建筑消防负荷供配电系统

张玉玺，张 锐

(1.国网山东梁山县供电公司，山东 梁山 272600；2.国网山东济宁供电公司，山东 济宁 272000）

随着我国经济飞速发展，现代建筑越来越高，体量越来越大，消防负荷越来越大，供配电系统越来越复杂，消防隐患越来越多，火灾损失越来越大，扑救火灾难度越来越高，所以消防要求越来越严，在建筑消防负荷供配电系统的设计及竣工验收时必须深刻理解并正确运用相关消防规定，以确保人民群众生命财产安全和建筑本身的消防安全。

1 不同建筑的消防电源

1.1 建筑消防负荷分类

按照消防设备供电可靠性要求、中断供电造成的损失或者影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。

一级负荷适用于一类建筑，要求有两个独立电源。一类建筑为高度大于54 m的住宅，高度大于50 m的公共建筑及高度大于24 m的重要公共建筑。

二级负荷适用于二类建筑、超过1500座的影剧院、超过3000座的体育馆、任意层建筑面积超过3000 m2的商店、展览建筑，省级以上的广播电视、电信、金融、财贸建筑。

三级负荷适用于单多层建筑，应采用专用的单回线路供电。单多层建筑为除一类建筑、二类建筑以外的公共建筑。

1.2 典型方案

1.2.1 主电源

消防设备的供电不同于其他设备供电，消防电源在变压器低压出线端应设置单独的主断路器，不可与非消防负荷共用断路器或母线，如果建筑为低压电缆进线，则从进线隔离器下端将消防电源分开。这种设计方案是基于满足消防负荷的高可靠性要求而确定的，即物理上与非消防电源分离，实际工程上也是最有效和必须遵循的隔离方案。

1.2.2 备用电源

消防电源除主供电源外，还应设消防备用电源，备用电源包括应急发电机组和应急蓄电池组。当应急发电机组容量及启动时间满足消防设备供电要求时，可以作为一路独立的电源。实际工程中通常采用柴油发电机组作为一路独立电源，因为柴油发电机组一般比架设一路独立的电源更经济实用，但是，缺点是要定期维护。

1.2.3 配电装置及消防设施

消防负荷的配电装置与非消防负荷的配电装置应分列安装，必须并列安装时则分界处须设防火隔断，以免非消防负荷配电装置引燃消防负荷配电装置。消防配电柜宜采用红色柜体，以便运行检修中给人醒目的提示。

2 油浸变压器、开关室布置及防火要求

2.1 独立布置

油浸变压器、开关室宜单独布置在独立的不低于二级耐火等级的建筑内，与其他建筑的防火距离应满足相应规程要求。近年来，由于土地资源宝贵，多采用箱式变电站，箱变与建筑物距离不应小于3 m。

2.2 贴临布置

当油浸变压器、开关室确需与民用建筑贴临建造时，应采用防火墙与民用建筑分割，且不应与人员密集场所贴临，并应不低于二级耐火等级。

2.3 建筑内布置

当油浸变压器、开关室确需布置在民用建筑内时，不得布置在人员密集场所的上一层、下一层及贴临，应设在一层或负一层靠外墙部位，变压器室的门应直通室外或安全出口。与其他房间必须用不设洞口的耐火极限不低于2.0 h的防火隔墙和不低于1.5 h楼板隔开，必须设门窗时应采用甲级防火门窗。

2.4 消防设施

油浸变压器、开关、高压电容器室应设防止油品流散的设施，变压器下设储存全部油量的事故储油池，其具体做法详见相关规定。应设火灾自动报警装置和与变压器容量及建筑规模相适应的灭火设施，在此不再赘述。

3 不同消防设备的配电要求

3.1 线路敷设方式

消防水泵、消防电梯、消防控制室须直接由配电室采用放射式供电，防排烟风机、防火卷帘、疏散照明等可采用放射式供电，当建筑重要性较高时也可采用树干式供电。

3.2 两路电源切换方式

消防水泵、消防电梯、消防控制室、防排烟风机的两路低压电源应在机房配电箱内自动切换，防火卷帘、疏散照明等其他消防设备的电源应在防火分区的配电间配电箱内自动切换。

当主消防水泵为电动机水泵，备用消防水泵为柴油机水泵且自动启动时间等技术要求符合要求时，主消防水泵可以一路电源。实际工程中这种方式较多采用，经济可靠，但要求运行人员定期维护。

