消防工程强切与强启控制电路的研究应用

□□ 薛国清 (山西建筑职业技术学院，山西 晋中 030619)

引言

随着城市经济的发展，人民对生活的需求不断提高，建筑物不断向高层化、大体量、人性化方向发展。当发生火灾时，消防救援车难以接近，外部扑救难度大，如灭火不及时则会造成巨大的人身伤亡和财产损失，对大体量建筑主要应通过自救来扑灭火灾。

建筑物着火后，应迅速启动楼内的消防救援设施进行灭火，如消火栓泵、喷淋泵、相关部位的防烟风机、排烟风机、应急照明与疏散指示标志系统。同时，应切除楼内与灭火无关的其他用电设备，如普通动力负荷、自动扶梯、排污泵、空调用电、康乐设施、厨房设施等。火灾时切断非消防电源是非常必要的，因为在火灾时，未切断的工作电源越多，引起火势蔓延的几率就越大；在灭火过程中，消防队员更容易触电，引起次生灾害。但在切断方式上，应有选择地切断。如医院的手术室、民用建筑一类高层中的生活水泵等用电虽不属于消防负荷，发生火灾时，不应将其电源强制切除。非消防的重要负荷在发生火灾时，应手动切除或设计延退切除，如有不慎将会造成严重的后果和重大的经济损失。

发生火灾后非消防设备的切除和消防设备的启动是建筑物能否扑灭火灾的关键因素。建筑设计图上都设计有火灾发生时的启动和切除控制线路，但其控制线路大都比较简单，未能如实反映控制线路的控制流程与控制原理，因此，有必要对该图纸进行深化设计，以方便配电柜生产厂家进行二次线路的柜内组装和建筑施工人员进行后续安装调试与交付使用。

1 非消防用电设备的切除

1.1 常见配电箱的强切功能

常见具有强切功能的配电箱控制系统如图1所示。

图1 配电箱系统图

图1中配电箱进线断路器选用为带MX+OF+SD功能的断路器，其中MX为分励脱扣器，OF为辅助触点，SD为分闸指示，指示断路器跳闸原因，图1左下方控制线路部分分励脱扣器额定电压为220 V，相线加了熔断器且有辅助触点输出，这就需要深化设计来指导施工。

1.2 强切深化设计

对图1系统图进行深化设计后的强切控制原理如图2所示。

图2 强切控制原理图

图2中报警主机为火灾自动报警系统主机，接受火灾报警信号，当火灾被确认后，由报警主机根据预先设定好的逻辑关系或人工手动通过输入输出模块来切除非消防用电，并接受反馈信号。

报警主机通过报警二总线与输入输出模块进行通信，并通过内部逻辑电路来实现电源总线在模块内的可控接通，此时24 V中间继电器KA线圈带电，其常开触点闭合，接通断路器跳闸线圈YO，断路器跳闸后，其辅助触点YO闭合，将断路器跳闸的信号反馈给输入输出模块，输入输出模块通过信号二总线将跳闸信号传输给火灾自动报警系统主机。

分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1 s，否则线圈会被烧断。塑壳断路器是为防止线圈烧毁在分励脱扣器串联的一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从闭合状态转为断开，由于分励脱扣器电源的控制线路被切断，即使人为地按住按纽，分励线圈也不再通电，避免了线圈烧损情况的发生。当断路器再扣合闸后，微动开关重新回到闭合位置。该设计是把跳闸回路接于断路器的负荷侧，当断路器跳闸后，跳闸线圈同样不带电，相当于采取了两种措施来避免跳闸线圈长时间带电问题。其中，跳闸回路熔断器为RT18-6 A，中间继电器为HH54P/DC24 V。

工作流程为：火灾确认→报警总线→输入输出模块内部触点闭合→KA通电→KA常开触点闭合→跳闸线圈YO通电→断路器跳闸→跳闸线圈YO辅助触点闭合→输入输出模块反馈端子→报警总线→报警主机

2 消防用电设备的启动

2.1 常见配电箱的强启功能

常见具有强启功能的配电箱控制系统如图3所示。

图3 应急照明配电箱系统图

图3中220 V电源由母线引出经过断路器后接入220 V/24 V变压器，接变压器的目的在于防止220 V电压进入消防系统输入输出模块，从而引入消防报警系统，给消防报警系统带来威胁，同时，驱动中间继电器线圈带电的能量来自配电箱，而不是模块内的24 V电源，这样可以避免强启设备过多时由于压降引起的中间继电器不能可靠动作的后果，缺点是尽管没有把220 V电源引入模块但把24 V交流电引入模块，对模块和报警系统的24 V直流系统而言，仍然是一种威胁。

电气控制系统不能带病或存在缺陷工作，有必要对其做出必要的修改以满足系统的安全运行。

2.2 强启深化设计

对图3深化设计后的强启控制原理如图4所示。

图4 强启控制原理图

图4中KM为强启接触器，主回路中KM为接触器的主触点，用于接通需要强启的用电设备，与输入输出模块反馈输入端相连的KM为接触器的辅助触点，辅助触点容量较小，主要用于控制线路或完成反馈信号的传输。

火灾发生且被确认后，报警主机通过设定好的逻辑控制关系或手动通过报警总线及输入输出模块来控制中间继电器KA的线圈通电，模块内部接通24 V直流电源是由设备生产厂家完成，KA中间继电器通电后，其常开触点闭合，该触点串联于接触器的线圈回路中，使得接触器线圈带电，接触器线圈和合闸回路合闸线圈不同，接触器线圈可以长时间带电，KM线圈通电后，其主触点闭合，强启相关消防设备，消防设备开始用于灭火。与此同时，KM线圈的辅助触点同时闭合，接于输入输出模块的反馈输入端，模块接到反馈信号后，通过报警二总线把强启完成的信号反馈给报警主机。其中，跳闸回路熔断器为RT18-6 A，中间继电器为HH54P/DC24 V，接触器为CJ20/16 A。

工作流程为：火灾确认→报警总线→输入输出模块内部触点闭合→KA通电→KA常开触点闭合→接触器线圈KM通电→接触器KM主触点闭合→强启设备接通工作→接触器KM辅助触点闭合→输入输出模块反馈端子收到反馈信号→报警总线→报警主机。

3 结语

某商业综合体位于山西省晋中市的山西大学城，地上2层(局部3层)，地下1层(局部2层)，总建筑面积为12万m2，商业广场业态多样，营业面积为9万多m2，车库车位数量充足，面积达3万多m2。该商业中心设有火灾自动报警控制中心、消防水泵房及控制室、消防水池3座、防烟和排烟风机26台(套)、防火卷帘36台(套)、应急照明、疏散指示标志系统以及数量众多的非消防用电设备。

该商业综合体人员密集，建筑体量巨大，一旦发生火灾扑救难度大，会造成巨大的财产损失和人员伤亡，因此，确保消防系统正常工作至关重要。该工程对消防工程中的强切与强启进行了统一深化设计，并按此施工与验收。通过公安消防部门组织的验收合格后，消防系统已正常运行两年多，强切、强启控制电路工作正常，动作可靠，在工程中得到了有效检验，取得了良好的经济效益和社会效益。