消防供电及其配电线路要求

消防供电及其配电线路要求消防供电及其配电线路要求 向消防用电设备供给电能的独立电源叫消防电源 现代建 筑中应用电能的消防设备有两大类 一类是为建筑提供照明 动力 即电力 强电 设备 另一类是传递信息和控制信号 即电子 弱电 设备 这两类设备按需要组合成若干功能性子 系统 如 消防控制室 消防水泵 消防电梯 防排烟设施 火灾自动报警 消防联动控制 自动灭火 应急照明 疏散指 示标志和电动的防火墙 门 窗 卷帘 阀门等 从而构成完 备的 功能复杂的建筑消防电气系统 消防用电设备是用以保 障人身和财产安全的设备 要求其供电电源必须安全可靠 不 仅要求在正常情况下 而且当电网停电或发生火灾断电等种种 特殊情况时 都能够为各种消防用电设备提供充足可靠的电能 确保消防设备正常运转 发挥应有的作用 消防电源及其配电线路是现代建筑安全保障设施的重要组 成部分 常言道 大楼消防电源在先 楼宇的消防供电安全包 括三个方面 一是要在多种不利情况下都能为消防电气设备提 供充足的电能 二是要防止因供电线路或设备故障 包括雷击 引起火灾 或火灾发生后通过消防供电线路蔓延扩大 三是要 求交流强电设备和供电线路不能对消防弱电系统构成干扰 现行 gb 50052 1995 供配电系统设计规范 以下简称供配 电规范 gb 50016 2006 建筑设计防火规范 以下简称建规 以及其它相关防火规范对消防电源及其 配电线路都作了相应规定和要求 所以在消防电源及其配电线 路设计中 必须认真考虑以最可靠 合理 经济的方案满足消 防供电要求 2 消防负荷的等级划分现行供配电规范根据其用电场所的 重要性和中断供电在政治 经济上造成的损失或影响程度 将 电力负荷等级划分为以下四级 1 中断供电将造成人身伤亡时 2 中断供电将在政治 经济 上造成重大损失时 例如 重大设备损坏 重大产品报废 用 重要原料生产的产品大量报废 国民经济中重点企业的连续生 产过程被打乱需要长时间才能恢复等 3 中断供电将影响有重大 政治 经济意义的用电单位的正常工作 例如 重要交通枢纽 重要通信枢纽 重要宾馆 大型体育场馆 经常用于国际活动 的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷 1 中 断供电将在政治 经济上造成较大损失时 例如 主要设备损 坏 大量产品报废 连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复 重点企业大量减产等 2 中断供电将影响重要用电单位的正常工 作 例如 交通枢纽 通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷 以及中断供电将造成大型影剧院 大型商场等较多人员集中的 重要的公共场所秩序混乱不属于一级和二级负荷者为三级电力 负荷建规 gb 50045 1995 2005 年版 高层民用建筑设计防 火规范 以下简称高规 gb 50116 1998 火灾自动报警系统 设计规范 以下简称规 等现行防火规范 则根据建筑的结构 使用性质 火灾危险性 疏散和扑救难度 事故后果等基本情 况 将建筑分为三大类 在同类建筑中消防负荷的供电等级与 其它用电负荷相比处于最高供电等级 归纳起来 可将消防负 荷等级划分为以下三级 3 消防供电及其配电线路要求各级消防负荷的供电要求在 我国供配电规范 建规 高规 以及火规 中都作了相应 规定 消防负荷等级不同 对供电的要求也不同 因此 在合 理确定消防负荷等级的同时 应严格按照要求保障消防用电设 备的供电 3 1 重要消防负荷供电要求对一类建筑中特别重要的消防 负荷 除由两个电源供电外 还应增设应急电源 并严禁将其 它负荷接入应急供电系统 也就是说特别重要的消防负荷需要 三个电源供电 一般的做法是在已有两路高压市电的基础上 再设自备应急电源 以此提高特别重要的消防负荷供电的可靠 性 3 2 一级消防负荷供电要求一级消防负荷应由两个独立电 源供电 当一个电源发生故障时 另一个电源不应同时受到损 坏 并能够自动和手动装置切换到另一个电源继续供电 两个独立电源供电 应符合下列条件之一 电源来自两个 不同发电厂 电源来自两个区域变电站 电压一般在 35 kv 及 35 kv 以上 电源来自一个区域变电站 另一个设有独立于 正常电源的自备应急电源 3 3 二级消防负荷供电要求二级消防负荷宜由两回线路供 电 在负荷较小或地区供电条件困难时 二级负荷可由一回 6 kv 及以上专用的架空线路或电缆供电 当采用架空线时 可为 一回架空线供电 当采用电缆线路时 应采用两根电缆组成的 线路供电 其每根电缆应能承受 100 的二级负荷 二级消防负荷供电系统 供配电规范 第 2 0 6 条的条文解 释中指出 对二级负荷 由于其停电造成的损失较大 