商场消防设备电源监控系统设计及应用

裴善勇， 杜立杰

(安科瑞电气股份有限公司，上海 201801)

0 引言

建筑物的消防安全很大程度上取决于消防设备的好坏，而消防设备能否正常工作又取决于供电电源的工作状态。一直以来，因消防设备供电电源失控造成消防设备失灵，致使火灾蔓延的事情屡有发生，特别是在社会供电紧张、设备质量不佳、安全意识淡薄的时期，这一问题更显得突出。如何从技防手段上实现对消防设备供电电源工作状态的实时监测，一直受到公安消防部门的高度重视。在2011年7月1日开始贯彻实施的GB 25506—2010《消防控制室通用技术要求》中强制性规定:消防控制室应能显示消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息。GB 28184—2011《消防设备电源监控系统》也于2012年8月1日实施，该标准强制规定了消防设备电源监控系统的基本功能、试验和检验规则等内容。

1 工程概况

某商场综合楼，地上7层，地下4层，总建筑面积超过11万m2，为一类高层建筑，主要功能为专卖、餐饮、影院、花园、精品店及服务配套，其中-4F～-2F为停车库，-1F和1F～7F为专卖、餐饮、影院、花园、精品店和服务配套区域，屋顶局部为设备用房。

根据智能化管理要求，需要对整个商场综合楼的消防设备供电电源的工作状态进行全过程连续监测、集中控制和统一调度。

2 消防设备电源监控系统

消防设备电源监控系统(AFPM)能够对消防设备电源的工作状态进行实时的监控，通过检测消防设备电源的电压、电流、开关状态等有关设备电源信息，从而判断电源设备是否有开路、短路、过压、欠压、缺相、错相以及过流(过载)等故障信息并报警、记录的监控系统。该系统具有可靠性、实时性，并具有数字化、智能化、网络化、自动化和连续监控的特性，实时反映被监控设备电源的工作状况，并集中显示，可以有效避免在火灾发生时，消防设备由于电源故障而无法正常工作的危急情况，最大限度地保障消防联动系统的可靠性。

消防设备电源监控系统主要由消防设备电源状态监控器及传感器组成。采用集中供电方式，通过监控器给现场传感器提供DC 24 V安全电压，有效保证系统的稳定性和安全性，可广泛应用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融和电信等领域［3-4］。

3 系统组网方案设计

3.1 系统组网结构

该商场综合楼项目的传感器主要安装在1#、2#、3#和地下室这4个区域，由于消防设备的供电电源是一路主电源和一路备用电源，因此传感器选用AFPM3-2AV，其中1#井分布19只AFPM3-2AV，2#分布 14只 AFPM3-2AV，3#分布 28只 AFPM3-2AV，地下室分布38只AFPM3-2AV，总计99只。结合传感器数量及其实际分布情况，消防设备电源监控系统采用小型组网方式，即消防设备电源状态监控器+电压传感器的两层结构组网模式，从而简化了系统结构设计。整个监控系统功能全面、安全可靠、探测准确、性价比高，系统内部采用RS-485网络通信，对外提供Modbus-RTU通信协议，以满足其他标准系统的连接。小型消防设备电源监控系统拓扑图如图1所示。

图1 小型消防设备电源监控系统拓扑图

3.2 现场监测设备功能及特点

AFPM3-2AV三相交流双电源电压传感器用于在现场对各种消防设备的电源及设备运行状态实时监测并进行数据采集，具有过压、欠压、缺相、错相报警、事件存储等功能。报警器能够记录报警发生的时间、类型、参数，根据报警记录可以分析现场情况，为消除故障提供依据;另外，此传感器采用现场总线通信技术，上位机管理软件可以实时监控现场的运行情况，及时发现报警信息。通过RS-485接口，标准Modbus协议可以与各种标准系统相连，具有集成度高、网络化、智能化程度高、动作特性合理等优点。

AFPM100/B消防设备电源状态监控器采用集中式、模块化设计，配接AFPM3-2AV三相交流双电源电压传感器，对所监测的消防设备电源的运行信息、故障信息、位置信息等参数进行跟踪采集、存储、分析，方便用户进行管理和监控;通过人机交互界面，将消防设备电源的工作状态数据汇总显示，具有管理、查看、报警和打印等多项功能。

4 系统安装设计

4.1 系统布线设计

该商场综合楼项目的消防设备电源监控系统的布线设计应遵循以下准则:

