縱觀消防電源監控系統設計設備
摘要：依據GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》等規范要求，通過對消防設備管理現狀的分析，概述設置消防設備電源監控系統的必要性，介紹消防設備電源監控系統的功能要求、系統基本構成及監控模塊的類型，提出系統方案的選擇和設計方法。
關鍵詞：火災自動報警系統；消防設備電源監控系統；監控模塊；電壓傳感器；電流傳感器；電源工作狀態；故障報警
縱觀消防電源監控系統設計設備
現代建筑內設置的火災自動報警系統及消防滅火系統功能日益完善，自動化程度越來越高，然而發生火災后各類消防設備不能正常運行的案例頻發，各地消防部門在日常防火檢查中發現投入大量資金設置的消防設備形同虛設的情況比較常見。無數經驗和教訓都證明，消防設備能否發揮作用是火災報警是否及時準確和初期火災撲救是否成功的重要條件，而穩定可靠的消防設備電源則是消防設備正常工作的根本保障。所以2014年5月1日開始實施的GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》增加了消防設備電源監控系統的設置要求。本文著重就消防設備電源監控系統設置的必要性及設計方法作一討論。
1 設置消防設備電源監控系統的必要性
為了預防和減少火災危害，現代建筑內設置了火災自動報警系統、消防應急廣播系統、自動噴淋系統、消火栓系統、防排煙系統、消防應急照明系統、消防電梯系統、防火門及卷簾系統、防火門監控系統、電氣火災監控系統等多個系統，這些消防系統對建筑消防安全起到了極其重要的作用。這些系統能否正常工作取決于消防設備電源的工作狀態，如果沒有可靠穩定的消防設備電源，即使安裝的消防系統，終端滅火設施再完善，一旦發生火警，整個消防系統也將無法正常運行，不能有效預警和滅火，其后果將是災難性的。因此，消防設備電源是各類型消防系統的工作基礎，可靠穩定的消防設備電源對消防系統有效發揮作用至關重要。
消防設備電源的特點是使用概率很低，長期閑置待用，一旦使用發揮作用，應始終處于“臨戰”狀態；為了確保消防設備電源可靠，對消防設備電源的管理及日常檢查就顯得尤為重要。但是由于消防設備電源的特殊性，人們對消防設備電源的日常檢查往往因長期不使用而出現麻痹思想，依靠人為措施基本無法保證消防設備電源時刻處于完好狀態，真正發生火情時，消防設備的供電可靠性無法得到有效保障。所以除加強管理外，很有必要采取技術措施盡早發現并解決問題。
如何從技防手段上實現對消防設備供電電源的實時監測，一直受到消防部門的高度重視。在深刻吸取火災事故教訓之后，為了切實加強消防控制室管理，消防局組織編制了標準GB 25506-2010《消防控制室通用技術要求》，并于2011年7月1日開始貫徹實施，其中作出了“消防電源監控器應能顯示消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態和欠壓報警信息”的強制性規定，與之相對應也就規定了消防控制室內應設置消防設備電源監控系統。該系統對于確保建筑消防設施運行狀態完好，提高各單位消防安全管理水平和及時發現消防設備故障，預防和減少火災危害具有非常重要的作用。標準GB 28184-2011《消防設備電源監控系統》于2012年8月1日實施，該標準強制規定了消防設備電源監控系統的基本功能、試驗和檢驗規則等內容。2014年5月1日實施的GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》3.4.2條也增加了設置消防設備電源監控系統的相關規定。
2 消防設備電源監控系統的構成
GB 28184-2011《消防設備電源監控系統》3.1條給出了消防設備電源的定義：“消防設備電源為各類消防設備供電的交流或直流電源，包括主電源和備用電源”；3.2條對消防設備電源監控系統提出來要求：“消防設備電源監控系統用于監控消防設備電源工作狀態，在電源發生過壓、欠壓、過流、缺相等故障時能發出報警信號的監控系統。”
消防設備電源監控系統是集工業計算機技術、通信、抗電磁干擾、數字傳感技術于一體的智能化產品，系統由消防設備電源狀態監控主機、監控模塊、電壓傳感器、電流傳感器、電壓/電流傳感器等部分或全部設備組成。采用高靈敏度多種信號傳感器，對監測的消防設備電源進行24h實時自動巡檢。監測。通過監測消防設備電源是否有中斷供電、過壓、欠壓、過流、缺相等故障，并進行聲光報警和記錄。消防設備電源的工作狀態，均在消防控制室內的消防設備電源狀態監控主機上集中顯示，故障報警后可及時進行處理，排除故障隱患，使消防設備電源始終處于正常狀態，從而有效避免火災發生時消防設備由于電源故障而無法正常工作的情況，限度地保障消防設備的可靠運行。
根據標準GB 28184-2011《消防設備電源監控系統》要求，針對各類消防設備電源的特點，全各地消防公司積極研發，成功研制出了多種類型的消防設備電源監控系統主機和監控模塊。安科瑞應時代主流要求，開發了AFPM100消防設備電源監控系統，并取得了相當可觀的業績。
2.1系統基本結構
系統基本結構一般是監控主機+監控模塊兩層結構，系統構架簡潔。整個監控系統功能，每個監控模塊有一個獨立的地址編碼，系統內部采用RS485網絡通信，對外提供通信，以滿足接入其他消防系統的要求。消防設備電源監控系統結構示意如圖1所示。
圖1 AFPM100消防設備電源監控系統結構示意圖
2.2 消防設備電源監控模塊分類
消防設備電源監控模塊根據監控對象不同，分為直流、交流、單相、三相、一路電源、兩路電源等幾種類型，見表1.
