机电安装-火灾报警总线线路压降、接地、短路问题分析

1、火灾报警总线线路压降、接地、短路问题分析在火灾自动报警系统的设计、应用和选型过程中，人们大多 数注意火灾探测器的外观、灵敏度、稳定型、智能化程度的 高低，也非常注意主机的性能、界面和功能，但在实际 的工程施工中，有一些看似简单却又值得密切注意的地方， 需要我们加以改进，这就是下面所要分析和讨论的有关线路 的问题。总线制火灾报警控制系统线路压降问题在总线制火灾报警控制系统的调试工作中，是否遇见过这样 的问题：火灾报警控制器已经发出控制指令，控制模块也已 经动作，但一些外部控制设备如排烟阀、送风口之类的就是 不能动作，我们在现场使用万用表监测控制模块DC24V输入 端的电压，发现在火灾报警控制器没

2、有发出控制指令前，电 压没有变化，但控制指令一旦发出电压就低了好几伏。这是 什么原因呢？这就是要讨论的线路压降问题。火灾自动报警回路和消防联动控制线路都存在线路压降问 题。这在小的系统中一般表达不出来，但在建筑面积较大、 线路比拟长的工程中，这一问题就显得比拟突出了。而这又 往往被施工人员忽视，直到问题暴露时，才想方设法寻求各 种补救措施，这样不仅费时费工，而且很难处理彻底。线路压降问题主要由下面两种原因引起。1）导线内阻导线本身有电阻。阻值大小与线路长短成正比，与导线截面 积成反比。另外，有些厂家生产的导线质量差，无形中又增 加了阻值。2）接点电阻在总线中接入感烟、感温、输入模块、输入输出模

3、块、短路 隔离器等各类编址单元。时间长了裸露在空气中的接线端子 会产生氧化层，这样就会引起接点电阻。接入编址单元数量 越多，接点电阻就越大。我们把导线内阻和接点电阻通称为线路内阻。正是由于线路 内阻的存在，才引起了电路中工作负载两端的电压下降的问 题，根据欧姆定律可知，压降值与线路内阻和工作负载电阻 的比值成比例。因此要减小线路压降，就得想方法减小线路 内阻和工作负载电阻的比值。总线制火灾报警控制系统一般有三种总线，回路总线、电源 总线、网络总线。回路总线指火灾报警控制器与各编址单元 之间的连线；电源总线指火灾报警控制器或电源给控制模 块、楼层显示器等提供DC24V的线路；网络线指系统中火灾

4、报警集中主机、从机、楼层显示器之间的通讯总线。相对于电源总线，回路总线和网络总线压降问题比拟少。以 回路总线为例：由于各个报警设备生产厂对这个问题都很重 视，对于回路最大负荷、回路线的长度、线径都提出了明确 要求。所以，只要满足厂家的布线要求就行了。线路压降问题影响比拟大的一般出现在电源总线中，这主要 是由于电磁阀类联动设备动作电流大造成的。防火卷帘门、风机、水泵等都是通过中间继电器来控制的。 选用继电器的阻值一般都在500欧姆以上，动作电流已经比 回路总线中编址单元的工作电流大多了，可这不是产生压降 问题的主要原因。排烟阀、风口、气体灭火启动钢瓶等电磁 阀类联动设备才是真正的“用电大户”。电

5、磁阀的阻值一般 为36欧姆，动作电流约为0.65安培。这样大的动作电流就 足以使线路内阻形成很大的压降。下面举几个工程实例来说明线路压降在工程中带来的不良影 响。淮南XXXX工程，每层有2个排烟口，2个送风口，2个声光 报警器，1个强电切换，在火灾确认后需要翻开本层上下各 一层的风口，至少应联动12个风口。一个电磁阀阻值为36 欧姆，光12个风口并联在一起，电阻为3欧姆，该建筑楼 高30层，每层层高3米，即垂直高度90米，根据该消防工 程中采用的导线为2.5nim2截面的铜芯线，根据R=pL/s算 出本工程采用2.5min2截面的铜芯线，其90米长时，电阻为 0.714欧姆，由欧姆定律U设备=

6、24/ (3+0. 714)*3=19. 3V,而设备的启动电压为20V,这在没有计算强切及 声光报警用电的情况下，设备已无法启动。淮南XXXX工程，消火栓系统采用干式系统，每个管道有一 大电磁阀控制水流走向，假设在控制器自动状态时，有不同层 消火栓同时报警，那么不同层电磁阀同时动作，由于电流太 大，连一个电磁阀也无法启动，情况同上，由于线路压降所 至。了解了线路压降带来的不良影响，那么怎样才能有效地防止 发生类似的问题呢？本人从现场总结出以下几点体会。1)对所控制设备实行分时控制分时控制可以减少同一时间内所需要控制的设备数量，电磁 阀等大电流设备只需脉冲信号，不需持续电源供电，这样同 一时间

7、内外控设备数量减少了，并联在电源总线上的负载就 增大了，就可以减低线路内阻的影响，即使对声光报警器等 需持续电源的设备分时启动也有效果，因设备的启动电流较 大，启动后电流较小，也可缓解同一时间电流过大的问题。 分时控制有两种实现方法。一是软件编程，利用火灾报警器 本身的延时输出功能；二是硬件搭接，将同类外控设备通过 其连锁控制端子串联起来，逐个驱动外控设备。在前面的工程事例中，我们可以采取这样的方法减少线路压 降，如每隔5秒驱动一个风阀；将所有送风口串联，只用一 个控制模块控制，这样在前一个送风口关闭之后，后面的送 风口才动作。报警器在同时驱动的设备就大大减少了。如果所有的外控设备都可以通过软

