消防水泵的电气故障及主备切换控制.pdf

城市建筑 建筑消防 URBANISM AND ARCHITECTURE BUILDING FIRE 249 消防水泵的电气故障及主备切换控制消防水泵的电气故障及主备切换控制 The Fire Pump Electrical Fault and the Main Equipment Switch Control 孙亚平 1 徐国祥2 Sun Yaping1 Xu Guoxiang2 摘 要 建筑消防水泵的生产制造厂在设计生产水泵控制 柜中电气故障侦测和主备泵切换控制功能部分时 由于相 关国标规定不够完善 产品差异度大 造成后续安装 检 测 运行水泵工作的一系列问题 本文在揭示问题时 也 提出解决问题的方法和思路 关键词 建筑消防水泵 电气故障 切换控制 Abstract Building fire pump production factory in the design and production of water pump control cabinet electrical fault detection and the main part for pump switch control function due to the imperfection of the related national standard regulat ions product difference degree is big causing subsequent inst allation test run a series of problems in the water pump this paper reveals problems and puts forward the methods and ide as to solve the problem Keywords building fire pump electrical fault switch control 一 关于消防主备泵的相关国家标准要求 GB50084 自动喷水灭火系统设计规范 10 2 1 条款规定消防供水系统应设独立的供水泵 并应按 一运一备或二运一备比例设置备用泵 GB50016 建 筑设计防火规范 8 6 8 条规定消防水泵应设置备用 泵 其工作能力不应小于最大一台消防工作泵 8 6 9 条规定消防水泵应保证火警 30 秒内启动 GB50045 高层民用建筑设计防火规范 7 5 3 条规定消防水 泵应设置备用泵 其工作能力不应小于最大一台消 防工作泵 从以上三个国家设计标准的强制性条款 看 备用泵的设置 工作能力及其自动切换投运的 时间是有规定要求的 备用泵自动切换投入运行的条件 在设备制造 标准 GA30 2 固定消防给水设备的性能要求和试验 方法 第 2 部分 消防自动恒压给水设备 5 4 6 条 款中有如下规定 设备应具备在消防主泵或稳压主 泵产生电气故障或不能达到应有能力时 备用泵应 能自动和手动切换投入 电气故障类型在条款 5 4 11 保护功能中规定为短路 过流 电机断电等故障报 警及自动保护 水泵的应有能力在条款 5 5 2 设备供 水能力中规定为不应低于设定的参数要求 水泵的 切换试验内容在条款 6 6 水泵切换试验中规定为模 拟主消防泵故障 同时检验备用泵的启动状态 二 建筑消防泵组的实际状况 建筑消防泵组常见有二种成套形式 一运一备 二运一备 其中的备泵除了常规的电动泵外 还有 柴油机泵 一运一备的组合形式中 主备泵应各自 单独能承担全部的消防供水量 二运一备的组合形 式中 两台主泵同时运转的供水量应能满足系统的 最大要求 备用电动泵的供水能力应不小于两台主 泵之中的较大供水能力的水泵 依据水泵容量大小 及组合配置的不同 对应有两台水泵公用一台配电 控制柜 每台水泵独用配电控制柜和多台水泵公用 控制柜的组合形式 消防水泵的配电控制柜具备以下的功能 水泵 电机的启动运转控制 电气故障保护控制 运转模 式控制 泵组间的运行切换控制 远程控制等 除 小容量电机采用直接启动方式外 为限制大启动电 流 较大容量的电机启动常见有星三角 软启动器 等启动控制的方式 一般的水泵电气故障保护则主 要利用配电主回路空气开关的电磁脱扣或电子脱 口 热继电器的过载热脱口等感应主回路大电流的 电器保护来完成 运行模式控制有手动 自动方式 自动方式主要用于远程控制和确定泵组启动运行的 顺序 手动方式则用于现场的试泵操作 泵组间的 