消防电源和配电系统的组成部分是什么?如何设计消防配电线路?图解说明
消防供配电系统是为建筑物内的消防设施提供可靠供电的电力系统。事实上,消防供配电系统是建筑供配电系统的一部分,只是为了更好地保证消防电气设备的可靠供电,并对其供电类型、供电方式和配电电路设计提出了特殊要求。迪先生,电气设计在线教学!
一、消防供配电组成及消防供电方式(1)消防供电
向消防电气设备提供电能的独立电源称为消防电源。消防供电系统是由几个不同用途的独立电源按一定方式连接而成的供电电网,可以提高供电的可靠性和经济性。一般来说,系统中的电源根据其供电范围和时间可分为主电源和应急电源。主电源是指电力系统的电源,应急电源可由自备柴油发电机组或蓄电池组提供。
消防应急电源的形式可分为电力系统电源、自备柴油发电机组、电池组、消防设备应急电源和不间断电源。
1)电力系统供电
无论是主电源还是应急电源,都可以选择电力系统电源。
电力系统的电源来自城市供电网络。当需要供电的设备容量较大时,一般选用。为了保证供电的可靠性,当主电源和应急电源都来自电力系统时,两个电源必须相互独立。
2)自带柴油发电机组
柴油发电机组是以柴油发动机为原动机,驱动同步发电机发电的动力设备。
当市电突然中断时,可以快速启动运行,并在最短的时间内为负载提供稳定的交流电源,保证及时为负载供电。
3)电池组
电池可用作小容量设备的备用电源。
如dc火灾自动报警系统的备用电源、应急照明的备用电源、dc变电站的运行电源、dc不间断电源装置的电源等。
4)消防设备应急电源
eps简称消防设备应急电源,可以为消防负荷和其他重要供电负荷提供集中供电。
可用于应急照明、信号灯、消防电梯、消防泵、火灾自动报警系统、排烟风机等。
该图显示了消防设备应急电源的工作原理。
从图中可以看出,消防设备的应急电源由两路供电,即市电和备用电源。当市电和备用电源中的一个被切断时,转换开关可以选择另一条线路作为电源,feps的输出就是电力系统的输入功率。
当市电和待机电源被切断时,控制器检测到线路断电,并关闭电池组后面的开关。此时,feps的输出在被逆变器反转后由内部电池组供电。
5)不间断电源
不间断电源通常用于要求高供电质量的场合,如精密仪器负载(如计算机和服务器等信息技术行业负载)。
(2)配电部分
保护、监控、分配、转换和控制电源,并向消防电气设备传输和分配能量。
配电装置包括:变电站低压开关设备、发电机配电板、配电箱、照明配电箱、应急电源开关箱和配电干线及支线。
(3)消防电气设备
可以归纳为以下几类:
1)电动驱动设备,包括消防泵、消防电梯、排烟风机、防火卷帘门等。
2)电气照明设备
工作照明:如消防控制室、变配电间、消防泵房、消防电梯前室等场所,发生火灾时应设置照明灯;疏散照明:会议厅、观众厅、走廊、疏散楼梯、安全门和其他发生火灾时人们聚集和疏散的场所的照明和指示灯。
3)报警和通知设备
如:火灾报警器、火灾报警控制器、事故播报器、消防专用电话等。
4)其他电气设备
例如紧急电源插座。设置消防供配电系统的目的是为消防电气设备提供可靠的电源,并保证火灾初期不间断供电。
消防供配电系统应满足可靠性要求。一旦发生火灾,电源中断,消防电源设备将失去功能,延误消防人员,给人民生命财产带来严重后果。因此,为了保证供配电的可靠性,保证火灾时不间断供电,消防供配电系统也应满足耐火要求。火灾时,消防供配电系统应具有耐火、耐热和防爆性能。在土木工程中,还应使用耐火材料来确保不间断供电。
2.电线电缆选择注意事项(1)低烟无卤电线电缆不用于一类高层建筑。在高温燃烧过程中,聚氯乙烯会释放出大量的氯化氢、二恶英等有毒气体,同时会产生大量的黑烟。
一旦发生火灾,黑烟会遮挡视线,增加被困人员的疏散、消防人员的灭火和救援难度。吸入上述有毒气体后,被困人员将严重损害其健康,甚至导致窒息和死亡。
为减少火灾时的人员伤亡和财产损失,《民用建筑电气设计规范》(jgj16-2008)第7.4.1条第2款规定:“对消防要求高的建筑,如一级高层建筑和重要公共场所,应使用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆和电线或无烟无卤电力电缆和电线。”
然而,在审查图纸时,经常发现一些设计人员未能按照上述要求选择电线和电缆,这违反了规范的上述规定,具有重大的安全隐患。
一些设计人员选择阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆和电线或无烟无卤电缆和电线用于高层建筑和重要公共场所等高防火要求的建筑,但使用聚氯乙烯线管或聚氯乙烯线槽作为穿线管。