其包括 的范围也比一级负荷广 工程设计时 应根据供电系统的停电 概率 停电带来的损失 电源条件 供电系统各方案所需投资 等诸多因素综合考虑 二级负荷设备的供电有多种可选择的方 案 工程设计者应尽量选择安全可靠 经济合理的方案 应尽 量做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断 供电 有条件时采用双电源供电 3 4 三级消防负荷供电要求三级消防负荷虽然对供电的可 靠性要求不高 只需一路电源供电 但从保障消防用电设备的 可靠性出发 有条件的应尽可能设有两台终端变压器 一主 一备 当一台变压器发生故障时 另一台能够照常供电 3 5 一级消防负荷供电不能满足要求时的解决方法建规 第 11 1 2 条规定 一级负荷供电的建筑 当采用自备发电设备 作备用电源时 自备发电设备应设置自动和手动启动装置 且 自动启动方式能在 30 s 内供电 某些建筑的消防用电设备属一级消防负荷供电 但本地区 的市网交流供电不能满足由两个独立电源供电要求时 消防电 源需设置一个市网交流主电源和一个交流应急电源 简称 eps 即设置两个独立电源 一个主电源 一个备用电源 主电源采用市网交流电源 应急电源宜采用独立于市网交流电 源的消防设备应急电源 正常情况由市网交流主电源供电 并 自动向应急电源内的蓄电池组充电 当市网交流主电源故障时 自动切换到应急电源 通过应急电源中的逆变装置向各消防用 电设备提供所需的交流电源 从而构成功能完备 保障可靠的 无间断消防供电系统 采用消防设备应急电源与采用柴油发电 机比较 其优点是电源切换速度快 监控自动化 3 6 消防供电回路的独立性和标志要求建规 第 11 1 4 条 规定 消防用电设备应采用专用的供电回路 当生产 生活用 电被切断时 应仍能保证消防用电 其配电设备应有明显标志 消防用电设备应采用单独的供电回路 一般是指从低压总 配电室至消防设备 如 消防控制室 消防水泵 消防电梯 防烟排烟风机等 最末级配电箱的配电线路 均应与其他配电 线路分开设置 宜从变压器低压出口处分开自成供电体系 即 独立形成防灾供电系统 根据中华人民共和国消防条例 中的有关规定 消防人员 到达火场进行灭火时 首先要切断日常生产和生活用电 以防 止火灾沿配电线路蔓延扩大和人员触电伤亡事故 如果将配电 线路混合敷设 分不清哪些是消防设备的专用配电线路 则不 得不全部切断电源 使消防用电设备不能正常运行 将导致灾 情失控或扩大 因此为了确保消防用电设备供电的可靠性和安全性 消防 用电设备的配电线路应与其他动力 照明等配电线路分开敷设 采用专门的馈电线路 同时为了避免误操作 影响灭火战斗 消防专用供电回路应设置明显标志 以利在火灾紧急情况时方 便操作 3 7 两个电源的切换要求建规 第 11 1 5 条 消防控制室 消防水泵房 防烟与排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等 的供电 应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装 置 即双电源末端互投 3 8 电源输出容量要求向消防用电设备供给电能的独立电 源 无论是市政电网电源还是自备应急电源或发电机 均应确 保在最大正常负载和所有按要求连接的其它消防设备正常工作 条件下 能有足够的供电输出容量来运行系统 3 9 电源电压偏差过大时的解决方法某些使用农电和工业 比较集中等地区的电力网电压值波动较大 单相 220 v 交流供 电电压经常超过了 187 242 v 的波动范围 三相 380 v 交流供电 电压超过了 342 418 v 的波动范围 由于电压偏差超过了消防用 电设备相关国家标准规定的允许工作电压范围 可能导致消防 用电设备不能正常工作甚至烧毁 因此对交流供电电压很不稳定的场所 应在配电室配备足 够容量的交流稳压电源两台 一用一备 专供消防负荷供电回 路 3 10 消防应急照明备用电源的连续供电时间要求建规 第 11 1 3 条规定 消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用 电源的连续供电时间不应少于 30 min 试验和火灾实例说明 当建筑发生火灾时 必须在 10 min 以内疏散完毕 因为在一般情况下 火灾时在 10 min 内产生的 一氧化碳尚不多 但在 10 15 min 之间 则一氧化碳就大大超过 对人体危害的允许浓度 而空气中的氧气含量则显著下降 在 这个时间内人员如果没有疏散出来 窒息死亡的可能性就大 火灾的时候 正常照明消失 如果没有应急照明和疏散指示灯 一片漆黑 同时人多出口少 势必给人员疏散和救援灭火行动 带来一系列困难 后果将不堪设想 因此对高大建筑消防应急 照明和疏散指示灯备用电源的连续供电时间不应少于 