機(jī)電安裝-火災(zāi)報警總線線路壓降、接地、短路問題分析

1、火災(zāi)報警總線線路壓降、接地、短路問題分析在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用和選型過程中，人們大多 數(shù)注意火災(zāi)探測器的外觀、靈敏度、穩(wěn)定型、智能化程度的 高低，也非常注意主機(jī)的性能、界面和功能，但在實際 的工程施工中，有一些看似簡單卻又值得密切注意的地方， 需要我們加以改進(jìn)，這就是下面所要分析和討論的有關(guān)線路 的問題。總線制火災(zāi)報警控制系統(tǒng)線路壓降問題在總線制火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的調(diào)試工作中，是否遇見過這樣 的問題：火災(zāi)報警控制器已經(jīng)發(fā)出控制指令，控制模塊也已 經(jīng)動作，但一些外部控制設(shè)備如排煙閥、送風(fēng)口之類的就是 不能動作，我們在現(xiàn)場使用萬用表監(jiān)測控制模塊DC24V輸入 端的電壓，發(fā)現(xiàn)在火災(zāi)報警控制器沒

2、有發(fā)出控制指令前，電 壓沒有變化，但控制指令一旦發(fā)出電壓就低了好幾伏。這是 什么原因呢？這就是要討論的線路壓降問題?；馂?zāi)自動報警回路和消防聯(lián)動控制線路都存在線路壓降問 題。這在小的系統(tǒng)中一般表達(dá)不出來，但在建筑面積較大、 線路比擬長的工程中，這一問題就顯得比擬突出了。而這又 往往被施工人員忽視，直到問題暴露時，才想方設(shè)法尋求各 種補(bǔ)救措施，這樣不僅費時費工，而且很難處理徹底。線路壓降問題主要由下面兩種原因引起。1）導(dǎo)線內(nèi)阻導(dǎo)線本身有電阻。阻值大小與線路長短成正比，與導(dǎo)線截面 積成反比。另外，有些廠家生產(chǎn)的導(dǎo)線質(zhì)量差，無形中又增 加了阻值。2）接點電阻在總線中接入感煙、感溫、輸入模塊、輸入輸出模

3、塊、短路 隔離器等各類編址單元。時間長了裸露在空氣中的接線端子 會產(chǎn)生氧化層，這樣就會引起接點電阻。接入編址單元數(shù)量 越多，接點電阻就越大。我們把導(dǎo)線內(nèi)阻和接點電阻通稱為線路內(nèi)阻。正是由于線路 內(nèi)阻的存在，才引起了電路中工作負(fù)載兩端的電壓下降的問 題，根據(jù)歐姆定律可知，壓降值與線路內(nèi)阻和工作負(fù)載電阻 的比值成比例。因此要減小線路壓降，就得想方法減小線路 內(nèi)阻和工作負(fù)載電阻的比值。總線制火災(zāi)報警控制系統(tǒng)一般有三種總線，回路總線、電源 總線、網(wǎng)絡(luò)總線?；芈房偩€指火災(zāi)報警控制器與各編址單元 之間的連線；電源總線指火災(zāi)報警控制器或電源給控制模 塊、樓層顯示器等提供DC24V的線路；網(wǎng)絡(luò)線指系統(tǒng)中火災(zāi)

4、報警集中主機(jī)、從機(jī)、樓層顯示器之間的通訊總線。相對于電源總線，回路總線和網(wǎng)絡(luò)總線壓降問題比擬少。以 回路總線為例：由于各個報警設(shè)備生產(chǎn)廠對這個問題都很重 視，對于回路最大負(fù)荷、回路線的長度、線徑都提出了明確 要求。所以，只要滿足廠家的布線要求就行了。線路壓降問題影響比擬大的一般出現(xiàn)在電源總線中，這主要 是由于電磁閥類聯(lián)動設(shè)備動作電流大造成的。防火卷簾門、風(fēng)機(jī)、水泵等都是通過中間繼電器來控制的。 選用繼電器的阻值一般都在500歐姆以上，動作電流已經(jīng)比 回路總線中編址單元的工作電流大多了，可這不是產(chǎn)生壓降 問題的主要原因。排煙閥、風(fēng)口、氣體滅火啟動鋼瓶等電磁 閥類聯(lián)動設(shè)備才是真正的“用電大戶”。電

5、磁閥的阻值一般 為36歐姆，動作電流約為0.65安培。這樣大的動作電流就 足以使線路內(nèi)阻形成很大的壓降。下面舉幾個工程實例來說明線路壓降在工程中帶來的不良影 響?；茨蟈XXX工程，每層有2個排煙口，2個送風(fēng)口，2個聲光 報警器，1個強(qiáng)電切換，在火災(zāi)確認(rèn)后需要翻開本層上下各 一層的風(fēng)口，至少應(yīng)聯(lián)動12個風(fēng)口。一個電磁閥阻值為36 歐姆，光12個風(fēng)口并聯(lián)在一起，電阻為3歐姆，該建筑樓 高30層，每層層高3米，即垂直高度90米，根據(jù)該消防工 程中采用的導(dǎo)線為2.5nim2截面的銅芯線，根據(jù)R=pL/s算 出本工程采用2.5min2截面的銅芯線，其90米長時，電阻為 0.714歐姆，由歐姆定律U設(shè)備=