众所周知,聚氯乙烯电线管或聚氯乙烯线槽的主要成分是含卤素的聚氯乙烯,在高温燃烧时仍会释放出大量的氯化氢、二恶英等有毒气体,并产生大量的黑烟。
因此,如果选择阻燃、低烟、无卤或无烟、无卤的电缆和电线,然后使用聚氯乙烯管或聚氯乙烯线槽,那么选择阻燃、低烟、无卤或无烟、无卤的电缆和电线就失去了现实意义。这种做法违背了《民用建筑电气设计规范》(jgj16-2008)第7.4.1条第2款的初衷,非常不恰当,也存在安全隐患。
当选用阻燃、低烟、无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆和电线或无烟、无卤电力电缆和电线时,不应使用聚氯乙烯线槽或线槽作为穿线管,应引起电气设计人员的注意。
此外,当供配电线路应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆和电线或无烟无卤电力电缆和电线时,同一建筑内的综合布线、火灾自动报警和安全保护等所有弱电系统布线应采用阻燃低烟无卤或无烟无卤电缆。
(2)选择不存在的电线电缆型号在建筑施工图审查过程中,经常发现一些设计人员选择wdz-bv电线、wdz-vv电缆、wdz-yjv电缆或wdzn-bv电线、wdzn-vv电缆和wdzn-yjv电缆。
众所周知,在电线电缆型号中,“w”代表无卤,“d”代表低烟,“v”代表聚氯乙烯,如bv代表铜芯聚氯乙烯绝缘线,vv代表铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,yjv代表铜芯yjv。
上述电线电缆的绝缘或/和护套由聚氯乙烯制成,聚氯乙烯中所含的氯为卤素元素。也就是说,只要电线电缆型号中有字母“v”,它就必须含有卤素。因此,没有wdz-bv电线、wdz-vv电缆、wdz-yjv电缆或wdzn-bv电线、wdzn-vv电缆和wdzn-yjv电缆。
(3)阻燃或耐火电线电缆的选择没有规定阻燃等级。大多数设计者在选择阻燃或耐火电线电缆时,都没有标明阻燃等级。即使标明了阻燃等级,也没有考虑成束敷设的电线电缆单位长度的有机物体积,因此所选电线电缆可能不具备阻燃性能,这无疑存在安全隐患。
电线电缆的阻燃性能从高到低可分为甲、乙、丙、丁四个等级。电线电缆的阻燃性能不仅取决于绝缘材料和护套材料,还取决于成束敷设的电线电缆单位长度的有机物体积。相同阻燃等级的电缆在由单根电缆敷设时是阻燃的,但在成束敷设时不一定是阻燃的。
因此,在选择阻燃或耐火电线电缆时,应根据建筑物的重要性和成束敷设的电线电缆单位长度的有机物体积,标明相应的阻燃等级。当成束敷设的电线电缆单位长度的有机物体积超过其极限时,应单独敷设或用防火隔板隔开。
第三,导体横截面要求导体横截面太小。电线电缆的导体截面既要满足配电线路的电压损耗和机械强度要求,又要满足短路条件下的热稳定性要求,电线电缆的允许载流量不应小于其保护装置的整定电流和线路的计算负荷电流。
在建筑施工图审查过程中,发现一些设计人员没有根据实际环境条件和敷设方式对电线电缆的载流量进行修正,电线电缆的截面往往过小,导致电线电缆的载流量小于线路保护电器的过载保护整定值,甚至小于线路的计算电流,违反了强制性规范的规定。轻则降低电线电缆的使用寿命,重则因电线电缆绝缘损坏导致短路故障和火灾事故,造成严重的安全隐患。
环境温度和敷设侧都会影响电线和电缆的载流量:
在电线或电缆载流量表中,仅给出了几种环境温度下特定敷设方式的载流量。
当电线或电缆敷设的实际情况与电流表给出的条件不一致时,必须按照《民用建筑电气设计规范》jgj16-2008第7.4节的有关规定对电线和电缆的载流量进行修正。在室内电缆槽内敷设电线电缆时,环境温度一般设定在35℃,线芯允许长期工作温度聚氯乙烯绝缘为70℃,交联聚乙烯或乙丙橡胶绝缘为90℃。
备用电路、平时不工作的电路以及估计实际负载电流不超过其允许载流量30%的电路不包括在电路总数中。平战结合的人防工程,平战同时运行的电线电缆回路数应分别统计,载流量应分别修正。
一旦发生火灾,消防配电线路需要继续运行一段时间。发生火灾时,配电线路的允许载流量降低,线路阻抗增加,导致电压损失增加。
因此,在选择消防配电线路的截面时,应根据上述规范修正载流量后确定的导线截面,将导线截面扩大一至两个等级,以保证火灾时消防设备的可靠运行。此外,在选择电线和电缆的横截面时,还应根据负载的性质考虑谐波电流的影响。
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