30 min 其它建筑 不应少于 20 min 3 11 消防配电线路的敷设要求建规 第 11 1 6 条消防用电 设备的配电线路应满足火灾时连续供电的需要 其敷设应符合 以下规定 1 暗敷时 应穿管并应敷设在不燃烧体结构且 保护层厚度不应小于 30 mm 明敷时 应穿金属管或封闭式金 属线槽 并应采取防火保护措施 2 当采用阻燃或耐火电缆时 敷设在电缆井 电缆沟 内可不采取防火保护措施 3 当采用矿物绝缘类不燃性电缆时 可直接敷设 4 宜与其它配电线路分开敷设 当敷设在同一井沟内 时 宜分别布置在井沟的两侧 消防用电设备配电线路应具有良好的耐火和耐热性能 确 保火灾的时候能够有效供电 所谓耐火配线 系指按照规定的 火灾升温标准曲线达到 840 时 在 30 min 内仍能继续有效供电 的配线 所谓耐热配线 系指按照规定的火灾升温标准曲线 1 2 的曲线 升温到 380 时 能在 15 min 内仍继续供电的 配线 目前国内已经能够生产多种耐火和耐热电线或电缆 其中 以矿物绝缘屏蔽电缆性能最佳 但是价格较高 有条件的可择 优采用 一种比较经济 安全的敷设方法 是将消防配电导线 穿在暗设于非燃烧结构体内的金属管内 从一些火灾实例和试 验数据得知 30 mm 厚的不燃烧体结构保护层 按照标准火灾 升温曲线升温 在 15 min 内 金属管的温度达 105 30 min 时 达到 210 到 45 min 可达 290 试验又说明 当金属管达到此 温度 其中的配电导线温度约比上述温度低 1 3 能够保障继 续供电 对于某些钢筋混凝土建筑或建筑某些部位的消防配电线路 不能穿管暗设 必须明敷时 要求对金属管外面采取防火保护 措施 如在管套外面涂刷丙稀酸乳胶防火涂料等 3 12 消防电气设备保护接地要求为保障人身安全 供电的 可靠性及用电设备的正常运行 现代建筑中越来越多的消防电 气设备都要求必须有一个完整 可靠 有效的接地系统 因此 在建筑物消防配电线路设计中 接地系统的设计占有十分重要 的地位 火规 等国家标准要求 建筑中各种消防电气设备应设专 用接地或共用接地装置 专用接地电阻值不应大于 4 共用接 地电阻值不应大于 1 建筑中应设消防电气设备专用接地干线 并在消防控制室设置专用接地板 专用接地干线应从消防控制 室专用接地板引至接地体 宜将建筑最底层的钢筋混凝土基础 钢筋网作为接地体 而不能从消防控制室上直接焊接钢筋引出 专用接地干线应采用铜芯绝缘导线 宜穿硬质塑料管埋设至接 地体 不能采用扁钢或裸铜排等 以避免接地干线与防雷接地 钢筋混凝土墙等直接接触 其专用接地干线铜芯截面面积不应 小于 25 mm 2 由消防控制室接地板引至各消防电气设备的专 用接地线铜芯截面面积不应小于 4 mm 2 消防用电设备的金属 外壳和金属支架等应作保护接地 接地线应与电气保护接地干 线 pe 线 相连接 4 消防供电典型设计图例 4 1 特别重要消防负荷典型供电 图例对特别重要的消防负荷 要有三个电源供电 即由两路市 网电源 由接在不同高压电上的两台变压器低压侧分别引来 和一台独立于市网电源的三相应急电源组成 供配电规 第 3 0 3 条指出除一级负荷中特别重要负荷外 不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进 行设计 即对一级消防负荷而言 两个电源 一个电源故障时 另一个电源不能同时损坏 供电就可以了 不必设第三电源 但是目前的实际做法 往往根据供电部门的要求 在已有两路 市网交流电源的情况下 再设置消防设备应急电源作为第三电 源 原因是某些地区电力网的两路高压市电并非两个完全独立 不能同时损坏 的电源 此种情况应将一级消防负荷也用三 个电源供电 从而提高一级负荷用户消防用电的可靠性 重要消防负荷两个独立电源 应急电源供电方法 4 2 一级消 防负荷典型供电图例对一级消防负荷应由两个独立电源供电 如果地区电力网可以提供两路完全独立 不能同时损坏 的高 压电源 可采取由接在不同高压电源上的两台变压器 两回消 防专用供电线路为基本组成的设计方案 当地区电力网两路高 压供电不能满足时 可采取由接在同一高压电源上的两台变压 器 一台消防应急电源 两回消防专用供电线路为基本组成的 设计方案 值得注意的是为二级以上消防负荷供电的两个单独供电回 路 必须是由两台变压器的低压侧分别引来 从低压总配电室 至消防用电设备应在最末一级配电箱处设置切换装置 有些设 计者常常忽略这一点 误将末端互投的两个回路引自同一个电 源 或从同一台变压器的同一段低压母线上引出 有的甚至从 低压总配电室处统一引出和切换 这样当遇到维修消防供电线 路或某台消防动力设备时 将不得不切断某个回路甚至所有的 消防供电 不能满足消防供电可靠性要求 这个问题需特别注 意 4 3 二级消防负荷典型供电图例对