消防水泵控制(常用消防风机、水泵控制电路的思考)

Posted 2023-06-01

篇首语：笛里谁知壮士心，沙头空照征人骨。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了消防水泵控制(常用消防风机、水泵控制电路的思考)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

消防水泵控制(常用消防风机、水泵控制电路的思考)

近年由于涉及消防的新版规范出台，包括《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013、《消防给水和消火栓系统技术规范》GB50974-2014、《建筑防火设计规范》GB 50016-2014。在新的规范背景下，该如何调整我们的理念和思路？该如何进行设计？是摆在设计师面前的一个重要的、无法回避的问题。当然，这个问题不光是我们电气设计师的问题，也是这个行业需要思考的一个问题。

消防设备控制电路需要面对的四个问题：

1. 消防联动控制器联动接口；

2. 确保消防启动信号持续有效的措施；

3. 设有“手动”位选择（多位）开关，存在阻断自动控制信号风险；

4. 机械应急启动装置的设置对于控制电路的影响。

一、消防联动控制器联动接口

1.传统控制电路

GB50116-2013第4.1.3条（强条）：各受控设备接口的特性参数应与消防联动控制器发出的联动控制信号匹配。手动控制方式存在问题。

火灾自动报警系统设计规范：

GB50116-2013，第4.1.1条：消防联动控制器的电压控制输出应采用直流24V；

第4.1.3条（强条）：各受控设备接口的特性参数应与消防联动控制器发出的联系控制信号匹配。

结论：消防设备的控制电路必须满足联动控制器的接口要求。

GB16806-2006《消防联动控制系统》第4.2.2.8规定：消防联动控制器的直接手动控制单元应满足下列要求：

1）至少有六组手动控制开关，每个控制开关对应一个直接控制输出；

2）控制输出的光指示，应在相应的控制开关表面单独指示；

3）控制设备的启动状态，均应在手动控制开关旁单独显示。

满足国家标准的手动控制盘及外部接线示例

通过外部接线图可看到，多线盘输出控制实际上是有源控制，DC24V输出，到受控设备控制柜内设置DC24V中继，对受控设备进行控制，启动、停止控制需要手动盘两个不同的开关控制，才能保证启动信号在控制柜内自保持。

总线控制模块输出控制的接线示例

总线输出模块的现场控制，需要进行强弱电隔离，即设置DC24V中继器，再对现场设备通过接触器等进行控制，过去在控制柜旁边设置KA箱，现场多数情况是—消防工程公司把这个中继器放在消防设备控制柜内，非常不规范，规范的做法是在控制电路设计时，把这个中继器设计在控制柜内。

实际上，~220V钥匙开关还存在无法停止消防水泵的问题，比如：（1）当自动信号启泵时；（2）当选择开关处于手动位置，由钥匙开关启泵时。

二、确保消防启动信号持续有效的措施

消防泵控制柜与消防联动控制器接口

1.消防联动控制器向消防泵控制柜发出的信号：

联动触发信号（自动启动，总线）和手动控制信号（手动启、停，专线），两种控制信号均为DC24V有源触点，消防信号中间继电器设于消防水泵控制箱内。满足GB50166-2013第4.1.1，4.1.3条要求。

2.水泵的运行，故障信号，以无源触点的信号发出，通过总线模块返回。

接口见下图：

GB50116-2013第4.1.1条：

消防联动控制器的电压控制输出应采用直流24V，其电源容量应满足受控设备同时启动和维持工作的容量。

消防泵电路改进：

消防泵的联动控制信号电路：一组消防泵仅需一组手动启、停手动控制。

电路特点：

1、根据GB 50116-2013第4.1.4条（强条）：

消防泵、防排烟的控制设备，除采用联动控制以外，还应在消防控制室设置手动直接控制。

本条要求的极端情况下，冗余采用直接手动控制方式控制消防泵，这个冗余目的主要是避免控制柜外部线路故障，并不需要针对同一泵组内的每一台水泵。

传统控制电路，手动控制是直接接到电动机回路，对每台电动机进行控制，我们认为是没有必要的。

我们的做法是，手动专线控制信号和直接联动、联动触发信号，都是接入控制柜信号电路，消防控制室仅需要按下手动按钮，不需要判断启动哪一台泵，紧急情况下也很难判断应该启动哪一台，启动哪一台泵应由控制柜上的选择开关设定，并可以实现备自投功能。

