阻值大小與線(xiàn)路長(zhǎng)短成正比,與導(dǎo)線(xiàn)截面積成反比。另外,有些廠(chǎng)家生產(chǎn)的導(dǎo)線(xiàn)質(zhì)量差,無(wú)形中又增加了阻值。

2)接點(diǎn)電阻

在總線(xiàn)中接入感煙、感溫、輸入模塊、輸入輸出模塊、短路隔離器等各類(lèi)編址單元。時(shí)間長(zhǎng)了裸露在空氣中的接線(xiàn)端子會(huì)產(chǎn)生氧化層,這樣就會(huì)引起接點(diǎn)電阻。接入編址單元數(shù)量越多,接點(diǎn)電阻就越大。

我們把導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)阻和接點(diǎn)電阻通稱(chēng)為線(xiàn)路內(nèi)阻。正是由于線(xiàn)路內(nèi)阻的存在,才引起了電路中工作負(fù)載兩端的電壓下降的問(wèn)題,根據(jù)歐姆定律可知,壓降值與線(xiàn)路內(nèi)阻和工作負(fù)載電阻的比值成比例。因此要減小線(xiàn)路壓降,就得想辦法減小線(xiàn)路內(nèi)阻和工作負(fù)載電阻的比值。

總線(xiàn)制火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)一般有三種總線(xiàn),回路總線(xiàn)、電源總線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)?;芈房偩€(xiàn)指火災(zāi)報(bào)警控制器與各編址單元之間的連線(xiàn);電源總線(xiàn)指火災(zāi)報(bào)警控制器或電源給控制模塊、樓層顯示器等提供DC24V的線(xiàn)路;網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)指系統(tǒng)中火災(zāi)報(bào)警集中主機(jī)、從機(jī)、樓層顯示器之間的通訊總線(xiàn)。

相對(duì)于電源總線(xiàn),回路總線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)壓降問(wèn)題比較少。以回路總線(xiàn)為例:由于各個(gè)報(bào)警設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題都很重視,對(duì)于回路大負(fù)荷、回路線(xiàn)的長(zhǎng)度、線(xiàn)徑都提出了明確要求。所以,只要滿(mǎn)足廠(chǎng)家的布線(xiàn)要求就行了。

線(xiàn)路壓降問(wèn)題影響比較大的一般出現(xiàn)在電源總線(xiàn)中,這主要是由于電磁閥類(lèi)聯(lián)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作電流大造成的。

防火卷簾門(mén)、風(fēng)機(jī)、水泵等都是通過(guò)中間繼電器來(lái)控制的。選用繼電器的阻值一般都在500歐姆以上,動(dòng)作電流已經(jīng)比回路總線(xiàn)中編址單元的工作電流大多了,可這不是產(chǎn)生壓降問(wèn)題的主要原因。排煙閥、風(fēng)口、氣體滅火啟動(dòng)鋼瓶等電磁閥類(lèi)聯(lián)動(dòng)設(shè)備才是真正的“用電大戶(hù)”。電磁閥的阻值一般為36歐姆,動(dòng)作電流約為0.65安培。這樣大的動(dòng)作電流就足以使線(xiàn)路內(nèi)阻形成很大的壓降。

下面舉幾個(gè)工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明線(xiàn)路壓降在工程中帶來(lái)的不良影響。

淮南XXXX工程,每層有2個(gè)排煙口,2個(gè)送風(fēng)口,2個(gè)聲光報(bào)警器,1個(gè)強(qiáng)電切換,在火災(zāi)確認(rèn)后需要打開(kāi)本層上下各一層的風(fēng)口,至少應(yīng)聯(lián)動(dòng)12個(gè)風(fēng)口。一個(gè)電磁閥阻值為36歐姆,光12個(gè)風(fēng)口并聯(lián)在一起,電阻為3歐姆,該建筑樓高30層,每層層高3米,即垂直高度90米,根據(jù)該消防工程中采用的導(dǎo)線(xiàn)為2.5mm2 截面的銅芯線(xiàn),根據(jù)R=ρL/s算出本工程采用2.5mm2 截面的銅芯線(xiàn),其90米長(zhǎng)時(shí),電阻為0.714歐姆,由歐姆定律U設(shè)備=24/(3+0.714)*3=19.3V,而設(shè)備的啟動(dòng)電壓為20V,這在沒(méi)有計(jì)算強(qiáng)切及聲光報(bào)警用電的情況下,設(shè)備已無(wú)法啟動(dòng)。

