垂直电梯火灾时延时切非方式讨论

许 勇

垂直电梯火灾时延时切非方式讨论

许 勇

摘 要：介绍城市轨道交通垂直电梯火灾时的控制模式；分析垂直电梯从2级负荷配电箱走线、从1级负荷配电箱走线、从400 V开关柜单独走线的3种供电回路，以及不同供电回路对应的延时切非控制方案及其优缺点，并给出推荐方案。指出了电梯蓄电池作为备用电源的注意事项。

关键词：垂直电梯；火灾自动报警系统；延时切非；电源

许 勇：中铁第四勘察设计院集团有限公司，工程师，湖北武汉 430063

城市轨道交通车站通常为2层或3层结构，楼扶梯的配置满足紧急情况下6 min的疏散要求[1]，因此，垂直电梯一般不作为消防疏散用，采用非消防电源。

火灾时，电梯接受车站火灾报警系统（FAS）或环境与设备监控系统（BAS）控制，取消所有内呼、外呼命令，自动运行至疏散层，开门放人后停梯。

车站FAS在探测到火灾时，一般会切断所有非消防电源，以防止救援人员触电，产生二次灾害[2]。但垂直电梯停梯前需有可靠的不间断电源。该电源可由电梯内部电源提供，也可由外部电源提供。

内部电源可以是电梯自带的蓄电池。火灾时，电梯利用蓄电池驱动电机，但蓄电池作为易耗部件，不宜作为保障电梯紧急情况下运行的常规电源反复充放电，推荐将其作为紧急情况时的后备电源，提高系统可靠性。

外部电源为车站照明配电室或400 V开关柜室引出的供电电源。在火灾发生时，不能立即切断电梯电源，应待电梯完成消防指令并反馈信号后切非，即“延时切非”，详细流程为：车站FAS向电梯发出火灾报警信号，垂直电梯接收到信号后，取消所有内呼、外呼命令，自动运行至疏散层，开门放人，停梯。上述动作完成后，垂直电梯向FAS反馈“火灾命令执行完成”信号。FAS接收到电梯反馈的信号后，切除垂直电梯外部电源。

本文重点讨论几种常见的“延时切非”方式及其优缺点。

1　延时切非方式讨论

在车站，垂直电梯的供电回路通常包含：400 V开关柜室、照明配电室和电梯电源柜。400 V开关柜室和照明配电室通常设置在设备区，垂直电梯电源柜通常设置在电梯井道顶部，与控制柜相邻，其用电点在电梯电源柜进线端。

垂直电梯常见的供电走线方式有以下3种：从2级负荷配电箱走线，从1级负荷配电箱走线以及从400 V开关柜单独走线。

1.1从2级负荷配电箱走线

如图1所示，2级负荷供电回路从400 V开关柜室引出，至照明配电室2级负荷配电箱，该配电箱输出多个回路，至不同的2级负荷用电终端，其中1路引至垂直电梯电源柜。

采用该种方式供电时，垂直电梯与该配电箱连接的其他2级负荷用电设备存在相互干扰的问题。火灾时，FAS通常在400 V开关柜的出线端，立即切断2级负荷回路，以避免救援时的二次灾害。但垂直电梯要求“延时切非”，两者无法兼顾。

在具体工程应用中，有以下2种处理方式。

方式1：FAS接收到垂直电梯的反馈信号后，在400 V开关柜出线端将该2级负荷回路切断，即与垂直电梯共用2级负荷配电箱的其他设备一起“延时切非”。但该方式不满足消防要求，存在二次灾害隐患。

图1　垂直电梯从2级负荷配电箱走线　

图2　垂直电梯从1级负荷配电箱走线

方式2：火灾时，FAS在400 V开关柜出线端立即切断该2级负荷回路。垂直电梯利用自带蓄电池驱动轿厢运行至疏散层，开门放人。但蓄电池本身寿命有限（通常3～4年），且作为常规手段，并不能保证其可靠性。紧急情况时，存在一定的安全隐患。

上述2种方式均存在缺陷，实际工程中应尽量避免。因此，不推荐此种供电走线方式。

1.2从1级负荷配电箱走线

如图2所示，垂直电梯从照明配电室1级负荷配电箱接线。火灾时，FAS通常不切除400 V开关柜室的1级负荷回路，要实现对垂直电梯的“延时切非”控制，有以下2种方式。

方式1：在1级负荷配电箱出线端，设置继电器和分励脱扣器[3]，火灾时，FAS按“延时切非”方式单独控制该回路，也不会影响该配电箱连接的其他1级负荷用电设备。

方式2：在电梯电源柜进线端，设置继电器和分励脱扣器，火灾时，由FAS“延时切非”。

上述2种方式均能实现电梯延时切非控制，并且与其他用电设备不相互干扰。区别在于，方式2中，FAS切非后，电梯至照明配电室的电缆仍带电，仍然存在安全隐患。方式1中，该段电缆则不带电，更安全。

