浅析消防设备电源监控系统的设计及作用

徐霜

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

    0　引言

    由于经济的高速发展，在我国各大城市中发生的火灾也频频发生，给国家财产和人员造成了巨大的损失。以北京东方化工厂“6.27”特大火灾为例，1997年6月27日，位于北京通州的东方化工厂，因乙炔泄露遇静电引发火灾，火灾发生后，市电被切断，消防电源不能正常工作，造成供水设施不能运行，仅靠1台柴油发电机供给水泵电机，供水量严重不足，结果大火造成9人死亡，39人受伤，直接经济损失1.17亿元。另一例火灾发生于2002年6月16日，北京蓝极速网吧发生特大火灾，火灾发生时由于现场照明供电中断，加之燃烧过程中产生的大量高浓度的烟气积聚室内空间，内部能见度很低，给被困人员的逃生和消防队员的灭火救人行动增加了难度，造成25人死亡，12人受伤的严重后果。这些惨痛的教训都说明，在火灾发生时，如果消防设备能正常工作就可以挽救很多人的生命。

    近年来，各类型消防系统的设计、设备功能和自动化程度等方面都有了长足的发展，但即使如此，发生火灾后各类消防设备不能正常运转的火灾案例屡见不鲜，各地消防部门在日常的防火检查中发现的消防设备形同虚设的情况也比比皆是。无数经验和教训都证明，火灾报警是否及时准确和初期火灾的扑救成功与否，重要的必要条件之一就是消防设备能否起作用，而消防电源就是保证消防设备正常工作的一个根本性的问题。

    1　消防电源的重要作用

    消防设备是目前保障建筑物消防安全的主要设施，在最大限度的减少人员伤亡和财产损失，维护公共安全和公众利益，提高经济和社会效益方面一直发挥着巨大的作用。建筑物的消防安全很大程度上取决于消防设备的好坏，而消防设备是否能正常工作又取决于供电电源的工作状态。消防设备电源直接为建筑中所有消防设施设备运行提供动力，其可靠性直接关系到建筑中的消防设施在火灾情况下，能否正常发挥作用。因为消防电源不工作，火场内的消防水源无法启动，致使火场缺水，不能扑救火灾；因为消防电源不工作，导致防火分区的防火卷帘和防火门无法到位，无法控制火灾蔓延；因为消防电源不工作，无法排烟，消防电梯不能工作，疏散指示事故照明都不能辅助疏散，防烟楼梯间不能防烟，使火场的安全疏散工作无法进行，导致严重的灾难性后果。如果没有可靠的消防电源，投入大量资金的建筑消防设施在火灾中形同虚设，不能起到任何作用，使火灾造成重大伤亡和巨大财产损失。这类典型的火灾案例数量不少。

    按照国家标准的规定，为了减少火灾的损失，发生火灾后市电在保持数分钟后会断电，由市电供电的消防设备的主电中断，此时应该由消防设备的备电供电，假如平时对备电设备的维护保养不力、选型设计不配套等因素导致消防设备在关键时刻失电，则势必影响早期报警、安全疏散、自动和手动灭火操作，甚至造成极为严重的人身伤亡和财产损失。长期以来由于消防设备电源使用概率很低，长时间闲置待用，导致在应急情况下消防设备供电电源失电或意外中断造成消防设备失灵，致使发生火灾时火灾蔓延的现象频发，往往出现由于消防设备电源故障，导致消防设施失去动力，无法发挥作用。特别是在建筑内消防管理不到位，社会供电紧张、设备质量参差不齐、安全意识淡薄的时期，这一问题更显得尤为突出。

    消防设备电源特点是：使用概率很低，长期闲置待用，一旦使用必须要发挥作用，应始终处于临战状态；同时属于可靠性极高、容量相对较小、多种类电源并存、切换自动化、使用时供电时间相对较短且必须配备的设施。因此，必须重视消防设备的电能连续供给问题。

