消防設備電源監控系統設計與應用

李堯

（平羅恒創建筑設計院有限公司 寧夏 平羅 753400）

引言

近年來，養老建筑火災事故屢屢發生，給國家財產及人員生命安全造成巨大損失。以2015年某養老院特大火災事故為例：由于建筑物內的供電線路老化，發生火災時，應急照明電源及消防設備無法正常啟動，建筑內燃燒物燃燒過程產生大量煙霧，導致疏散通道能見度低。給建筑物內被困的老人疏散及消防人員的滅火救災行動增加許多困難。最終導致39人死亡，6人受傷，直接經濟損失2064.5萬元。

自本世紀以來，建筑物內消防報警聯動系統的技術、設備及應用得到了迅速的發展，一旦發生火災，消防設備電源發生故障，消防設備不能正常啟動運行的事故卻經常發生。因此，為保障消防設備供電處于正常狀態，越來越多的建筑工程裝置使用消防設備電源監控系統。

1 消防設備電源的定義及作用

消防設備電源就是為各種消防設備提供可靠的交流或直流電源，包括主電源和備用電源。消防設備電源是保障建筑物安全的主要消防設施，它是在發生火災時，最大限度降低人員傷亡和財產損失發揮著巨大作用。建筑物內的消防設備是否能正常運行，是由消防設備電源來保障的，其可靠性直接關系到建筑物內的消防設備在產生火災時能否正常發揮報警滅火作用。

2 消防設備電源監控系統定義及功能

消防設備電源監控系統是用于監控消防設備電源工作的狀況，在電源發生過電壓、欠電壓、過電流等故障時能發出報警信號的監控系統。是由系統主機、控制模塊、信息傳感器、系統通信電纜等設備組成。它是集工業計算機技術、通信、抗電磁干擾、數字傳感技術及工業現場總線于一體的智能化體系設備。

采用高度靈敏度多種信號傳感器對消防設備的電源進行二十四小時實時監測技術，經過檢測消防設備的電壓、電流、工作狀態等有關設備信息，將這些信息收集到的電源信息集中統計，為管理者和工作人員提供查詢、分析和數據輸出，來判別供電設備是否存在斷路、短路、過壓、欠壓、錯相以及過流等故障，有利于工作人員及時維護，確保消防設備供電的可靠性。

3 消防設備電源監控系統的設計

3.1 設計依據

依據GB50116-2013規范第3.4.2條:“消防控制室應設置消防設備電源監控器，控制室工作人員通過室內圖形顯示裝置,監視建筑物內的消防設備電源的運行狀況[1]”。

依據GB25506-2010規范第5.7條:“消防電源監控器可顯示消防設備電源和備用電源的工作狀態及故障報警信息；并能將消防用電設備的主備電源的運行狀況和欠壓報警信息傳送至消防控制室圖形顯示裝置”。

依據GB50016-2014(2018版)第8.1.7條規定：“設有火災自動報警系統和消防聯動控制系統的建筑（群）必須設置消防控制室”。

以上這些規范要求對各類消防系統或消防設備的電源工作狀況都要在消防控制室進行顯示，進一步證明消防設備電源是保障消防設備工作的基礎。設置消防控制室的工程必須設置消防電源監控系統，因為消防電源監控器應能夠顯示消防用電設備的主、備供電的運行狀況。

3.2 消防設備電源監控系統的設計與應用

消防設備電源監控系統的產品應符合國家相關標準，且必須獲得國家消防電子產品質量監督檢驗中心出具的產品型式試驗報告。

3.2.1 設置場所

當建筑物設有消防控制室時，其室內必須設置消防設備電源監控系統。

3.2.2 設置范圍

在建筑物內用直流或交流電源的供電各類消防設備，包括主電源和備用電源，均設置傳感器，且安裝位置在最末端一級配電箱ATSE切換開關雙供電回路的進線處設置[2]。

3.2.3 設置位置

(1)系統主機設置

A大型建筑物或建筑群有多個消防控制室時，系統主機應設在主消防控制室內；

B系統主機通過通訊模塊可同時管理32個臺監控器；

C采用CAN通訊時,系統主機與監控器距離為1000米；CAN通訊線型為NH-RVSP-2*1.5mm2。

(2)監控器設置

A如果有消防控制室時，應在消防控制室內設置監控器。如果沒有設置消防控制室時，監控器應設置有人值班的地方；

B監控器可輸出兩路，兩總線線型為NH-RVSP-2*1.5mm2，每個回路500米可連接128臺傳感器；

C監控器通訊容量2*128=256臺傳感器。

(3)區域分機的設置

A區域分機應設置在強電豎井；

B監控器至傳感器的供電距離大于500米時，應增設區域分機。

(4)傳感器設置

A建筑物內消防設備供電的主電源箱和備用電源箱的輸出端子。

B消防電氣（風機、水泵、電梯等）的雙電源供電路回路的輸入或輸出。

C應急照明配電箱雙電源的輸入端或輸出端。

D消防設備應急電源、集中電源型消防應急專用電源的輸入端子。

E各種消防設備直流電源的輸出端子。

3.2.4 系統接線

消防設備電源監控系統接線應符合現行國家標準相關標準執行。同時，在同一工程的導線布置應根據不同用途分為不同顏色。同一用途電源導線顏色應相同，電源線正極為紅色，負極為藍色或黑色。系統總線采用兩總線NH-RVSP-2*1.5mm2穿SC20同管敷設。

