1前言

    消防电气控制成套装置的优劣直接影响到人身和财产的安全，它是灭火的惟一手段和关键产品。除每月时试运转外，长时间处在停运状态下，因此多柜串连的产品许多隐患都未能暴露出来。但从系统和技术分析不难看出其隐患和危险程度。一旦在救火运行过程中，发生任何短路故障，整个供电系统全部瘫痪，后果将不堪设想。为此，IEC/SC17B认为有必要编制一份IEC（CD文件62091）专用标准，以便指导消防控制产品的设计、制造、验证和选用。

2新的设计观念和理念

建筑物一旦发生火灾，通常条件下起动建筑消防控制装置，其运行时间在1~2h左右。时间就是命令，一旦成套装置被起动，水就不应该中断。因此，电动机保护不能沿用一般用电设备保护的原则，即过载切断电源保护电动机不被损坏。当水泵电动机发生过载，或由于过载引发绕组温升不断上升，危及其绝缘，只要绝缘不被破坏，水泵必须强制性运行，其结果：一是坚持供水，火被救灭；二是电动机短路烧坏。这时，主要依靠电动机控制回路中的断路器切断短路电流，并迅速自动起动备用消防泵投入运行。它与常规用电设备过载切断电源的目的相反，在短路保护方面应增大短路电流整定值，尽量减少短路电流动作的概率。因此，适中保护必须要有选择性，它涉及各级开关的选配，有严格要求。选用何种柜型结构也涉及安全可靠，原则必须是按回路和功能分隔小室。

由于这类产品平时根本不运行，即使试泵也仅几分钟，因而其元件选型和参数、数据、质量的确定必须与供电系统条件相适应。更重要的要有双电源放射式配电系统的结线才能确保末端自切的可靠性。

3对现行国家标准和设计规范及IEC（CD文件）专用标准的认识

（1）“民规”24.9.9条。消防用电设施应自配电室采用放射式供电。

（2）“高规”9.1.2条。高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯，防烟排烟风机的供电应在最末一级配电箱处设置自动切换。

（3）“民规”8.2.3.3条。明确高层建筑内的消防及其它防灾用电设备其工作电源与备用电源应在末端进行自切。

（4）“民规”8.6.3.5条。消防水泵线路不应设切断线路的过负荷保护，但应设过负荷报警。

（5）“民规”14.3.2条。为了确保消防电源的连续性供电，其漏电保护只发信号、不动作、不跳闸。

上述（2）与（3）条款中对双电源自切究竟应在那里切换提法不同，看来（2）条款中“最末一级配电箱处自切”欠妥（详见多柜串连弊端）。而（3）条款中明确应在末端进行自切，即在各台消防泵控制柜中进行，这才是末端自切，并且符合IEC（CD文件62091）专用标准条文规定。

（6）IEC（CD文件62091）专用标准草案中十分明确指出：

1、电动机驱动的消防泵控制器一般都装有短路保护装置，可装电源转换开关，可进行常用和备用两个电源之间的切换，最大额定工作电压为1000V。

B、消防泵控制器关键设备及其性能要求：（a）断路器-电动机短路保护，整定值≤20Ie；(b)在控制回路中不应有过流保护电器；（c）电源转换开关用于常用、备用电源之间切换，要求其操作机构不应使负载电路与常、备用电源长期断开，开关不带短路和过电流保护（从这条看出，电源转换开关只能用单刀双投式，不能有零位，不能用带机械连锁的断路器组成的所谓A.T.S.，更不能用技术落后的断路器+接触器的方式来切换电源）；（d）降压起动器起动时间不应超过10s，并且有热容量的具体规定；（e）接触器的补充规定：能承受20s的堵转电流；能承受30min的300%Ie。

由上述标准可见，第一，双电源自切应在消防泵控制柜中进行，这才能叫末端自切；第二，双电源供电自配电站采用放射式供电，然而却忽略了双电源进入水泵房后如何以放射式配电系统配电到各控制柜的ATS进线端；第三，消防泵控制回路不应有过负荷保护，应设过负荷报警；第四，断路器为电动机短路保护。上述4条在一体化建筑消防电气控制柜和双电源配电柜——国家专利产品中都得到贯彻，也是建筑消防电气成套装置必须具备的基本条件。IEC强调指出，在水泵控制柜中的电源转换开关的功能要求只能选用专用的单刀双投入结构，不可用其他功能开关代替。

4两种主结线剖析

多柜串连的一次主结线见图1。这是现有同类用途的产品，不论单一控制柜还是成套装置多柜串连都存在瓶颈隐患：首先它不是末端自切，不条例“民规”8.2.3.3条，也不符合IEC（CD文件62091）的标准在控制器（控制柜）内装有电源转换开关的规定。它是在双电源引到消防泵房后首先设一台双电源自切柜，然后将自切后的电源按（a）+(b) +(c)、(a) + (c)或(a) + (d)三种方案串连,违反规范对放射式配电的规定。多柜串联串接开关多，且所串连的断路器都为二阶段保护特性，无选择性，一旦由于线路短路或电动机无过载保护，在强制运行方式下由过热→绝缘损坏→发生短路，此时穿越性短路电流将使双电源切换的进线断路器引起误动跳闸，虽电源会自动切换到备用线路，但又因动力柜进出线断路也因穿越性短路电流而跳闸，必然引起整个供电系统瘫痪。（a）+（b）方案虽然串连开关有所减少，但母线多柜串连，一旦首柜故障，电源同样无法送到后面几台泵。目前ATS技术很可靠，很显然（a）中断路器+接触器的陈旧方案早该淘汰。多柜串连产品价格低廉，只追求廉价而牺牲安全和可靠性，一旦真的发生火灾，将自食其果。

针对违规产品存在的问题，开发了符合国家标准以及IEC（CD文件）标准的末端自切产品，见图2。

图2中，I电源a1、a2、a3和Ⅱ电源b1、b2、b3分别引自3台控制柜中ATS。自切开关各侧进线端，形成了双电源放射式配到各控制柜并且实现双电源在末端自切。而DP柜配出熔断器开关和FC柜电动机保护开关，其选型有两种方案：（1）选择性熔断器+熔断器开关+非选择性断路器；（2）熔断器开关+熔断器开关+选择性断路器。当级配系数选用适当，一旦发生穿越性性短路电流，系统能有选择性动作，只有当短路电流很大，且金属性三相短路条件下DP柜配出回路的熔断器开关与FC柜中的电动机断路器才有可能同时动作。即便如此，DP柜中的进线断路器因选用三阶段保护的断路器，其短路短延时特性完全可避开穿越性短路电流引起的误跳。因此，当负载容量大，且短路电流也较大时，建议选用方案（1）；当负载不大，且短路电流相对较小时，建议选用方案（2），其造价也小。上述方案大大提高了系统的可靠性、安全性。

由于熔断器开关型号、熔丝材质的不同，其级配系数也各异，选用时要加以注意。另外，还须充分注意，回选择性要求引起各级一关容量加大，柜中的配出导线的I2t要永远大于各级开关的I2t值。

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