淮南XXXX工程,消火栓系統(tǒng)采用干式系統(tǒng),每個(gè)管道有一大電磁閥控制水流走向,若在控制器自動(dòng)狀態(tài)時(shí),有不同層消火栓同時(shí)報(bào)警,則不同層電磁閥同時(shí)動(dòng)作,由于電流太大,連一個(gè)電磁閥也無(wú)法啟動(dòng),情況同上,由于線(xiàn)路壓降所至。

了解了線(xiàn)路壓降帶來(lái)的不良影響,那么怎樣才能有效地防止發(fā)生類(lèi)似的問(wèn)題呢?

1)對(duì)所控制設(shè)備實(shí)行分時(shí)控制

分時(shí)控制可以減少同一時(shí)間內(nèi)所需要控制的設(shè)備數(shù)量,電磁閥等大電流設(shè)備只需脈沖信號(hào),不需持續(xù)電源供電,這樣同一時(shí)間內(nèi)外控設(shè)備數(shù)量減少了,并聯(lián)在電源總線(xiàn)上的負(fù)載就增大了,就可以減低線(xiàn)路內(nèi)阻的影響,即使對(duì)聲光報(bào)警器等需持續(xù)電源的設(shè)備分時(shí)啟動(dòng)也有效果,因設(shè)備的啟動(dòng)電流較大,啟動(dòng)后電流較小,也可緩解同一時(shí)間電流過(guò)大的問(wèn)題。分時(shí)控制有兩種實(shí)現(xiàn)方法。一是軟件編程,利用火災(zāi)報(bào)警器本身的輸出功能;二是硬件搭接,將同類(lèi)外控設(shè)備通過(guò)其連鎖控制端子串聯(lián)起來(lái),逐個(gè)驅(qū)動(dòng)外控設(shè)備。

在前面的工程事例中,我們可以采取這樣的方法減少線(xiàn)路壓降,如每隔5秒驅(qū)動(dòng)一個(gè)風(fēng)閥;將所有送風(fēng)口串聯(lián),只用一個(gè)控制模塊控制,這樣在前一個(gè)送風(fēng)口關(guān)閉之后,后面的送風(fēng)口才動(dòng)作。報(bào)警器在同時(shí)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備就大大減少了。

如果所有的外控設(shè)備都可以通過(guò)軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)分時(shí)控制,那自然就不需要硬件搭接了,如我公司生產(chǎn)的依愛(ài)牌設(shè)備,功能很完善,在實(shí)際工程中,用此功能,基本能滿(mǎn)足5萬(wàn)平米工程的需要,如合肥綠都商廈、天津津聯(lián)大廈等。但有的廠(chǎng)家控制器功能不太完善??刂朴绊懣刂破鞯倪\(yùn)行速度。因此,硬件搭接也是我們要考慮的因素。

2)多設(shè)幾路DC24V電源總線(xiàn)的干線(xiàn)

在工程設(shè)計(jì)中就應(yīng)該考慮到,多敷設(shè)幾路干線(xiàn),可以減少線(xiàn)路中控制模塊的數(shù)量,從而減少接點(diǎn)電阻;并且可以避免一條電源總線(xiàn)繞來(lái)繞去,對(duì)減少線(xiàn)路長(zhǎng)度有很大幫助。有相當(dāng)一部分人員認(rèn)為,在設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)或設(shè)備無(wú)法正常工作時(shí),由于電源功率不夠引起,其實(shí)并非如此,大部分是由于線(xiàn)路壓降引起的,在這種情況下,采取上述方法,效果較佳。如青島溫哥華花園工程,使用了186個(gè)可燃?xì)怏w探測(cè)器,結(jié)果探測(cè)器不能正常工作,實(shí)際我公司的外控電源輸出電流是10A,完全滿(mǎn)足負(fù)荷,只是由于線(xiàn)路壓降引起,只有采取多設(shè)幾路電源線(xiàn)才能解決。后來(lái)采取多路布線(xiàn)后系統(tǒng)一切正常。