因此，当采用“与其他1级负荷终端共用1级电源配电箱走线”的供电方式时，推荐采用方式1，即在1级负荷配电箱出线端设置继电器和分励脱扣器，实现FAS对电梯的“延时切非”控制。

图3　垂直电梯从400 V开关柜单独走线

1.3从400 V开关柜单独走线

如图3所示，垂直电梯不经过照明配电室配电箱，由400 V开关柜单独走线。采用该种方式供电时，延时切非的方式有以下2种。

方式1：在400 V开关柜出线端，设置继电器和分励脱扣器，火灾时，FAS接收到电梯反馈信号后，断开该回路。

方式2：在电梯电源柜进线端，设置继电器和分励脱扣器，火灾时，FAS接收到电梯反馈信号后，断开该回路。

该方案的供电回路是单独的，方式1与方式2的区别是FAS系统切非后，400 V开关柜至电梯的电缆是否带电。方式1显然更安全，因此，如采用“从400 V开关柜单独走线”的供电方案，则推荐在400 V开关柜出线端设置继电器和分励脱扣器，FAS在该接口处延时切非。

2　注意事项

外部电源供电、蓄电池备用的方案可为垂直电梯在火灾时提供可靠、有效的电源保障。但在实际应用中，有以下几点需要注意。

2.1电梯蓄电池的容量

城市轨道交通垂直电梯自带蓄电池的主要原因是“断电再平层功能”的需要。在城市轨道交通领域，不论是地下车站还是高架车站，电梯井道顶部的空间通常都很有限，不适合做有机房电梯，而无机房电梯在意外断电时无法手动盘车，使电梯轿厢运行至就近层，因此，需要配置蓄电池完成“断电再平层功能”。

目前城市轨道交通领域几个主流的电梯品牌，对于实现“断电再平层功能”的做法不同。部分厂家配置的蓄电池可驱动电机，使轿厢运行至疏散层，部分厂家配置的蓄电池只能松开电机抱闸，轿厢需要根据自重（轿厢负荷如比对重大，则轿厢下行；轿厢负荷如比对重小，则轿厢上行）实现再平层，蓄电池的电量不足以驱动电机。后一种方式采用的蓄电池并不能作为电梯在紧急情况时的后备电源，使电梯轿厢运行至疏散层。为避免这种情况，电梯设备招标时要明确以下2点。

(1）电梯蓄电池需接入电机的驱动回路，并配备逆变器，把48 V阀控式密封铅酸蓄电池电能逆变成单相380 V交流电供给电梯系统[4]；

(2）蓄电池的电量需满足驱动电梯运行至指定层（非就近层）的要求。

2.2接口关系

电梯采用不同的供电走线方式，实现延时切非时，牵涉到不同专业的接口。例如：采用“从1级负荷配电箱走线”的方式时，如在1级负荷配电箱出线端设置继电器和分励脱扣器，则应重点关注FAS与低压配电的接口；如在电梯电源柜进线端设置继电器和分励脱扣器，则应重点关注FAS与垂直电梯的接口。

3　总结

经上述分析比较，火灾时电梯的延时切非控制推荐以下2种方案。

方案1：电梯与其他1级负荷终端在照明配电室共1级负荷配电箱，在该配电箱出线端，设置继电器和分励脱扣器火灾时，FAS收到电梯反馈的“火灾命令执行完成”信号后，在该配电箱出线端切断电梯供电回路。电梯配备满足要求的蓄电池作为后备电源。

方案2：垂直电梯从400 V开关柜单独走线（1级负荷或2级负荷均可），在开关柜出线端，设置继电器和分励脱扣器。火灾时，FAS收到电梯反馈的“火灾命令执行完成”信号后，在开关柜出线端切断电梯供电回路。电梯配备满足要求的蓄电池作为后备电源。

参考文献

[1] GB50157-2013 地铁设计规范[S].

[2] 何晶. 地铁消防联动切非方案刍议[J]. 电气技术，2010（11）：76-78.

[3] 刘亚静. 浅谈分励脱扣器在切非消防负荷中的应用[J]. 硅谷，2011（14）：132，81.

[4] 曾荣登. 电梯应急系统的研究与设计[D]. 福建厦门：厦门大学，2009.

责任编辑 冒一平

Discussion on Power Supply Delay Shifting of Elevator in Fire Case

Xu Yong

Abstract:This paper introduces the control mode of elevator in fire case in transit, and makes analysis of 3 kinds of power supply circuits for elevator including cabling from the distribution box of class 2 load, from the distribution box of class 1 load, and from the 400 V switch cabinet, it discusses the corresponding schemes for delay shifting mode, and their advantages and disadvantages, and gives the recommended scheme. It points out the matters to pay attention for elevator battery needed as standby power supply.

Keywords:elevator, FAS, delay shift, power supply

收稿日期2014-05-19

中图分类号：U231.96∶TU857