消防设备电源监控系统设计与应用

李尧

（平罗恒创建筑设计院有限公司 宁夏 平罗 753400）

引言

近年来，养老建筑火灾事故屡屡发生，给国家财产及人员生命安全造成巨大损失。以2015年某养老院特大火灾事故为例：由于建筑物内的供电线路老化，发生火灾时，应急照明电源及消防设备无法正常启动，建筑内燃烧物燃烧过程产生大量烟雾，导致疏散通道能见度低。给建筑物内被困的老人疏散及消防人员的灭火救灾行动增加许多困难。最终导致39人死亡，6人受伤，直接经济损失2064.5万元。

自本世纪以来，建筑物内消防报警联动系统的技术、设备及应用得到了迅速的发展，一旦发生火灾，消防设备电源发生故障，消防设备不能正常启动运行的事故却经常发生。因此，为保障消防设备供电处于正常状态，越来越多的建筑工程装置使用消防设备电源监控系统。

1 消防设备电源的定义及作用

消防设备电源就是为各种消防设备提供可靠的交流或直流电源，包括主电源和备用电源。消防设备电源是保障建筑物安全的主要消防设施，它是在发生火灾时，最大限度降低人员伤亡和财产损失发挥着巨大作用。建筑物内的消防设备是否能正常运行，是由消防设备电源来保障的，其可靠性直接关系到建筑物内的消防设备在产生火灾时能否正常发挥报警灭火作用。

2 消防设备电源监控系统定义及功能

消防设备电源监控系统是用于监控消防设备电源工作的状况，在电源发生过电压、欠电压、过电流等故障时能发出报警信号的监控系统。是由系统主机、控制模块、信息传感器、系统通信电缆等设备组成。它是集工业计算机技术、通信、抗电磁干扰、数字传感技术及工业现场总线于一体的智能化体系设备。

采用高度灵敏度多种信号传感器对消防设备的电源进行二十四小时实时监测技术，经过检测消防设备的电压、电流、工作状态等有关设备信息，将这些信息收集到的电源信息集中统计，为管理者和工作人员提供查询、分析和数据输出，来判别供电设备是否存在断路、短路、过压、欠压、错相以及过流等故障，有利于工作人员及时维护，确保消防设备供电的可靠性。

3 消防设备电源监控系统的设计

3.1 设计依据

依据GB50116-2013规范第3.4.2条:“消防控制室应设置消防设备电源监控器，控制室工作人员通过室内图形显示装置,监视建筑物内的消防设备电源的运行状况[1]”。

依据GB25506-2010规范第5.7条:“消防电源监控器可显示消防设备电源和备用电源的工作状态及故障报警信息；并能将消防用电设备的主备电源的运行状况和欠压报警信息传送至消防控制室图形显示装置”。

依据GB50016-2014(2018版)第8.1.7条规定：“设有火灾自动报警系统和消防联动控制系统的建筑（群）必须设置消防控制室”。

以上这些规范要求对各类消防系统或消防设备的电源工作状况都要在消防控制室进行显示，进一步证明消防设备电源是保障消防设备工作的基础。设置消防控制室的工程必须设置消防电源监控系统，因为消防电源监控器应能够显示消防用电设备的主、备供电的运行状况。

3.2 消防设备电源监控系统的设计与应用

消防设备电源监控系统的产品应符合国家相关标准，且必须获得国家消防电子产品质量监督检验中心出具的产品型式试验报告。

3.2.1 设置场所

当建筑物设有消防控制室时，其室内必须设置消防设备电源监控系统。

3.2.2 设置范围

在建筑物内用直流或交流电源的供电各类消防设备，包括主电源和备用电源，均设置传感器，且安装位置在最末端一级配电箱ATSE切换开关双供电回路的进线处设置[2]。

3.2.3 设置位置

(1)系统主机设置

A大型建筑物或建筑群有多个消防控制室时，系统主机应设在主消防控制室内；

B系统主机通过通讯模块可同时管理32个台监控器；

C采用CAN通讯时,系统主机与监控器距离为1000米；CAN通讯线型为NH-RVSP-2*1.5mm2。

(2)监控器设置

A如果有消防控制室时，应在消防控制室内设置监控器。如果没有设置消防控制室时，监控器应设置有人值班的地方；

B监控器可输出两路，两总线线型为NH-RVSP-2*1.5mm2，每个回路500米可连接128台传感器；

C监控器通讯容量2*128=256台传感器。

(3)区域分机的设置

A区域分机应设置在强电竖井；

B监控器至传感器的供电距离大于500米时，应增设区域分机。

(4)传感器设置

A建筑物内消防设备供电的主电源箱和备用电源箱的输出端子。

B消防电气（风机、水泵、电梯等）的双电源供电路回路的输入或输出。

C应急照明配电箱双电源的输入端或输出端。

D消防设备应急电源、集中电源型消防应急专用电源的输入端子。

E各种消防设备直流电源的输出端子。

3.2.4 系统接线

消防设备电源监控系统接线应符合现行国家标准相关标准执行。同时，在同一工程的导线布置应根据不同用途分为不同颜色。同一用途电源导线颜色应相同，电源线正极为红色，负极为蓝色或黑色。系统总线采用两总线NH-RVSP-2*1.5mm2穿SC20同管敷设。