2、所有的启动信号在控制柜自锁保持，直到停止控制动作。

消防泵电动机回路：

1、手动启动、停止控制随时都是可用的，满足A优先级。

2、停止按钮可以停止任何形式的启泵控制，包括解除自动、远方控制。

按钮按下多久，泵就会停多久，如果启泵的控制因子仍然存在，一旦释放按钮，水泵将受启泵因子控制再次启动。

消防完整控制电路：

注意，机械应急启动采用了冗余的开关电路的作法，另外的作法见后。

三、设有“手动”位的选择（多位）开关，存在阻断自动控制信号风险

设有“手动”位的选择（多位）开关，存在风险：

1.消防部门的质疑

四川消防总队前防火部部长肖晓勇，在《消防科学与科技》2014年11月第33卷11期发表的《湿式系统的控制逻辑及工程设计缺陷》一文中，分析了由于消防泵控制柜设置有手自转开关，存在人为因素阻断消防信号与控制柜之间的控制，将“控制柜前端的一切合理设置及到位的维护管理全部归零”。存在很大的安全隐患。

2.规范要求：GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》第11.0.1条，第1款规定：消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处在自动启泵状态。

很多的安全事故大多是因为管理不善导致的“人祸”，如果管理不到位，检修、调试完成后不能及时将选择开关恢复到“自动”位，控制柜将无法接受联动控制信号，影响灭火，后果严重。

在上述《湿式系统的控制逻辑及工程设计缺陷》一文中，作者也提到：

以管理手段弥补设计缺陷存在很多问题，我们的设计应直接用技术手段来解决这些问题，尽量不要给“管理不善”留下借口。

传统电动机控制电路

K4为压力开关信号、K6为总线联动信号，SF为手动联动信号。

问题：

1、“手动”位只解除了“自动”信号，没有解除“远方”—消防室的SF信号，不满足 GB 50055-2011 第2.5.4条要求。

2、消防室的手动停止控制，在水泵以自动信号启动或者当选择开关在“手动”位，由消防手动盘启动时，停止无效。

3、紧急情况下，停止按钮无法停止因自动信号或消防室信号的启泵控制。

1、对于安全要求如此之高的消防电动机设备，可以用主回路设置的隔离开关来满足这一功能更为妥当。

2、原标准图仅靠一个触点对消防设备进行控制，选择开关必须设置“手动”位置，才能同时实现启动、停止控制。

A优先级功能：在规定的条件下，A优先级的操作能够取代正常的操作。

例如：非自动控制是优先级最高的操作，其特征在于人工干预，在所有灭火操作中，运用人工干预手段取代其他功能的优先级别是最高的。

B优先级功能：在规定的条件下，B优先级操作属于受约束或从属的操作。

例如，自动控制是一种无须人工干预的自发性的动作。所有形式的自动控制均从属于任何形式的人工干预。

这里是指与压力开关这种自动控制无关的控制，同时本条也规定：不应提供远方停泵控制，这个与《火灾自动报警设计规范》GB 50116-2013 的要求有所不同。

接触器是不属于隔离电器，依赖分断接触器来检修设备，是不安全的。

而安全的做法是用分断主回路设置的隔离开关，来进行设备检修。

根据人的行为规律和操作顺序，当工作人员采用分断隔离开关来进行设备检修时，在检修完成后，一定会闭合此隔离开关，并进行一次启停操作，才完成检修工作。

这样，自然不会发生“忘记”合闸，让主电路长期脱离电源的情况。

消防泵信号电路

选择开关只设置“自动”模式的选择，没有“手动”位置。

启动两台泵的手动停止按钮，在停泵的同时，均可让控制柜复位到自动状态。

消防泵电动机电路

消防风机控制电路

手动启动、停止控制随时都是可用的，满足A优先级。

停止按钮可以停止任何形式的启泵控制，包括接触自动、远方控制。

按钮按下多久，泵就会停多久，如果启泵的自动控制因子仍然存在，一旦释放按钮，水泵将受启泵因子控制再次启动。

四、机械应急启动装置的设置对于控制电路的影响

机械应急启动控制是无法回避的问题，涉及消防设备的安装、验收问题，涉及到设计师的责任问题，除非新的“消防给水规范”修改该条文。

消防泵主电路

冗余型机械应急启动

控制电路需要预留机械应急启动联锁环节

无论采用以机械的方式闭合主回路的运行接触器，还是以冗余的方式实现机械应急启动控制，控制电路都需要考虑特殊作法。

本图是以机械的方式来启动，采用星三角启动控制电路的作法。

一方面需要考虑机械应急启动和电气控制误动可能导致的事故，另外一方面，可以参考国外同行的作法：

在操作应急启动手柄的同时，先行接通接触器线圈，即当控制电路故障，但接触器线圈完好时，可以让接触器以电气接通的方式，接通主电路。

本文来源于互联网，标注作者：徐建兵。暖通南社整理编辑。