8、件编程的方法实现分时控 制，那自然就不需要硬件搭接了，如我公司生产的依爱牌设 备，延时功能很完善，在实际工程中，用此功能，基本能满 足5万平米工程的需要，如合肥绿都商厦、天津津联大厦 等。但有的厂家控制器延时功能不太完善。延时控制影响控 制器的运行速度。因此，硬件搭接也是我们要考虑的因素。 2）多设几路DC24V电源总线的干线在工程设计中就应该考虑到，多敷设几路干线，可以减少线 路中控制模块的数量，从而减少接点电阻；并且可以防止一 条电源总线绕来绕去，对减少线路长度有很大帮助。有相当 一局部人员认为，在设备无法启动或设备无法正常工作时， 由于电源功率不够引起，其实并非如此，大局部是由于线路 压

9、降引起的，在这种情况下，采取上述方法，效果较佳。如 青岛温哥华花园工程，使用了 186个可燃气体探测器，结果 探测器不能正常工作，实际我公司的外控电源输出电流是 10A,完全满足负荷，只是由于线路压降引起，只有采取多 设几路电源线才能解决。后来采取多路布线后系统一切正 常。3)加大线径在设计中，有些设计人员比拟容易忽视24V直流电源的供电 线路的线径，与用电设备的选型匹配问题一一尤其值得注意 的是各类电控风阀的控制线路的线径大小。一些设计人员未 注意该线路的线径大小，也没有考虑该线路上设备有多少， 它们的瞬时动作电流有多大。而往往火灾发生时，一系列联 动设备都应在相应的时间内翻开或关闭。如果电

10、源不能跟 上，这些设备的动作继电器无法正常工作，不但不能联动有 关灭火控制设备，而且会损坏设备，这个问题在联动设备较 多的地下室尤为突出。下面，我们以一个最简单的例子算一下在标准层我们该选用 多粗的电源线。比方在每个标准层有一个排烟风口，一个正 压风口，在火灾确认后需要翻开本层上下各一层的风口，至 少应联动6个风口。这些风口的标称动作电流多在0.52安 培不等，在实测时动作电流大多在1安培左右，故我们以保 险起见，取1安培这个值，而风阀启动电压不能低于20V, 由 R 线工(U-U 阀)/I 启动二(24-20) / (6 * 1 ) =0.67,得 出竖井中在标准层局部的直流电源的导线的电阻

11、不应大于 0. 67O假设楼高30层，每层层高3米，即垂直高度90米，那么根 据我们消防中采用的导线为铜芯线，有R二PL/s可以得知假设 采用2. 5mm2截面的铜芯线，其90米长时，电阻为0.714； 采用4mm2截面的铜芯线，电阻为0. 464。故我们采用4mm2 以上的铜芯线。由此可见，平时我们只是估算是不准确的。 地下室的联动设备更多，我们应经过更详细的计算后，才能 确定电源线的线径。4）接线端焊接这样可以减少导线内阻和接点电阻。5）现场放置DC24V电源箱这是用来弥补工程的先天缺乏之处，属无奈之举。但是要注 意两点，一是现场供电AC220v必须是消防专用电源，二是 在消防控制中心内可

12、以实现翻开、关闭电源。火灾报警设备从设备厂家出来，只是完成了第一步。就是质 量再好的设备，它在以后的运行状况也在很大程度上依赖于 安装质量。这要求我们在施工前要尽量考虑周全，施工中要 保证质量。象线路压降这样的问题，如果我们在设计、施 工、调试等各个环节都能考虑到，应该是可以防止的。另外，现在不少厂家的模块是需要供电的，有些是取主机的 电源供电，有些是另外配电源供应箱。我个人认为应把外部 设备的电源与模块的电源分开，这样比拟能保证模块的正常 工作。由于先进设备的数字化程度较高其对电源的要求也 高，要求电源的杂波小，以减少外部电源对系统的干扰。尤 其是第三代数字系统，如模块与外设用同一路电源供电

13、，在 联动时，大电流瞬时低压对系统与设备影响极大。6）施工施工时，也应文明施工，尽量保证线路安装完好、可靠。首 先，预埋时，要用锁母做好管路与接线盒之间的连接并用护 口保护，线盒等裸露局部应做好封堵；在穿线时，应将杂物 清出线管，以免把导线的绝缘层割断，甚至把导线芯也割 断，不知不觉中使得导线的截面又变小了。其次，应尽量减 少接口，这不但是防止不必要的可能产生的故障，而且也是 减小了接触电阻。如果线路过长或有中间线，要选用合适的 端子，保证接触良好。上述几种方法，各有利弊，在实际工程中，针对不同情况， 灵活应用各种降压方法，才能即方便施工，又起到一定的效 果。系统线路对地问题在系统编完程序时，

14、把相应的总线、24V线、联动线等接到 控制器上时，系统运行不稳定，报故障的部件回路或地址不 固定，这就是由于系统接地引起的，但用万用表测量，往往 很难测量出与地短路现象，主要由于在线路中加了总线隔离 器，以及管件有悬空现象导致，这就是下面我们要讨论的问 题。在系统调试时常遇到回路对地，结果比拟难查。那么能不能 尽量减少此类的麻烦呢？怎样防止这类事情发生呢？首先，在施工时，要施工单位正确地使用摇表来测试回路的 线间电阻，金属预埋管之间要接触良好，只有在它们完全共 地的情况下，摇表测出来的数据才是正确可靠的。施工时穿 线要整条穿，只有在安装时才将它截开，线头要注意不能碰 到墙、螺丝或接地体上。其次，设备安装上去后，再做一次测试。方法是：在回路线 的一端接上24V (UA)直流电源，另一端断开，再测试