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火灾自动报警中常见问题解决方案之线路压降
作者:管理员    发布于:2015-09-17 09:39:23    文字:【】【】【
摘要:火灾自动报警中常见问题解决方案之线路压降介绍。

  在总线制火灾报警控制系统的调试工作中,经常会遇到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、送风口等却不能动作,我们在现场使用万用表监测控制模DC24V输入端的电压,发现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降低了好几伏。

  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。通常小系统中一般体现不出来,但在建筑面积较大、线路比较长的工程中,这一问题就显得较为突出。而这又往往被施工人员忽视,直到问题暴露时,才想方设法寻求各种补救措施,这样不仅费时费工,而且很难彻底处理。

  1、线路压降问题的原因分析

  (1)导线内阻

  导线本身有电阻。导线内阻是导线本身固有电阻,阻值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差,无形中又增加了阻值。

  (2)接点电阻

  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,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、控制模块、总线隔离器等各类设备,接入设备数量越多,接点电阻就越大。

  我们把导线内阻和接点电阻通称为线路内阻。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。

  (3)动作电流

  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、风机、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。

  下面举几个工程实例来说明线路压降在工程中带来的不良影响。

  石家庄金融大楼工程,每层有2个排烟口,2个送风口,2个声光报警器,1个强电切换,在火灾确认后需要打开本层上下各一层的风口,至少应联动12个风口。一个电磁阀阻值为36欧姆,12个风口并联在一起,电阻为3欧姆,该建筑楼高30层,每层层高3米,即垂直高度90米,根据该消防工程中采用的导线为2.5mm²截面的铜芯线,根据R=ρL/s算出本工程采用2.5mm²截面的铜芯线,其90米长时,电阻为0.714欧姆,由欧姆定律U设备=24/(3+0.714)*3=19.3V,而设备的启动电压为20V,这在没有计算强切及声光报警用电的情况下,设备已无法启动。

  消火栓系统采用干式系统,每个管道有一大电磁阀控制水流走向,若在控制器自动状态时,有不同层消火栓同时报警,则不同层电磁阀同时动作,由于电流太大,连一个电磁阀也无法启动,情况同上,由于线路压降所至。

  2、线路压降的解决办法

  线路压降太大给系统造成了不良影响,使系统不能正常运行,问题非常普遍,本人根据实际调试提出以下几点解决办法。

  (1)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,就可以降低线路内阻的影响,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。

  在前面的工程事例中,我们采取这样的方法减少线路压降,每隔5秒驱动一个风阀,将所有送风口串联,只用一个控制模块控制,这样在前一个送风口关闭之后,后面的送风口才动作。报警器在同时驱动的设备就大大减少了。

  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,如我司生产的设备,延时功能很完善,在实际工程中,用此功能,基本能满足5万平米工程的需要。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。

  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。

  举个工程案例,某项目使用了186个可燃气体探测器,结果探测器不能正常工作,我们提供的外控电源输出电流可达10A,完全满足负荷,只是由于线路压降太大,造成末端电压不够,致使可燃气体探测器不能正常工作,我们提出的解决措施就是每层单独敷设1对24V电压线,采取多路布线后系统一切正常。

  (2)加大线径

  在消防报警系统设计中,设计院的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。

  下面,我们以一个最简单的例子算一下。在标准层我们该选用多粗的电源线。比如在每个标准层有一个排烟风口,一个正压风口,在火灾确认后需要打开本层上下各一层的风口,至少应联动6个风口。这些风口的标称动作电流多在0.5~2安培不等,在实测时动作电流大多在1安培左右,我们为了保险起见,取1安培这个值,而风阀启动电压不能低于20V,由R线=(U-U阀)/I启动=(24-20)/(6﹡1)=0.67,得出竖井中在标准层部分的直流电源的导线的电阻不应大于0.67。

  假设楼高30层,每层层高3米,即垂直高度90米,那么根据我们消防中采用的导线为铜芯线,有R=ρL/s可以得知若采用2.5mm²截面的铜芯线,其90米长时,电阻为0.714;采用4mm²截面的铜芯线,电阻为0.464。故我们采用4mm²以上的铜芯线。由此可见,平时我们只是估算是不准确的。地下室的联动设备更多,我们应经过更详细的计算后,才能确定电源线的线径。

  (3)接线端要焊接

  这样可以减少导线内阻和接点电阻。

  (4)现场放置DC24V电源箱

  这是用来弥补工程的先天不足之处,属无奈之举。但是要注意两点,一是现场供电AC220V必须是消防专用电源,二是在消防控制中心内可以实现打开、关闭电源。

  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。比如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。

  (5)按要求施工

  施工时,也应文明施工,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,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。

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