4 消防設備電源監控系統設計案例

4.1 工程簡介

平羅縣中心敬老院養護樓項目位于平羅縣賀蘭山路與民族北街交叉處西北角。新建養護樓建筑面積為6000m2，地上五層，地下一層（消防水池）?？蚣芙Y構，建筑高度為18.5m。該工程的火災自動報警系統采用集中控制報警系統，消防控制室在養護樓一層門廳處。

4.2 系統組成

消防設備電源監控系統是有消防設備電源狀況監控器、電壓信號傳感器、上位機、通信及電源線路組成；上位機設在消防控制室內；上位機選用的是工控機，可對16臺消防設備電源監控器進行管理，而本工程為小型公共服務建筑，只需要一臺消防設備電源監控器可以滿足本工程消防設備電源監控的需求[3]。

消防設備電源監控器專用于消防設備電源監控系統，獨立裝置在消防控制室內。采用RS485通信方式，向外界單向傳遞信息；實時監控所有消防設備主備用電源的運行狀況。

電壓信號傳感器用于監測消防設備主電源的工作狀況，并通過直接壓接方法采集電壓信號。除了電壓/電流傳感器的上述功能外，還增加了被監測供電回路的電流信號，來判斷消防設備運行狀況。

4.3 消防設備電源末端監控設計

在現有國家標準（G50116-2013）和（GB28184-2011）兩本規范中，消防設備電源監控器的安裝設置都未作詳細說明。根據本人對規范的了解和使用，消防設備電源監控系統針對不同的消防設備具有不同的監控位置和監控內容，下面介紹幾個典型的消防設備電源監控設計。

4.3.1 應急照明電源監控

應急照明電源選用雙電源供電，為專用供電回路。設計過程中僅對雙電源進行實時監測，消防電梯等消防設備電源監控設置與應急照明相同。

4.3.2 防排煙風機電源監控

本工程在屋面層設置消防排煙風機房，風機房的雙電源回路在單臺防排煙風機進線處實時監測，選用三相雙電壓/電流傳感器實時監測單臺排煙風機的工作狀況。

4.3.3 消火栓泵、噴淋泵及穩壓泵等消防設備電源監控

本工程在地下一層消防水泵房和屋面高位水箱間設置消防設備，在消防設備電源進線處對雙電源供電回路的電壓進行監測，出線回采用三相雙電壓傳感器、電壓/電流傳感器，可實時監控各消防泵的供電及工作狀態[4]。

4.4 注意事項

消防設備電源監控系統的設計應還要注意以下問題：

（1）消防設備電源監控系統的設備應滿足GB28184-2011《消防設備電源監控系統》的相關規定，具有國家消防電子產品質量監督檢驗中心出具的檢測證明。

（2）由于消防設備電源監控系統是獨立或專用的，不該與其他消防系統共用。

（3）現場傳感器的電源電壓宜采用消防電源監控器提供的24V直流電源，現場傳感器應有自己的總線隔離器。

4.5 消防設備電源監控系統的安裝與應用

消防設備電源監控系統應該由配電箱廠家裝置在被監控的配電箱或配電柜內，箱體制造商應考慮在配電箱內或配電柜內設置固定傳感器。設計人員應在施工圖設計文件明確提出裝置要求，避免因裝置消防設備電源監控引起箱、柜二次改裝。

基于現代建筑理念，建筑火災監控系統的應用可以加快智能監控的效率，促進維護的進步。通過使用智能傳感器，加強對電源節點連接的檢查，可以智能地確認總線的工作狀態，確保智能監控系統能夠在故障發生時第一次發出預警，為安全維護工作打下堅實的基礎。消防設備電源監控系統是監控供配電系統的電源信號，它與配電系統結合的比較緊密，在裝置過程中是離不開配電系統，因為消防設備電源監控系統具有自身的獨立性。因此，在工程實施過程中，消防設備電源監控系統一般都歸結為配電系統的裝置和施工。這樣可以消減配合，便于工程協調，保證工程質量。但是，有些工程還將把消防設備電源監控系統納入火災自動報警聯動系統進行施工，效果往往卻不佳[5]。

5 結語

消防設備電源監控系統是對消防設備電源實時監控，設計人員應按照《消防設備電源監控系統》和《火災自動報警系統設計規范》的要求設置消防設備電源監控系統。

消防設備正常運行取決于消防設備供電的可靠性，它可有效降低消防設備和建筑火災隱患的發生率，保護人民生命和國家財產安全，起到積極的作用。因此，在現代建筑物中合理的設計、安裝及使用消防設備電源監控系統，可以提高消防設備的可靠性、穩定性及戰備性，使消防設備做到真正意義上的“預防為主，防消結合”。