6、24/ (3+0. 714)*3=19. 3V,而設(shè)備的啟動電壓為20V,這在沒有計算強(qiáng)切及 聲光報警用電的情況下，設(shè)備已無法啟動?；茨蟈XXX工程，消火栓系統(tǒng)采用干式系統(tǒng)，每個管道有一 大電磁閥控制水流走向，假設(shè)在控制器自動狀態(tài)時，有不同層 消火栓同時報警，那么不同層電磁閥同時動作，由于電流太 大，連一個電磁閥也無法啟動，情況同上，由于線路壓降所 至。了解了線路壓降帶來的不良影響，那么怎樣才能有效地防止 發(fā)生類似的問題呢？本人從現(xiàn)場總結(jié)出以下幾點體會。1)對所控制設(shè)備實行分時控制分時控制可以減少同一時間內(nèi)所需要控制的設(shè)備數(shù)量，電磁 閥等大電流設(shè)備只需脈沖信號，不需持續(xù)電源供電，這樣同 一時間

7、內(nèi)外控設(shè)備數(shù)量減少了，并聯(lián)在電源總線上的負(fù)載就 增大了，就可以減低線路內(nèi)阻的影響，即使對聲光報警器等 需持續(xù)電源的設(shè)備分時啟動也有效果，因設(shè)備的啟動電流較 大，啟動后電流較小，也可緩解同一時間電流過大的問題。 分時控制有兩種實現(xiàn)方法。一是軟件編程，利用火災(zāi)報警器 本身的延時輸出功能；二是硬件搭接，將同類外控設(shè)備通過 其連鎖控制端子串聯(lián)起來，逐個驅(qū)動外控設(shè)備。在前面的工程事例中，我們可以采取這樣的方法減少線路壓 降，如每隔5秒驅(qū)動一個風(fēng)閥；將所有送風(fēng)口串聯(lián)，只用一 個控制模塊控制，這樣在前一個送風(fēng)口關(guān)閉之后，后面的送 風(fēng)口才動作。報警器在同時驅(qū)動的設(shè)備就大大減少了。如果所有的外控設(shè)備都可以通過軟

8、件編程的方法實現(xiàn)分時控 制，那自然就不需要硬件搭接了，如我公司生產(chǎn)的依愛牌設(shè) 備，延時功能很完善，在實際工程中，用此功能，基本能滿 足5萬平米工程的需要，如合肥綠都商廈、天津津聯(lián)大廈 等。但有的廠家控制器延時功能不太完善。延時控制影響控 制器的運行速度。因此，硬件搭接也是我們要考慮的因素。 2）多設(shè)幾路DC24V電源總線的干線在工程設(shè)計中就應(yīng)該考慮到，多敷設(shè)幾路干線，可以減少線 路中控制模塊的數(shù)量，從而減少接點電阻；并且可以防止一 條電源總線繞來繞去，對減少線路長度有很大幫助。有相當(dāng) 一局部人員認(rèn)為，在設(shè)備無法啟動或設(shè)備無法正常工作時， 由于電源功率不夠引起，其實并非如此，大局部是由于線路 壓

9、降引起的，在這種情況下，采取上述方法，效果較佳。如 青島溫哥華花園工程，使用了 186個可燃?xì)怏w探測器，結(jié)果 探測器不能正常工作，實際我公司的外控電源輸出電流是 10A,完全滿足負(fù)荷，只是由于線路壓降引起，只有采取多 設(shè)幾路電源線才能解決。后來采取多路布線后系統(tǒng)一切正 常。3)加大線徑在設(shè)計中，有些設(shè)計人員比擬容易忽視24V直流電源的供電 線路的線徑，與用電設(shè)備的選型匹配問題一一尤其值得注意 的是各類電控風(fēng)閥的控制線路的線徑大小。一些設(shè)計人員未 注意該線路的線徑大小，也沒有考慮該線路上設(shè)備有多少， 它們的瞬時動作電流有多大。而往往火災(zāi)發(fā)生時，一系列聯(lián) 動設(shè)備都應(yīng)在相應(yīng)的時間內(nèi)翻開或關(guān)閉。如果電