(1)系统的布线应符合GB 50303—2013《建筑电气装置工程施工质量验收规范》的要求。

(2)在管内或线槽内的穿线，应在建筑抹灰及地面工程结束后进行。在穿线前，应将管内或线槽内的积水及杂物清除干净。

(3)系统应单独布线，系统内不同电压等级、不同电流类别的线路不应布在同一管内或线槽的同一槽孔内。

(4)导线在管内或线槽内不应有接头或扭结。导线的接头应在接线盒内焊接或用端子连接。

(5)敷设在多尘或潮湿场所管路的管口和管子连接处均应作密封处理。

(6)系统导线敷设后，应对每回路的导线用500 V的兆欧表测量绝缘电阻，其对地绝缘电阻应不小于50 MΩ。

(7)同一工程中的导线应根据不同用途选择不同颜色加以区分，相同用途的导线颜色应一致。电源线正极应为红色，负极应为蓝色或黑色。

(8)AFPM100/B消防设备电源状态监控器与AFPM3-2AV传感器之间的线路距离不应超过500 m，应尽可能不要在强电及环境复杂的区域布线。监控器与传感器之间的通信线规格:ZR-RVSP-2×1.0 mm2，电源线规格:ZR-RVS-2 ×1.5 mm2，以上规格为最低要求。线路穿线管宜采用金属管。

4.2 监控器安装设计

GB 25506—2010《消防控制室通用技术要求》规定:消防控制室内设置的消防设备应包括火灾报警控制器、消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、消防电话总机、消防应急广播控制装置、消防应急照明和疏散指示系统控制装置、消防电源监控器等设备，或具有相应功能的组合设备。若没有消防控制室，消防设备电源状态监控器则应安装在有人值班的场所。

该商场综合楼项目的消防设备电源状态监控器安装在变电所值班室内，监控器的安装应遵循以下准则:

(1)监控器在墙上安装时，其底边距地(楼)面高度宜为1.3～1.5 m，其靠近门轴的侧面距离不应小于0.5 m，正面操作距离不应小于1.2 m。

(2)落地安装时，其底边宜高出地(楼)面0.1～0.2 m。

(3)监控器应安装牢固，不得倾斜。安装在轻质墙上时，应采取加固措施。

(4)监控器每一总线回路连接设备的总数不宜过多，宜应留有不少于回路额定容量10%的余量，方便以后系统扩展。

(5)监控器的交流电源应使用消防电源。

根据现场情况，消防设备电源状态监控器挂墙安装，其底边距地面高度为1.4 m。

4.3 传感器安装设计

商场综合楼项目的AFPM3-2AV三相交流双电源电压传感器安装于断路器或隔离开关的输出端和双电源切换装置的输入端之间，主电源电压信号接1、2、3、4四个端子，备用电源电压信号接5、6、7、8四个端子。以位于地下室区域的消火栓泵配电箱双电压监控为例，AFPM3-2AV安装位置示意图如图2所示，实物安装位置图如图3所示，电压信号接线示意图如图4所示。

图2 AFPM3-2AV安装位置示意图

图3 AFPM3-2AV实物安装位置图

传感器的安装应遵循以下准则:

(1)禁止在不切断电源的情况下安装传感器。

(2)传感器应独立支撑或固定，安装牢固，并应采取防潮、防腐蚀等措施。

(3)当不具备单独安装条件时，传感器可安装在配电箱内，但不能对供电主回路产生影响。应尽量保持一定距离，并有明显标志。

(4)传感器的安装不应破坏被监控线路的完整性，不应增加线路接点。

(5)AFPM3-2AV传感器安装设计时，采集电压信号时需在相线串接规格为1 A额定电流的熔断器，总计需要6个。

(6)AFPM3-2AV传感器的供电电源不能从其他地方取得，必须由消防设备电源状态监控器提供，供电电压为DC 24 V。

图4 AFPM3-2AV电压信号接线示意图

5 系统现场调试

系统现场调试流程如下:

(1)监控系统接入电源，主机与传感器之间的连接安装完成，之后检查各种连线规格是否满足要求，连线是否有短路、松动现象。

(2)在施工方已完成接地绝缘电阻测试，并确定绝缘电阻满足施工要求的前提下，用万用表测量，接入线对大地的绝缘电阻应不小于50 MΩ。

(3)首先将传感器通电，待其稳定，报警器进行信号采集后，设置传感器的通信地址码、电压报警值等，并对传感器的各项功能进行测试。

(4)打开监控系统主电源，用万用表测量各条线上的电压是否正常，之后配置监控主机的系统参数(包括通信端口、传感器的通信地址码等)。检查通信是否连通，如通信不能连通，应检查通信地址码及通信线，直至正常通信。对监控系统基本功能、报警、控制输出等功能进行试验。

(5)全部调试完毕，试运行3 d。系统验收后方能投入正常运行。

6 结语

本文主要从系统组网方案设计、系统安装设计和系统现场调试三个方面介绍了某商场消防设备电源监控系统的设计及应用。消防设备电源监控系统目前还是个新生事物，相关的标准及应用机制还不够健全，但随着该系统相关产品在实际场合的具体应用，相关问题和不足都将得到应有的处理和解决。消防设备电源监控系统作为一种预警系统，随着现场的实际投入使用，商场的消防设备运行可靠性必将得到良好的保证，从而为商场的正常运行和人民生命财产安全保航护驾。

［1］ GB 25506—2010 消防控制室通用技术要求［S］.

［2］ GB 28184—2011 消防设备电源监控系统［S］.

［3］ 周中.智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案［M］.北京:机械工业出版社，2011.

［4］ GB 50116—2013 火灾自动报警系统设计规范［S］.