火灾自动报警系统的设计、应用和选型过程中的问题

一、概述

在火灾自动报警系统的设计、应用和选型过程中，大多数人都注重火灾探测器的外观、灵敏度、稳定性和智能性，同时也非常注重主机的性能、接口和功能...但在实际工程建设中，有一些看似简单却值得密切关注的问题，需要我们加以改进。 这些都是下面要分析讨论的线路相关问题。

2.总线型火灾报警控制系统线路压降问题

在基于总线的火灾报警控制系统调试过程中，您是否遇到过这样的问题：火灾报警控制器已经发出控制指令，控制模块也动作了，但是一些外部控制设备如排烟阀、送风装置等通风口无法运行。 我们现场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发出控制命令之前，电压没有变化。 然而，控制命令一发出，电压就下降了几伏。 这是什么原因呢？ 这就是要讨论的线路压降问题。

火灾自动报警电路和消防联动控制电路均存在线路电压下降问题。 这在小型系统中一般不会体现出来，但在建筑面积大、线路长的项目中，这个问题就显得更加突出。 而这一点往往被建筑工人所忽视。 直到问题暴露出来，他们才尝试寻找各种补救措施。 这不仅费时费力，而且处理起来也很难彻底。

线路电压下降问题主要由以下两个原因造成。

1）导线内阻

电线本身有电阻。 电阻值与线路长度成正比，与导体截面积成反比。 另外，一些厂家生产的电线质量较差，无形中增加了电阻。

2）接触电阻

总线上连接有烟雾传感器、温度传感器、输入模块、输入输出模块、短路隔离器等各种寻址单元。 随着时间的推移，暴露在空气中的端子会产生氧化层，从而产生接触电阻。 访问的寻址单元的数量越多，接触电阻就越大。

我们把导线的内阻和触点的电阻称为线路的内阻。 正是线路内阻的存在，导致电路中工作负载两端电压降。 根据欧姆定律，电压降值与线路内阻与工作负载电阻之比成正比。 因此，要降低线路压降，就必须想办法降低线路内阻与工作负载电阻之比。

基于总线的火灾报警控制系统一般有三种类型的总线，回路总线、电源总线和网络总线。 回路总线是指火灾报警控制器与各寻址单元之间的连接； 电源总线是指火灾报警控制器提供的DC24V线或给控制模块、楼层显示等供电； 网络线路是指系统中的火灾报警集中主机和从机。 机器和地面显示器之间的通信总线。

与电源母线相比，环路母线和网络母线的压降问题较少。 以环路总线为例：由于各报警设备厂家都非常重视这个问题，所以对环路的最大负载、环路线路的长度和直径都提出了明确的要求。 所以，只要满足厂家的接线要求即可。

影响较大的线路压降问题一般发生在电源母线上，这主要是由于电磁阀联动设备工作电流较大造成的。

防火卷帘门、风机、水泵等均通过中间继电器进行控制。 所选继电器的阻值一般在500欧姆以上，工作电流已经远大于环路总线中寻址单元的工作电流，但这并不是造成压降问题的主要原因。 排烟阀、风口、气体灭火启动瓶等电磁阀式联动设备才是真正的“用电大户”。 电磁阀的电阻一般为36欧姆，工作电流约为0.65安培。 如此大的工作电流足以引起线路内阻产生很大的电压降。

下面举几个工程实例来说明工程中线路压降的不利影响。

淮南XXXX项目，每层设有2个排烟口、2个送风口、2个声光报警器、1个强电开关。 确认起火后，需要打开该层上下两层的通风口，且至少12A通风口。 电磁阀的电阻为36欧姆，12个出风口并联，电阻为3欧姆。 该建筑高30层，每层高3米，即垂直高度90米。 根据消防工程中使用的电线是截面为2.5mm2的铜芯电线。 根据R=ρL/s计算，本工程采用截面为2.5mm2的铜芯线。 当它长90米时，电阻为0.714欧姆。 根据欧姆定律U设备=24/(3+0.714)*3=19.3V，设备启动电压为20V。 未计算强切及声光报警的耗电量，设备无法启动。