    消防设备的电源是各类型消防系统（设备）的重要组成部分，在整个建筑消防灭火过程中起着至关重要的作用。因此消防设备的电源应满足可靠性、安全性、有效性、稳定性的要求，以保证火灾时消防设备供电不会中断，才能保证各类消防设备正常工作。

    显而易见，如果没有可靠稳定的消防设备电源，即使安装最先进的消防系统，终端灭火设施再完善，一旦发生火警，整个消防系统就成为无米之炊，无法正常运行，起不到任何控火灭火作用，不能有效发挥其作用，势必影响灭火救援，造成不必要的损失，其后果将是灾难性的。因此，可靠稳定的消防设备电源对消防系统及时发挥高效的控火灭火作用是至关重要的。

    2　如何保证消防电源的正常工作

    为了保证建筑物内的消防用电负荷和重要用电负荷在任何时候任何情况下不断电，切实消除消防安全隐患、保障消防安全，安装消防设备电源监控系统是必要的重要的前提。在非消防或应急状态下，及时发现隐患，及时报警，及时排查，把可能发生的危险杜绝在萌芽中。

    综上所述，消防设备的电源是各种消防报警、灭火系统的关键核心部分，其驱动电源的可靠持续性供给及日常维护管理是否完善直接关系着被保护对象的安全，关系着疏散人员的生命安全和扑救工作的顺利进行，同时驱动电源的可靠持续性供给与日常维护管理又存在着紧密的关系。实际上消防设备电源与非消防设备电源比较，最大的不同之处就在于前者平时不用，战时必须可靠的运转，而后者是平时常用，而消防作战时可以停用。所以为了确保消防设备电源时时刻刻处于完好状态，对消防设备电源的管理及日常检查就显得尤为重要。但是由于消防设备电源的特殊性，人们对消防设备电源的日常检查因长期不使用会出现麻痹思想。所以单靠人为的措施根本无法做到确保消防设备电源时时刻刻处于完好状态，真正发生火情时，消防设备电源能否可靠持续性供给无法得到有效的保障。所以除加强管理外，采取技术措施也可以及早发现并促进及时解决。

    如何从技防手段上实现对消防设备供电电源的实时监测，一直受到公安消防部门的高度重视。中国建筑标准设计研究院组织编制的10CX504《消防设备电源监控系统》国家建筑标准设计图集于2010年12月1日实施。在2011年1月10日发布，2011年7月1日开始贯彻实施的国家标准GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》中作出了：“消防控制室内应设置消防电源监控器，应能显示系统内各消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和故障报警信息，并能将消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息传输给消防控制室图形显示装置”的强制性规定。国家标准 GB28184-2011《消防设备电源监控系统》也于2011年12月30日发布，2012年8月1日实施， 并于2012年12月1日在成都召开的公安部消防局第六分委员会五届二次会议会议上宣贯执行该标准的发布，对于推动消防设备电源监控系统的广泛应用，加强产品质量监督和管理将发挥重要作用。修订中的GB50116《火灾自动报警系统设计规范》、GB50166 《火灾自动报警系统施工及验收规范》、GB50016《建筑设计防火规范》都将增加消防设备电源监控系统设计使用的相关规定。

    3　消防设备电源监控系统的设计

    3.1设计使用依据

    中华人民共和国国家标准GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》

    中华人民共和国国家建筑标准设计图集10CX504《消防设备电源监控系统》（2010.12.01实行）

    中华人民共和国国家标准GB28184-2011《消防设备电源监控系统》

    中华人民共和国国家标准GB50016《建筑设计防火规范》（报批稿）

    中华人民共和国国家标准GB50116《火灾自动报警系统设计规范》（报批稿）

    3.2系统结构

    安科瑞AFPM型消防设备电源监控系统采用：用电设备+监控模块+系统主机三层结构组网模式，从而简化了系统结构设计。整个监控系统功能全面，安全可靠，探测准确，性价比高，系统内部采用RS485网络通信，对外提供Modbus-RTU通信协议，以满足其他标准系统的连接。

