引言
目前火災自動報警及聯動控制系統在各場所中的應該用越來越廣泛,由于微電子技術及計算機網絡技術在火災自動報警系統中的應用,使得系統對雷電過電壓、電力系統操作過電壓。電磁輻射、靜電放電等電磁干擾非常敏感,如果防護措施不利,就可能受上述因素影響損壞。其中,雷擊可能導致其數據信號發生錯亂,也可能導致芯片的直接損壞,破壞系統設備;另外,雷擊產生的過電壓可使系統中的某些部件緩慢劣化而縮短其使用壽命,這種損傷會使系統產生難以捉摸的軟故障或失效,這將直接導致系統不能有效地早期探測火情和及時滅火。
據氣象部門統計,無錫年平均雷暴日達41.1天,屬高雷區。自2006年以來,雷暴季節期間新區企業的火災自動報警及聯動控制系統遭雷擊損壞的時間呈上升趨勢,此類問題引起了企業和防雷管理部門的高度重視,針對各企業中火災的自動報警及聯動控制系統的防雷現狀提出有效對策迫在眉睫。
1、 無錫市新區企業中火災自動報警及聯動控制系統的防雷現狀
從2006年以來對無錫新區企業中火災自動報警及聯動控制系統的防雷檢查、檢測情況來看,主要情況如下:1、所在建筑物無直擊雷防護措施,不符合GB50057-94的要求;2、系統的接地方式、線徑或接地電阻值不符合要求;3、絕大部分系統在電源和信號部分未采取防雷電電磁脈沖措施;4、所裝SPD選型或安裝不正確,從而沒有起到保護作用。
2、 解決方案
2.1火災報警控制器的組成
火災自動報警系統一般由觸發器件、火災報警裝置等組成。它能夠在火災初期將燃燒產生的煙霧、熱量和光輻射等物理量,通過感溫、感煙和感光火災探測器變成電信號傳輸到火災報警控制器,使其在顯示出火災發生部位、火災發生時間的同時,自動或手動發出指令啟動與其相聯動的諸如自動噴水滅火系統、室內消火栓系統、防排煙系統、通風系統、空調系統、防火門、防火卷簾、擋煙垂壁燈相關的設備,最大限度地減少因火災造成的財產損失和人員傷亡。
火災自動報警系統又分為區域火災報警系統和集中報警系統。由區域火災報警控制器和火災探測器等組成,或由火災的控制器和火災探測器等組成、功能簡單的火災自動報警系統稱為區域報警控制器、區域火災報警控制器和火災探測器等組成,或由火災報警控制器。區域顯示器和火災探測器組成,功能較復雜的火災自動報警系統統稱為集中報警系統,其適用于較大范圍內多個區域的保護。
2.2解決方案
由于火災自動報警系統防雷點多面廣,為防止或減少其遭受雷擊損壞,應從系統的角度考慮,進行綜合防御,既要考慮外部防雷又要考慮內部防雷。
2.2.1直擊雷防護
根據GB50057-94的要求,在設有信息系統的建筑物需防雷電電磁脈沖的情況下,當該建筑物沒有裝設防雷裝置和不處于其他建筑物或物體的保護范圍內時,宜按第三類防雷建筑物采取防直擊雷的防雷措施。在需要考慮屏蔽的情況下,防直擊雷接閃器宜采用避雷網。
2.2.2防雷電波侵入
據相關電子系統雷擊事故的統計數據,80%以上的雷擊事故是與系統相連的供電線路上感應的雷電過電壓造成的。故首先應做好防雷電波侵入措施,要求進入系統配電室的電力電纜應采用鎧裝電纜埋地敷設,低壓架空線應改換一段鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直埋地引入,其埋地長度不應小于15m。電纜屏蔽層兩端應有良好接地,非屏蔽電纜應穿鍍鋅鋼管,鋼管兩端良好接地,配電室至各樓層的配電箱的供電線路,均應采用屏蔽電纜敷設并有良好接地。
2.2.3屏蔽、接地及等電位連接
被防護系統設備所在建筑物的金屬構件和進出建筑物的金屬管道、供電線路及外露可導電部位,均宜采用16mm2以上的聚氯乙烯線與建筑物的防雷接地做等電位連接。
消防系統總線、控制線一般都采用ZRVS雙絞線,雙絞線屏蔽較差,因此易受雷擊干擾,按規范要求,此類線路都應穿金屬管敷設或采用線槽敷設,金屬管或線槽都應保證全線電氣上的連通(即接口處必須做好跨接地線),并且金屬管或線槽兩端應良好接地,金屬管、線槽在敷設時應盡可能避免緊靠建筑物的立柱或槽梁。
火災自動報警系統接地裝置的接地電阻值,當采用專用接地裝置時,接地電阻值不應大于4Ω;當采用共用接地裝置時,接地電阻值應不大于1Ω。
2.2.4電源部分的防護
根據GB50057-94中有關防雷分區的要求,將供電系統分為三級保護。相應變壓器的總配電柜處安裝第一級浪涌保護器;在建筑物內主配電柜安裝第二級浪涌保護器,進一步降低殘壓,使其低于被保護設備的耐壓水平。在消防中控室主機及UPS等前端進線處安裝第三級浪涌保護器,對終端設備進行精細保護。電源浪涌保護器選型參考如下表:
表1
級別 | 產品參數選擇 | |||
持續運行工作電壓Uc | 標稱通流容量In | 最大通流容量Imax | 電壓保護水平Up | |
第一級 | 440V | 40KA | 80KA | <4kv |
第二級 | 440v | 20KA | 40KA0 | <2kv |
第三級 | 275V | 10KA | 20KA | <1.5kv |
2.2.5信號部分的防護
就可導致火災自動報警控制系統雷電侵入的途徑,進行雷擊過電壓防護,主要需要防護的線路接口有:
遠程網絡通信總線:應用網絡技術,將某一區域或行業的不同位置的火災自動報警系統的組成網絡,集中監視管理,以電話線為傳輸介質。
報警總線:用于連接各類火災探測器及各類模塊等終端設備,二線制線。
多線輸出控制:用于控制重要消防設備,主要有防排煙風機、消防泵、噴淋泵,控制電壓DC24V
RS-485通信總線:用于火災報警控制器與樓層顯示器、報警子站之間的數據通信。
RS-232通信總線:用于火災報警控制器與CRT圖形顯示設備之間數據通信。
DC24V電源線:主要用于提供控制模塊及外部受控設備電源和供樓層顯示器供電。
實踐證明,為了防止報警總線、控制線上等遭受過電壓損害,在報警總線和控制線上安裝合適的浪涌保護器是保證系統正常運行的有效方法。選擇浪涌保護器時應綜合考慮線路工作電壓、傳輸速率等參數。
避雷器選型參考如表2:
表2
序 號 | 被保護接口 | 所選產品參數 | ||||
額定電壓Un | 額定電流Isn | 電壓保護水平Up | 最大放電電流Imax | 響應時間Ta | ||
2 | 遠程回路通信接口 | 170v | 5KA | ≤260v | 8KA | ≤10ns |
3 | 報警總線 | 30v | 5KA | ≤45v | 8KA | ≤10ns |
4 | 多線輸出控制24v | 30v | 5KA | ≤45v | 8KA | ≤10ns |
5 | RS-485 | 12v | 5KA | ≤24v | 8KA | ≤10ns |
6 |