4 消防设备电源监控系统设计案例

4.1 工程简介

平罗县中心敬老院养护楼项目位于平罗县贺兰山路与民族北街交叉处西北角。新建养护楼建筑面积为6000m2，地上五层，地下一层（消防水池）。框架结构，建筑高度为18.5m。该工程的火灾自动报警系统采用集中控制报警系统，消防控制室在养护楼一层门厅处。

4.2 系统组成

消防设备电源监控系统是有消防设备电源状况监控器、电压信号传感器、上位机、通信及电源线路组成；上位机设在消防控制室内；上位机选用的是工控机，可对16台消防设备电源监控器进行管理，而本工程为小型公共服务建筑，只需要一台消防设备电源监控器可以满足本工程消防设备电源监控的需求[3]。

消防设备电源监控器专用于消防设备电源监控系统，独立装置在消防控制室内。采用RS485通信方式，向外界单向传递信息；实时监控所有消防设备主备用电源的运行状况。

电压信号传感器用于监测消防设备主电源的工作状况，并通过直接压接方法采集电压信号。除了电压/电流传感器的上述功能外，还增加了被监测供电回路的电流信号，来判断消防设备运行状况。

4.3 消防设备电源末端监控设计

在现有国家标准（G50116-2013）和（GB28184-2011）两本规范中，消防设备电源监控器的安装设置都未作详细说明。根据本人对规范的了解和使用，消防设备电源监控系统针对不同的消防设备具有不同的监控位置和监控内容，下面介绍几个典型的消防设备电源监控设计。

4.3.1 应急照明电源监控

应急照明电源选用双电源供电，为专用供电回路。设计过程中仅对双电源进行实时监测，消防电梯等消防设备电源监控设置与应急照明相同。

4.3.2 防排烟风机电源监控

本工程在屋面层设置消防排烟风机房，风机房的双电源回路在单台防排烟风机进线处实时监测，选用三相双电压/电流传感器实时监测单台排烟风机的工作状况。

4.3.3 消火栓泵、喷淋泵及稳压泵等消防设备电源监控

本工程在地下一层消防水泵房和屋面高位水箱间设置消防设备，在消防设备电源进线处对双电源供电回路的电压进行监测，出线回采用三相双电压传感器、电压/电流传感器，可实时监控各消防泵的供电及工作状态[4]。

4.4 注意事项

消防设备电源监控系统的设计应还要注意以下问题：

（1）消防设备电源监控系统的设备应满足GB28184-2011《消防设备电源监控系统》的相关规定，具有国家消防电子产品质量监督检验中心出具的检测证明。

（2）由于消防设备电源监控系统是独立或专用的，不该与其他消防系统共用。

（3）现场传感器的电源电压宜采用消防电源监控器提供的24V直流电源，现场传感器应有自己的总线隔离器。

4.5 消防设备电源监控系统的安装与应用

消防设备电源监控系统应该由配电箱厂家装置在被监控的配电箱或配电柜内，箱体制造商应考虑在配电箱内或配电柜内设置固定传感器。设计人员应在施工图设计文件明确提出装置要求，避免因装置消防设备电源监控引起箱、柜二次改装。

基于现代建筑理念，建筑火灾监控系统的应用可以加快智能监控的效率，促进维护的进步。通过使用智能传感器，加强对电源节点连接的检查，可以智能地确认总线的工作状态，确保智能监控系统能够在故障发生时第一次发出预警，为安全维护工作打下坚实的基础。消防设备电源监控系统是监控供配电系统的电源信号，它与配电系统结合的比较紧密，在装置过程中是离不开配电系统，因为消防设备电源监控系统具有自身的独立性。因此，在工程实施过程中，消防设备电源监控系统一般都归结为配电系统的装置和施工。这样可以消减配合，便于工程协调，保证工程质量。但是，有些工程还将把消防设备电源监控系统纳入火灾自动报警联动系统进行施工，效果往往却不佳[5]。

5 结语

消防设备电源监控系统是对消防设备电源实时监控，设计人员应按照《消防设备电源监控系统》和《火灾自动报警系统设计规范》的要求设置消防设备电源监控系统。

消防设备正常运行取决于消防设备供电的可靠性，它可有效降低消防设备和建筑火灾隐患的发生率，保护人民生命和国家财产安全，起到积极的作用。因此，在现代建筑物中合理的设计、安装及使用消防设备电源监控系统，可以提高消防设备的可靠性、稳定性及战备性，使消防设备做到真正意义上的“预防为主，防消结合”。