2、消防泵配电水平问题
(1)配电等级定义
对于配电装置来说,进线主开关和出线分支开关统称为一次配电,其配电等级不因其进线开关采用断路器或隔离开关而改变。
(2)配电等级要求
民用建筑电气设计规范JGJ16-2008第7.1.4.1条要求“从变压器二次侧至用电设备的低压配电级数不宜超过三级”。对于消防设备,供配电系统应简单可靠,配电级数越少越好,这样可以降低故障率,增加配电系统的可靠性。
(3)影响分配级数的专用电路起点的确定
《建筑设计防火规范》第11.1.4条要求“消防用电设备应采用专用供电回路,当生产、生活用电切断时,仍应保证消防用电”。设计人员往往对专用电路没有疑问,但专用供电回路起点的确定却是设计中容易出错的地方。设有变电所的建筑,供电回路起点应为变电所低压出线口。不设变电所的建筑,供电回路起点应为总配电室(计量点)低压出线口。这样既能满足规范中“专用电路”的要求,又能满足以前规范中低压配电级数不宜超过三级的要求。但有些设计人员往往在最后加设一级配电(地下室配电室),有的在应用系统时没有注意,有的疏忽大意,有的可能对规范理解不够透彻。 总之,这是一个违反强制性规定的问题,必须严肃处理。
3、消防泵自动转换开关(ATSE)的选择与应用
(1)自动转换开关(ATSE)的分类
建筑电气设计中常用的自动转换开关(ATSE)可分为PC、CB、CC三种类型。PC级ATSE:可接通和承载但不能用于断开短路电流,即PC级只具有功率转换功能,无短路和过载保护功能。CB级ATSE:具备短路、过载等保护功能,其主触头可接通和用于断开短路电流,比PC级ATSE功能多,但可靠性降低。CC级ATSE:可接通和承载但不能用于断开短路电流,其主体由接触器组成,由于是由分立元件组成,因此可靠性较差,在目前的设计中很少采用。
(2)消防泵电源自动转换开关(ATSE)的选择及注意事项
消防泵属于消防电气设备,《建筑设计防火规范》(2006)第11.1.5条明确规定:“消防控制室、消防泵房、排烟风机房、消防电梯等消防电气设备电源,在其配电线路的末级配电箱处应设置自动切换装置。”即消防泵控制箱前端必须使用自动转换开关(ATSE)。曾经有厂家销售人员说,他们厂的自动转换开关(ATSE)很先进,是空气开关型(其实是CB级),有短路、过载等保护功能,比负荷开关型(PC级)好,大家都要用。其实他不知道,这些保护对于普通设备来说是优点,但对于消防泵这样的消防设备来说却成了缺陷。消防泵需要在发生火灾的建筑内正常运行。 只要保证前端电源供电,自动转换开关(ATSE)就不需要动作。如果消防泵前端采用CB级自动转换开关(ATSE),一旦消防泵超载,CB级自动转换开关(ATSE)动作,灭火工作就不能正常进行。对于一栋建筑来说,火灾的损失往往远远大于消防泵及其电路和控制设备的价值,此时应保持消防泵的运行,以保证消防工作的正常进行。《低压配电设计规范》-95第4.3.5条规定:对于突然停电造成的损失大于超载的线路,其过载保护应作用于信号,而不是作用于切断电路。因此,消防泵前端的电源转换开关不应采用也作用于过载的CB级自动转换开关(ATSE),而应采用不带过载保护的PC级自动转换开关(ATSE)。
自动转换开关(ATSE)生产厂家很多(如施耐德、ABB、汉光等),编号、型号不一,PC、CB级不易区分,设计人员往往只标注一种型号,不标注文字等参数,两种ATSE图标也无区别。这样很容易造成用户在招标采购时出错,如果错误不及时纠正,工程使用后会给日后的消防工作造成隐患。在选用自动转换开关(ATSE)时还应注意以下几点:(1)根据《民用建筑电气设备设计规范》JGJ16-2008第7.5.3.2条规定(TN-CS、TN-S系统中的电源转换开关宜采用切断相线和中性线的四极开关),应选用四极开关。 (2)《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.5.4.3条要求:“采用PC级自动转换开关电器时,应能承受电路预期的短路电流,且ATSE的额定电流不应小于电路计算电流的125%。”(3)电源转换时间应明确,并与上位触头开关动作时间相协调。(4)消防泵电源转换开关控制器也应采用自动转换而不自动恢复方式控制,避免主电源失电后又恢复时,自动转换开关出现来回跳动的现象,减少切换次数,为灭火赢得宝贵时间。
4、建筑消防荷载分为三级荷载时消防水泵的功率分配问题