淮南XXXX项目消火栓系统采用干式系统。 每根管道都有一个大型电磁阀来控制水的流量。 当控制器处于自动状态时，如果不同楼层有同时报警的消火栓，则不同楼层的电磁阀会同时动作。 由于电流太大，由于管路中的压降，甚至单个电磁阀都无法启动，与上述情况相同。

既然我们了解了线路电压下降带来的不利影响，那么如何才能有效防止类似问题的发生呢？

我从现场总结了以下经验。

1）对受控设备实行分时控制

分时控制可以减少需要同时控制的设备数量。 电磁阀等大电流设备只需要脉冲信号，不需要持续供电。 这样，减少了内部和外部同时控制设备的数量，减少了电源总线上并联的负载。 如果增大，可以减少线路内阻的影响。 即使对于需要持续供电的声光报警等设备的分时启动也同样有效。 由于设备启动电流较大，启动后电流较小，同时也可以缓解该问题。 电流过大的问题。 有两种方法可以实现分时控制。 首先是软件编程，利用火灾报警器本身的延时输出功能； 二是硬件重叠，通过互锁控制端子将同类的外部控制设备串联起来，逐一驱动外部控制设备。

在前面的工程实例中，我们可以采用这样的方法来降低管路压降，比如每5秒驱动一个风门； 将所有送风口串联起来，仅用一个控制模块来控制，使得前一个送风口关闭后，后面的送风口动作。 报警器可同时驱动的设备数量大大减少。

如果所有外部控制设备都可以通过软件编程实现分时控制，那么自然就不需要硬件重叠了。 例如我公司生产的Yaiai品牌设备就具有完善的延时功能。 在实际项目中，使用该功能基本可以满足5万平米项目的需求，如合肥路都商厦、天津金联大厦等，但部分厂家控制器的延时功能并不完善。 延时控制影响控制器的运行速度。 因此，硬件重叠也是我们需要考虑的因素。

2）多设置几条DC24V电源总线干线

在工程设计中，应考虑铺设更多的干线，可以减少线路中控制模块的数量，从而减少接触电阻； 它还可以避免电源总线绕来绕去，这对于减少线路长度很有帮助。

相当一部分人认为，当设备无法启动或设备无法正常工作时，是由于电量不足造成的。 事实上，情况并非如此。 大部分是由线路电压降引起的。 在这种情况下，上述方法比较好。 。 例如，在青岛温哥华花园项目中，使用了186个可燃气体探测器。 结果，探测器无法正常工作。 事实上，我公司的外控电源输出电流为10A，完全可以满足负载。 这只是线路电压下降造成的，所以我们不得不采取更多的设置。 这个问题只能通过电源线布线来解决。 后来采用多路接线后，系统恢复正常。

3）增大线径

在设计中，一些设计者往往会忽略24V直流供电线的线径以及电气设备的选择和匹配——特别值得注意的是各类电控风阀的控制线的线径。 有些设计者不关注线路的线径，也不考虑线路上有多少个设备以及它们的瞬时工作电流是多少。 往往发生火灾时，一系列联动设备应在相应的时间内打开或关闭。 如果电源跟不上，这些设备的动作继电器将无法正常工作。 他们不仅无法联动相关的灭火控制设备，还会损坏设备。 这个问题在联动设备较多的地下室尤为突出。

下面，我们用最简单的例子来计算一下标准层的电源线应该有多粗。 例如，每个标准楼层均设有排烟口和正压口。 确认起火后，需要打开该层上下两层的通风口。 至少应连接 6 个通风口。 这些出风口的标称工作电流大多在 0.5 至 2 安培之间。 实际测量时，工作电流大多在1安培左右。 因此，为了安全起见，我们取1安培的值，并且风阀的启动电压不能低于20V。 R线=（UU阀）/I开始=（24-20）/（6*1）=0.67，得出轴标准层部分直流电源线的电阻不应大于0.67。