运行切换控制是当主用水泵出现电气故障或供水能 力不足时 备用水泵能够自动投入运行 远程控制 是指能够在远方消防控制室或消火栓按钮控制水泵 的功能 消防水泵不能正常运转的故障原因有 1 主 回路电源或二次控制电源的丢失或欠压 前者导致 电动机的启动力矩小于泵体的阻力力矩使电动机堵 转 后者使控制回路无法实现主回路的导通功能 2 主回路断相或反相 前者使电动机无法运转 后者使电动机反转 两者均无法建立水压 这在调 试阶段或供电电源切换时经常发生 3 泵体长期 不试转使机械传动部分锈蚀 导致电动机堵转 4 环境潮湿 电动机绕组绝缘受损 发生接地或相间 短路故障 5 供电回路故障 如配电柜至电动机 之间的电缆接头松动 使电源无法持续稳定输出给 电动机 消防水泵的供水能力不足可能存在的故障原因 有 1 选型失误 如选择的电动机功率偏小或泵 体扬程不足 2 水泵故障 如叶轮因异物受堵或 裂损 3 进出阀门没有满开 使水头损失过大 主用消防水泵与备用消防水泵不能及时实现切 换的故障原因有 1 故障发生时不能给出故障信 号 如保护整定值发生偏移或保护项目不全面 2 切换控制回路故障 如同时为主用或同时为备用 出于制造成本因素的考虑 目前投入运行的消 防水泵机组控制柜大多采用配电主回路空气开关的 电磁脱扣或电子脱扣 热继电器的过载热脱扣 输 出单相电压检测等手段来判断电源及电动机工作的 状态 并以此作为水泵机组切换运行的信号 水泵 控制柜面板设置的主备机控制方式开关 按钮设计 的形式多种多样 存在着多台泵组被同时设定为主 用和同时为备用的可能工作状态 结果导致系统供 水故障 比较上述消防泵组发生故障可能存在的原因和 目前实际投用的产品解决方案 可以看出现行产品 采用的控制保护技术措施并不能充分反映水泵可能 存在的故障状态 即便发现故障 也可能不会及时 顺利地实现主备泵的切换 从而不能满足消防供水 水压和流量 及时性的要求 三 存在问题的应对措施 针对泵组可能存在的故障 应在系统的相关部 位设置相关参数的检测装置 全面 有效 及时地 反应故障原因和隐患 当然这种解决方案必须要兼 顾到经济 便捷的要求 最好在故障发生之前 尽 可能指示出潜在的隐患并及时地消除 一旦故障发 生 及时检测出来并给出报警 解决方案除了技术 措施 还有管理措施 当技术措施的成本较高时 可以考虑采用管理措施 如泵组选型问题可以在设 备采购和验收阶段解决 水泵故障 阀门关闭 电 动机绕组绝缘受损 供电回路故障可以通过定期的 巡检 保养和试运转等管理制度手段来消除 其实 判断单台水泵能否及时有效运行的标准 应该是起泵指令输入有效后 经过 3 15 秒延时 对系统管路上水压的确认 如果水压及时建立 则 该台水泵供水能力正常 如果水压低于系统的正常 要求值 则可以判断该台水泵供水能力不正常 单 靠对电动机的配电回路进行检测仅能判断是否存有 电气故障 而不能判断水泵机组的综合效能 而且 仅从电流 单相电压来判断电气故障也不全面 应 加上三相电压值以及相序的判断才能全面反映水泵 输入电源的动态变化 建议在系统管网上安装压力开关 压力开关的 动作值应为水泵正常工作建立的压力值 在起泵信 号给出后的规定时间要求内 如果压力开关没有动 作 则认为主泵供水能力异常 自动发出启动备用 泵的信号 至于电气故障 可以采用市场上出现的 成熟产品 电动机综合保护器作为检测水泵供电回 路的相序 三相电压异常 缺相 短路 过流等电 气故障的技术手段 这样不仅可以在电动机启动运 转时发出故障信号 更可以在泵组处于准备状态时 发出电源故障的预警信息 水泵控制柜面板设置的 主备机控制选择开关 按钮应具备模式选择的惟一 性 即位置只能锁定在一运一备 二运一备的状态 这样可以消除因人为的误操作所导致的同时为主用 或同时为备用的状态 针对目前存在的现状 建议国家消防管理部门 在重新修订消防水泵生产制造 安装和检测标准时 充分考虑到应用场合的实际状况 进一步明确和强 化主用泵故障的判断和检测方法 比如 主备泵切 换试验项目中模拟主消防泵故障的方法可硬性规定 为发出起泵指令后 经 3 15 秒延时 安装在系统 管网中的压力开关如没有动作 则备用泵应立即启 动 电气故障类别可规定为三相电压异常 缺相 反相序 短路和过流 可执行性 可操作性 合理性更强的消防水泵 国家标准 有助于对广大的消防水泵生产制造 安 装检测 运行维护的单位产生强制性的指导作用 这也是消防供水设施能够正常行使其功能的法制保 证 参考文献 1 张文华 简易自动喷水灭火系统在居住