10、源不能跟 上，這些設(shè)備的動作繼電器無法正常工作，不但不能聯(lián)動有 關(guān)滅火控制設(shè)備，而且會損壞設(shè)備，這個問題在聯(lián)動設(shè)備較 多的地下室尤為突出。下面，我們以一個最簡單的例子算一下在標(biāo)準(zhǔn)層我們該選用 多粗的電源線。比方在每個標(biāo)準(zhǔn)層有一個排煙風(fēng)口，一個正 壓風(fēng)口，在火災(zāi)確認(rèn)后需要翻開本層上下各一層的風(fēng)口，至 少應(yīng)聯(lián)動6個風(fēng)口。這些風(fēng)口的標(biāo)稱動作電流多在0.52安 培不等，在實測時動作電流大多在1安培左右，故我們以保 險起見，取1安培這個值，而風(fēng)閥啟動電壓不能低于20V, 由 R 線工(U-U 閥)/I 啟動二(24-20) / (6 * 1 ) =0.67,得 出豎井中在標(biāo)準(zhǔn)層局部的直流電源的導(dǎo)線的電阻

11、不應(yīng)大于 0. 67O假設(shè)樓高30層，每層層高3米，即垂直高度90米，那么根 據(jù)我們消防中采用的導(dǎo)線為銅芯線，有R二PL/s可以得知假設(shè) 采用2. 5mm2截面的銅芯線，其90米長時，電阻為0.714； 采用4mm2截面的銅芯線，電阻為0. 464。故我們采用4mm2 以上的銅芯線。由此可見，平時我們只是估算是不準(zhǔn)確的。 地下室的聯(lián)動設(shè)備更多，我們應(yīng)經(jīng)過更詳細(xì)的計算后，才能 確定電源線的線徑。4）接線端焊接這樣可以減少導(dǎo)線內(nèi)阻和接點電阻。5）現(xiàn)場放置DC24V電源箱這是用來彌補(bǔ)工程的先天缺乏之處，屬無奈之舉。但是要注 意兩點，一是現(xiàn)場供電AC220v必須是消防專用電源，二是 在消防控制中心內(nèi)可

12、以實現(xiàn)翻開、關(guān)閉電源?；馂?zāi)報警設(shè)備從設(shè)備廠家出來，只是完成了第一步。就是質(zhì) 量再好的設(shè)備，它在以后的運行狀況也在很大程度上依賴于 安裝質(zhì)量。這要求我們在施工前要盡量考慮周全，施工中要 保證質(zhì)量。象線路壓降這樣的問題，如果我們在設(shè)計、施 工、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)都能考慮到，應(yīng)該是可以防止的。另外，現(xiàn)在不少廠家的模塊是需要供電的，有些是取主機(jī)的 電源供電，有些是另外配電源供應(yīng)箱。我個人認(rèn)為應(yīng)把外部 設(shè)備的電源與模塊的電源分開，這樣比擬能保證模塊的正常 工作。由于先進(jìn)設(shè)備的數(shù)字化程度較高其對電源的要求也 高，要求電源的雜波小，以減少外部電源對系統(tǒng)的干擾。尤 其是第三代數(shù)字系統(tǒng)，如模塊與外設(shè)用同一路電源供電

13、，在 聯(lián)動時，大電流瞬時低壓對系統(tǒng)與設(shè)備影響極大。6）施工施工時，也應(yīng)文明施工，盡量保證線路安裝完好、可靠。首 先，預(yù)埋時，要用鎖母做好管路與接線盒之間的連接并用護(hù) 口保護(hù)，線盒等裸露局部應(yīng)做好封堵；在穿線時，應(yīng)將雜物 清出線管，以免把導(dǎo)線的絕緣層割斷，甚至把導(dǎo)線芯也割 斷，不知不覺中使得導(dǎo)線的截面又變小了。其次，應(yīng)盡量減 少接口，這不但是防止不必要的可能產(chǎn)生的故障，而且也是 減小了接觸電阻。如果線路過長或有中間線，要選用合適的 端子，保證接觸良好。上述幾種方法，各有利弊，在實際工程中，針對不同情況， 靈活應(yīng)用各種降壓方法，才能即方便施工，又起到一定的效 果。系統(tǒng)線路對地問題在系統(tǒng)編完程序時，

14、把相應(yīng)的總線、24V線、聯(lián)動線等接到 控制器上時，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，報故障的部件回路或地址不 固定，這就是由于系統(tǒng)接地引起的，但用萬用表測量，往往 很難測量出與地短路現(xiàn)象，主要由于在線路中加了總線隔離 器，以及管件有懸空現(xiàn)象導(dǎo)致，這就是下面我們要討論的問 題。在系統(tǒng)調(diào)試時常遇到回路對地，結(jié)果比擬難查。那么能不能 盡量減少此類的麻煩呢？怎樣防止這類事情發(fā)生呢？首先，在施工時，要施工單位正確地使用搖表來測試回路的 線間電阻，金屬預(yù)埋管之間要接觸良好，只有在它們完全共 地的情況下，搖表測出來的數(shù)據(jù)才是正確可靠的。施工時穿 線要整條穿，只有在安裝時才將它截開，線頭要注意不能碰 到墻、螺絲或接地體上。其次，設(shè)備安裝上去后，再做一次測試。方法是：在回路線 的一端接上24V (UA)直流電源，另一端斷開，再測試