3.3 配电箱或控制箱安装要求

消防设备的配电箱或控制箱宜安装在配电室、消防设备机房、配电小间或者电气竖井内，当必须在其他场所时，箱体要采取防火措施，并满足火灾时消防设备持续运行时间的要求。

4 消防配电线路的保护配置

4.1 短路保护

消防配电线路须设短路保护。一旦发生短路即跳闸，因为供电线路短路是最严重的故障，不跳就会引起更大范围的停电。

4.2 过负荷保护

消防配电线路不宜设过负荷保护，如果设，须仅作用于报警，不得作用于跳闸。这是基于当电机等设备发生锈蚀时，启动过程可能过负荷，但是，启动过程完成后便会正常。也就是尽一切可能保证消防设备的供电。

4.3 剩余电流动作保护、过欠压保护

基于消防设备的供电的可靠性，规范规定消防配电线路不应设置剩余电流动作保护、过欠压保护。

5 消防配电电缆的选型及敷设

一般应采用铜芯电缆（氨压缩机房对铜有腐蚀，须采用铝芯电缆），设计时一定要考虑火灾时温度升高，电阻增的因素。即当温度达到800～900℃时，导线电阻增加3～4倍，在火灾温度下校验载流量、电压降、机械强度等。基于消防设备的可靠性考虑，电压不大于50 V的控制线路，应采用电压等级不低于300/500 V的绝缘铜芯导线或电缆；交流220/380 V的供电或控制线路，应采用不低于450/750 V的绝缘铜芯导线或电缆。

5.1 消防电缆分类

5.1.1 矿物绝缘电缆

矿物绝缘电缆即无机耐火电缆，国际上称之为MI电缆，该电缆采用氧化镁做绝缘层，铜管为护套，其耐火能力最高，价格最贵，火灾时可正常供电。

5.1.2 有机耐火电缆

有机耐火电缆采用耐800℃高温的云母带做耐火材料，外部用聚氯乙烯或者交联聚乙烯做绝缘，一般有机耐火电缆并不阻燃，需要阻燃时采用阻燃绝缘材料即可。有机耐火电缆加入隔氧层后，可以在950℃以下正常供电。

耐火电缆主要用于火灾时仍应正常运行的电路，如消防水泵、消防电梯、火灾自动报警系统的电源等电路。

5.1.3 阻燃电缆

阻燃电缆是指在规定条件下燃烧，能使火焰蔓延在限定范围内，在撤去火焰后电缆可以自行熄灭。阻燃电缆分一般阻燃电缆、低烟低卤阻燃电缆、无卤阻燃电缆3类。根据建筑属性按照以下原则选用：经常没人的场所可用一般阻燃；经常有人停留的场所所应用低烟低卤阻燃电缆；人员密集场所须用无卤阻燃电缆。

除直接埋入地下的线缆以外，消防线缆不得采用普通线缆。

5.2 消防电缆敷设

5.2.1 不同电缆敷设方式

矿物绝缘电缆可直接明敷。有机耐火电缆、阻燃电缆明敷时须穿金属管或金属线槽，所穿金属管或封闭金属线槽要涂防火涂料保护；在电缆井内单独敷设时可以直接敷设，如果电缆井内有普通电缆，必须与普通电缆分列敷设，并且须穿金属管、金属线槽或者选用矿物绝缘电缆；暗敷时应敷设在不燃烧材料内，保护层厚度不小于30 mm。

5.2.2 易爆及重要场所敷设位置

电气线路在易爆场所的敷设应满足：当易爆气体密度大于空气时，线路应敷设在顶部或埋入地下。架空敷设时应用电缆桥架，电缆沟敷设时应填充细沙并设置排水措施。当易爆气体密度小于空气时，线路应敷设在底部或在电缆沟内敷设。

消防控制室、消防电梯井内禁止无关电线、电缆、管路通过，以确保该重点位置的消防安全，及不引起电磁场干扰消防控制室内消防设备。

5.2.3 电缆的防火封堵

水平配电线路不宜跨越防火分区，确需跨越时应采取防止火灾延燃的措施。在电缆穿过防火墙、楼板、建筑外墙、电缆井及重要房间的防火隔墙、配电柜等时应采用防火材料进行封堵，封堵材料的耐火极限应不小于封堵处墙或楼板等构件的耐火极限。

6 结束语

建筑消防供配电和一般供配电的要求不一样，在设计、施工中要高度重视，加强消防相关规范的学习。火灾发生时，肯定要在第一时间进行扑救，由于水是最常用的灭火剂，也是导电体，所以，在启动自动喷淋、消防栓等灭火设施之前要断开非消防设备的电源，以确保救援人员及供电系统的安全。但是，消防电源必须在整个火灾扑救过程中可靠供电。这就要求在建筑供配电工程设计、验收及安全检查时严格执行消防相关规程，确保火灾时整个灭火过程中消防设备的供电可靠，实现建筑的火灾灭火救援工作快速有效。