3)加大線(xiàn)徑

在設(shè)計(jì)中,有些設(shè)計(jì)人員比較容易忽視24V直流電源的供電線(xiàn)路的線(xiàn)徑,與用電設(shè)備的選型匹配問(wèn)題——尤其值得注意的是各類(lèi)電控風(fēng)閥的控制線(xiàn)路的線(xiàn)徑大小。一些設(shè)計(jì)人員未注意該線(xiàn)路的線(xiàn)徑大小,也沒(méi)有考慮該線(xiàn)路上設(shè)備有多少,它們的瞬時(shí)動(dòng)作電流有多大。而往往火災(zāi)發(fā)生時(shí),一系列聯(lián)動(dòng)設(shè)備都應(yīng)在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)打開(kāi)或關(guān)閉。如果電源不能跟上,這些設(shè)備的動(dòng)作繼電器無(wú)法正常工作,不但不能聯(lián)動(dòng)有關(guān)滅火控制設(shè)備,而且會(huì)損壞設(shè)備,這個(gè)問(wèn)題在聯(lián)動(dòng)設(shè)備較多的地下室尤為突出。

下面,我們以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子算一下在標(biāo)準(zhǔn)層我們?cè)撨x用多粗的電源線(xiàn)。比如在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層有一個(gè)排煙風(fēng)口,一個(gè)正壓風(fēng)口,在火災(zāi)確認(rèn)后需要打開(kāi)本層上下各一層的風(fēng)口,至少應(yīng)聯(lián)動(dòng)6個(gè)風(fēng)口。這些風(fēng)口的標(biāo)稱(chēng)動(dòng)作電流多在0.5~2安培不等,在實(shí)測(cè)時(shí)動(dòng)作電流大多在1安培左右,故我們以保險(xiǎn)起見(jiàn),取1安培這個(gè)值,而風(fēng)閥啟動(dòng)電壓不能低于20V,由R線(xiàn)=(U-U閥)/I啟動(dòng)=(24-20)/(6﹡1)=0.67,得出豎井中在標(biāo)準(zhǔn)層部分的直流電源的導(dǎo)線(xiàn)的電阻不應(yīng)大于0.67。

假設(shè)樓高30層,每層層高3米,即垂直高度90米,那么根據(jù)我們消防中采用的導(dǎo)線(xiàn)為銅芯線(xiàn),有R=ρL/s可以得知若采用2.5mm2 截面的銅芯線(xiàn),其90米長(zhǎng)時(shí),電阻為0.714;采用4 mm2 截面的銅芯線(xiàn),電阻為0.464。故我們采用4 mm2 以上的銅芯線(xiàn)。由此可見(jiàn),平時(shí)我們只是估算是不準(zhǔn)確的。地下室的聯(lián)動(dòng)設(shè)備更多,我們應(yīng)經(jīng)過(guò)更詳細(xì)的計(jì)算后,才能確定電源線(xiàn)的線(xiàn)徑。

4)接線(xiàn)端焊接

這樣可以減少導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)阻和接點(diǎn)電阻。

5)現(xiàn)場(chǎng)放置DC24V電源箱

這是用來(lái)彌補(bǔ)工程的先天不足之處,屬無(wú)奈之舉。但是要注意兩點(diǎn),一是現(xiàn)場(chǎng)供電AC220V必須是消防電源,二是在消防控制中心內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)打開(kāi)、關(guān)閉電源。

火災(zāi)報(bào)警設(shè)備從設(shè)備廠(chǎng)家出來(lái),只是完成了步。就是質(zhì)量再好的設(shè)備,它在以后的運(yùn)行狀況也在很大程度上依賴(lài)于安裝質(zhì)量。這要求我們?cè)谑┕で耙M量考慮周全,施工中要保證質(zhì)量。象線(xiàn)路壓降這樣的問(wèn)題,如果我們?cè)谠O(shè)計(jì)、施工、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)都能考慮到,應(yīng)該是可以避免的。