有这样一个项目:某小学,其消防泵房设有两台消火栓泵,一台用,一台备用。根据《建筑设计防火规范》第11.1.1.3条规定(除本条第一、二款外,建筑、储罐/区、院落等消防用电均可采用三级负荷供电),负荷分类为三级负荷。设计人员认为既然是三级负荷,单路电源即可满足要求,无需执行《建筑设计防火规范》第11.1.5条规定(消防控制室、消防泵房、排烟风机房等室内消防电气设备及消防电梯电源应在其配电线路最后一级配电箱设置自动切换装置),因此未设置自动切换装置,直接采用单路电源单回路给消火栓泵供电。 在同类工程中,另有设计人员采用双电源(一路市电加EPS电源)双回路,并在配电箱最后一级设置自动切换装置,为消防栓泵供电。在同类工程中,由于设计人员对规范的理解不同,采取了两种不同的做法。其实,《建筑设计防火规范》第11.1.1.3条和第11.1.5条对于三类火灾荷载的供电规定并不矛盾,其实这两条的含义是不一样的:前者强调前端供电的可靠性,后者强调内部供电的可靠性。前者要求三类负载供电可以是单路供电,而后者要求双电源和单电源都必须有两路供电,以保证在发生火灾时,如果某条供电线路发生故障,可以通过自动切换装置进行电源切换,保证供电。 我们在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.9.6条中也能找到“两路供电”的要求。显然,有些设计人员在设计中违反了《建筑设计防火规范》第11.1.5条和《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.9.6条的要求,而有些设计人员则实际上提高了建筑的消防荷载等级,增加了工程造价。因此,对于建筑荷载等级为三级的消防泵,应采用单电源双回路,并在最后一级配电箱加装自动切换装置,为消火栓泵供电,才能满足规范的要求。
需要注意的是,这里所说的“在最后一级配电箱设置自动切换装置”就是我们常说的“末端切换”。同样,“末端切换”在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.9.6条中的表述是这样的:“应在最后一级配电箱设置自动切换”。我认为“末端切换”包含两层含义:一是空间末端,二是配电系统的末端。正确理解“末端切换”非常重要。对于消防泵来说,空间末端应为消防泵房,配电系统的末端为消防泵控制箱。两路切换后,应直接给各消防泵供电(泵内保护除外),出线侧不应设置任何保护开关。也就是说,各消防泵除自身内部保护外,应直接面对切换开关,中间不应有空气开关等其他保护。 否则,将不能实现配电系统的“端部切换”,增加故障点,降低供电可靠性。这种情况在电气施工图中经常可以看到,设计人员应尽量避免。
5、消防泵配电线路的选择与敷设
消防泵属于消防设备,其配电线路应符合《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.10.4.1至4条的要求。其中,第13.10.4.1条(对具有火灾自动报警系统特殊保护级别的建筑,消防设备供电干线和分支干线应采用矿物绝缘电缆)和第13.10.4.4条(消防设备分支线和控制线应采用耐火等级低于消防供电干线或分支干线的电线或电缆)。 作为新标准新增内容,部分设计人员由于没有及时学习新标准,仍沿用旧标准(《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92)实施时期的图纸,这样会造成以下错误: (1)特殊防护等级建筑的消防水泵供电干线不使用矿物绝缘电缆,而是使用一般耐火电缆; (2)一级防护等级建筑的消防水泵供电干线不使用矿物绝缘电缆或耐火电缆,而是使用一般阻燃电缆。 以上两个要求表达得比较清楚,只要设计人员认真学习,正确理解规范,克服起来并不困难。
目前多数设计人员往往忽视前端供电进线电缆的选择和敷设,设计往往不能说明盲区:(1)大型建筑内主变电站或开关站至分变电站的高压电缆,采用普通电缆。(2)建筑内无变电站的低压配电室(不靠近外墙)的进线电缆,也采用普通电缆或由供电公司提供(一般也采用普通电缆)。这样的建筑,一旦发生火灾,前端供电线路无法保证正常供电,消防水泵也就无用武之地了。另外,消防水泵的两回电力干线应单独敷设,在明敷设时(包括吊顶内敷设),应穿过金属管或密闭的金属线槽,并做好防火措施。这些环节都不能忽视。
综上所述,消防泵配电设计中还存在一些容易被设计人员忽视的问题。鉴于消防泵是整个建筑灭火系统的核心设备,消防泵配电设计的重要性不言而喻,必须引起足够的重视。希望电气设计人员更加重视消防泵配电设计,认真学习规范,全面正确理解规范,在消防泵配电设计中做到认真、周到;同时也希望建筑电气施工图审查人员认真审图,及时发现和纠正一些违反强制性规定的问题和不当做法,不给建筑消防系统留下隐患。