表1 消防設備電源監控模塊分類
有的產品每個監控模塊只能監控一路電源，有的產品一個監控模塊可以同時監控兩路電源，圖2是多功能消防電源監控模塊電路圖，可監控兩路交流電源電壓、電流。
圖2是多功能消防電源監控模塊電路圖
消防設備電源監控模塊在建筑電氣施工圖中設計應用示例見圖3
圖3 配電系統圖（有消防設備電源監控模塊）
2.3消防設備電源監控系統功能
2.3.1 故障報警
● 監控器與模塊（電壓/電流信號開入開出傳感器）之間的連接線斷路、短路；
● 監控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）；
● 監控器與其分體電源間連接線斷路、短路；
● 當監控器出現以上故障時，能發出與監控報警信號有明顯區別的聲光故障報警信號；
● 故障報警響應時間：≤100s；
● 故障報警聲信號：手動，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動；
● 故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮；
● 故障期間，非故障回路的正常工作不受影響
2.3.2 消防設備電源故障報警
● 被監控設備電源回路開關狀態；
● 被監控設備電源的工作狀態（電壓、電流及開關狀態信息）；
● 報警響應時間：≤30s；
● 報警聲信號：可手動，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動；
● 報警光信號：紅色LED指示燈常亮。
2.3.3 控制輸出
● 對個別或全部被監控設備的報警繼電器進行遠程遙控操作；
● 監控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A。
2.3.4 報警記錄
● 記錄999條相關故障報警信息；
● 報警類型：故障類型、發生時間、故障描述；
● 報警事件查詢；
● 報警記錄打印。
2.3.5監控主機功能
● 主電源為AC 220V, 50H；
● 采用蓄電池作為備用電源，主電對備電充電24h的容量滿足整個系統工作超時8h；
● 監控模塊工作電源由監控主機供電，不能直接取市電，監控主機為連接的所有監控模塊供電DC 24V
●對外通信采用RS485接口。
3 監控系統主機及監控模塊的安裝位置
3.1監控系統主機的安裝位置
小型系統主機壁掛式安裝，應設置在消防控制室內，未設置消防控制室的小型建筑，監控系統應設置在有人值班的場所。大型系統可采用臺式或柜式，監控系統主機及圖形顯示裝置應設置在消防控制室內。
3.2監控模塊的安裝位置
監控模塊安裝在被監控消防設備供電電源附近的箱內，也可以安裝在被監控消防設備供電電源箱內；監控模塊應設置在末端，系統的電壓傳感器和電流傳感器的設置應保證整個消防系統的供電電源工作狀態均能在監控模塊或消防控制室內實時顯示。
4 消防設備電源監控系統的形式選擇和設計要求
消防設備電源監控系統作為一個相對獨立的監控系統，其系統構架與火災自動報警系統相似。小型建筑可采用監控主機系統，如圖4所示；
圖4 中小型監控系統網絡拓撲結構圖
大型建筑或建筑群可采用集中監控主機加多個區域監控主機系統，如圖5所示。
圖5 大型監控系統網絡拓撲結構圖
主機至監控模塊間傳輸距離大于產品要求是，需加中繼器占用1個監控模塊地址，中繼器AC 220V電源由現場消防電源或消防監控室監控主機提供，每個中繼器可帶32個監控模塊。監控主機電源為AC 220V，備用電源可自帶，也可現場提供。設計中應注意監控模塊工作電源由監控主機或中繼器供電，不能直接取市電，監控主機或中繼器為連接的所有監控模塊供電（DC 24V）。
5 結束語
《火災自動報警系統設計規范》和《消防設備電源監控系統》等規范標準為設計單位進行消防設備電源監控系統的設計提供了技術規范依據。
消防設備能否正常工作取決于消防設備供電電源的工作狀態是否穩定良好運行。為了保證建筑物內的消防電源在任何時候任何情況下不斷電，切實消防安全隱患、保障消防安全，設置消防設備電源監控系統是必要的。設置消防設備電源監控系統能對整個建筑消防安全實施科學管理，讓消防設備做到真正意義上的“預防為主、防消結合”。
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