另外,現(xiàn)在不少?gòu)S家的模塊是需要供電的,有些是取主機(jī)的電源供電,有些是另外配電源供應(yīng)箱。我個(gè)人認(rèn)為應(yīng)把外部設(shè)備的電源與模塊的電源分開(kāi),這樣比較能保證模塊的正常工作。由于先進(jìn)設(shè)備的數(shù)字化程度較高其對(duì)電源的要求也高,要求電源的雜波小,以減少外部電源對(duì)系統(tǒng)的干擾。尤其是第三代數(shù)字系統(tǒng),如模塊與外設(shè)用同一路電源供電,在聯(lián)動(dòng)時(shí),大電流瞬時(shí)低壓對(duì)系統(tǒng)與設(shè)備影響極大。

6)施工

施工時(shí),也應(yīng)文明施工,盡量保證線(xiàn)路安裝完好、可靠。首先,預(yù)埋時(shí),要用鎖母做好管路與接線(xiàn)盒之間的連接并用護(hù)口保護(hù),線(xiàn)盒等裸露部分應(yīng)做好封堵;在穿線(xiàn)時(shí),應(yīng)將雜物清出線(xiàn)管,以免把導(dǎo)線(xiàn)的絕緣層割斷,甚至把導(dǎo)線(xiàn)芯也割斷,不知不覺(jué)中使得導(dǎo)線(xiàn)的截面又變小了。其次,應(yīng)盡量減少接口,這不但是避免不必要的可能產(chǎn)生的故障,而且也是減小了接觸電阻。如果線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)或有中間線(xiàn),要選用合適的端子,保證接觸良好。

上述幾種方法,各有利弊,在實(shí)際工程中,針對(duì)不同情況,靈活應(yīng)用各種降壓方法,才能即方便施工,又起到一定的效果。

#2系統(tǒng)線(xiàn)路對(duì)地問(wèn)題

在系統(tǒng)編完程序時(shí),把相應(yīng)的總線(xiàn)、24V線(xiàn)、聯(lián)動(dòng)線(xiàn)等接到控制器上時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定,報(bào)故障的部件回路或地址不固定,這就是由于系統(tǒng)接地引起的,但用萬(wàn)用表測(cè)量,往往很難測(cè)量出與地短路現(xiàn)象,主要由于在線(xiàn)路中加了總線(xiàn)隔離器,以及管件有懸空現(xiàn)象導(dǎo)致,這就是下面我們要討論的問(wèn)題。

在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)常遇到回路對(duì)地,結(jié)果比較難查。那么能不能盡量減少此類(lèi)的麻煩呢?怎樣避免這類(lèi)事情發(fā)生呢?

首先,在施工時(shí),要施工單位正確地使用搖表來(lái)測(cè)試回路的線(xiàn)間電阻,金屬預(yù)埋管之間要接觸良好,只有在它們完全共地的情況下,搖表測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)才是正確可靠的。施工時(shí)穿線(xiàn)要整條穿,只有在安裝時(shí)才將它截開(kāi),線(xiàn)頭要注意不能碰到墻、螺絲或接地體上。

其次,設(shè)備安裝上去后,再做一次測(cè)試。方法是:在回路線(xiàn)的一端接上24V(UA)直流電源,另一端斷開(kāi),再測(cè)試回路某處的電壓UB,如UB明顯小于UA時(shí)即表明線(xiàn)路上有接地,可將回路分成兩段,先測(cè)試一段,以確定此段是否發(fā)生對(duì)地。如此反復(fù),逐漸縮小范圍,確定對(duì)地點(diǎn),排除故障。

#3系統(tǒng)中不同總線(xiàn)之間的短路問(wèn)題

在系統(tǒng)編完程序時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)在同一回路會(huì)多出一些設(shè)備,這種情況,一般由于不同回路總線(xiàn)短路引起,但用萬(wàn)用表歐姆檔無(wú)法測(cè)量出,這主要由于線(xiàn)路中隔離器所致。輸出正極短路時(shí),在控制室無(wú)法測(cè)量出,即使正極與地短路,也無(wú)法測(cè)量出,只有在現(xiàn)場(chǎng)才能測(cè)量出來(lái)。



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