    3.3　系统功能

    （1）监控报警

    被监控设备电源回路开关状态

    被监控设备电源的工作状态（电压、电流及报警状态信息）

    报警响应时间：≤30s

    报警声信号：可手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

    报警光信号：红色LED指示灯常亮

    （2）故障报警

    监控器与模块（电压/电流信号传感器）之间的连接线断路、短路

    监控器主电源欠压（≤80%主电源电压）或过压（≥110%主电源电压）

    监控器与其分体电源间连接线断路、短路

    当监控器出现以上故障时，能发出与监控报警信号有明显区别的声光故障报警信号

    故障报警响应时间：≤100s

    故障报警声信号：手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

    故障报警光信号：黄色LED指示灯常亮

    故障期间，非故障回路的正常工作不受影响

    （3）控制输出

    对个别或全部被监控设备的报警继电器进行远程遥控操作

    监控器报警控制输出：常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

    监控器控制输出：常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

    （4）自检

    连接检查：通信线路及分体电源线路的断路、短路

    设备自检：手动检查或系统自检

    自检耗时：≤60s

    （5）报警记录

    记录1000条相关故障报警信息

    报警类型：故障类型、发生时间、故障描述

    报警事件查询

    报警记录打印

    （6）操作分级

    日常值班级：可进入软件界面查看实时监测情况、消除报警声音和查询报警记录

    监控操作级：可操作除针对系统本身的信息维护外的其他操作

    系统管理级：可操作系统的任何一个功能模块

    3.4设计方案

    （1）中小型监控系统网络拓扑结构图

    模块AFPM-□为传感器（监控模块）。监控器（主机）能接收并显示被监控消防设备电源的工作状态和中继器的工作状态。

    传输距离大于500m时，需加中继器，1合中继器占用1个传感器（监控模块）地址，中继器的AC220V电源线采用3*1.5mm^2，由现场消防电源或消防监控室监控器（主机）提供。

    传输方式为RS485总线，图中以A/B表示，其电缆屏蔽层应与监控器（主机）的保护接地可靠连接。

    每一种传感器（监控模块）通过编码开关设定与监控器（主机）的通信地址。

    根据工程需要在通信线上最远端传感器（监控模块）处宜连接120Ω-10KΩ/1W匹配电阻，提高通信稳定性。

    一般电源监控器（主机）有4个输出回路，每个回路可连接32个传感器（监控模块）。特殊情况下可扩展更多回路。

    （2）大型监控系统网络拓扑结构图

    此系统用于建筑群或现场设备较多，需要分为多个区域的情况。

    每个区域监控器（主机）可采集128个传感器（监控模块），特殊情况可扩展。

    监控器（主机）供电主要电器AC220V，备用电源可自带，也可现场提供。

    4　设备清单

    5　结束语

    安装使用AFPM型消防设备电源监控系统，保证了消防设备电源的健康运行，也就保证了消防设备的健康运行。随着AFPM型消防设备电源监控系统在现代建筑物中的设计、安装及使用，可显著提高消防设备的可靠性、稳定性及备战能力，让消防设备做到真正意义上的“防消结合、预防为主”。采用AFPM型消防设备电源监控系统可实现有效降低消防设备供电电源的故障发生率，确保消防设备的正常工作，对有效保障人民生命和国家财产安全产生意义深远的积极作用。

    相信通过《GB25506-2010消防控制室通用技术要求》和《GB28184-2011消防设备电源监控系统》国家标准的实施，我国对消防设备电源监控系统的使用会有一个巨大的发展，从而为在火灾情况下消防设备的正常运行、人员的疏散和营救提供有力的技术保障，成为消防设备的“守护神”。

    参考文献：

    [1]广西南宁中消恒安安全技术有限公司产品选型手册.

    [2]安科瑞电气股份有限公司产品选型手册2013.1版.

    作者简介：

    徐霜，女，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为电气火灾监控及消防设备电源监控的设计<