假设该建筑高30层，每层高3米，即垂直高度为90米。 那么根据我们消防使用的电线，我们使用的是铜芯电线。 R=ρL/s可知，如果采用截面为2.5mm2的铜芯线，当其长度为90米时，电阻为0.714； 使用截面为4mm2的铜芯线，电阻为0.464。 因此，我们采用4平方毫米以上的铜芯线。 可见我们平时的估计是不准确的。 地下室联动装置较多，应经过更详细的计算后确定电源线的直径。

4）端子焊接

这样可以降低导线的内阻和触点的电阻。

5）现场放置DC24V电源箱

这是弥补项目先天缺陷的无奈之举。 不过，有两点需要注意。 一、现场电源AC220V必须是消防专用电源。 其次，可以在消防控制中心打开和关闭电源。

当火灾报警设备从设备制造商出来时，仅仅完成了第一步。 无论设备的质量有多好，其未来的运行很大程度上取决于安装的质量。 这就要求我们在施工前尽可能考虑周全，并在施工过程中确保质量。 如果我们在设计、施工、调试等各个环节都能考虑到线路压降等问题，是可以避免的。

另外，现在很多厂家的模块都需要电源。 有的由主机电源供电，有的则配备额外的电源盒。 我个人认为外部设备的供电应该与模块的供电分开，这样才能保证模块的正常工作。 由于先进设备数字化程度高，对电源也有很高的要求，要求电源杂波小，以减少外部电源对系统的干扰。 特别是在第三代数字系统中，如果模块和外设采用同一电源供电，联动时大电流和瞬时低电压会对系统和设备产生很大影响。

6) 施工

施工时还应文明施工，确保线路安装完好可靠。 首先，预埋时，应使用锁紧螺母连接管道和接线盒，并用护口器保护。 线盒等外露部分应密封； 穿线时，应清除线管外的杂物，避免割断电线的绝缘层，甚至剪断线芯，不知不觉中使电线的横截面变小。 其次，接口应尽量减少，这样不仅可以避免不必要的可能故障，而且可以降低接触电阻。 如果线路太长或有中间线路，请使用合适的端子以确保接触良好。

上述每种方法都有优点和缺点。 在实际工程中，只有根据不同情况灵活运用各种降压方法，才能方便施工并取得一定的效果。

3.系统线对地问题

系统编程后，将相应的总线、24V线、联动线等连接到控制器后，系统运行不稳定，报故障的部件电路或地址不固定。 这是由于系统接地引起的，但用户用万用表测量时，往往很难检测到对地短路。 这主要是由于线路中增加了母线隔离器以及管件的浮动现象造成的。 这就是我们下面要讨论的问题。

在调试系统时，我们经常会遇到接地环路，并且结果很难检查。 那么我们能不能尽量减少这样的麻烦呢？ 如何避免此类事情的发生呢？

首先，施工时，施工单位必须正确使用兆欧表测试电路的线间电阻。 金属预埋管必须接触良好。 只有完全接地，兆欧表测量的数据才会正确、可靠。 施工时应将整根电线穿入，仅在安装时剪断。 电线末端应小心，不要接触墙壁、螺钉或接地体。

其次，设备安装完毕后，再做一次测试。 方法是：将24V（UA）直流电源接到环路线路的一端，断开另一端，然后测试环路某处的电压UB。 如果UB明显小于UA，则说明线路有接地，环路可分为两段。 ，先测试一段，判断该段是否发生接地。 重复这个过程，逐渐缩小范围，确定正确的位置，并排除故障。

4.系统中不同总线之间的短路问题

当系统编程时，有时会发现同一个电路中有多个器件。 这种情况一般是不同电路总线短路造成的，但无法用万用表欧姆档测量。 这主要是线路中的隔离器造成的。

当输出正极短路时，在控制室内无法测量。 即使正极对地短路也无法测量。 只能现场测量。 上面已经介绍了该方法，这里不再赘述。

五、结论

相信随着时间的推移，越来越多的施工单位会认识到线路的重要性，大大减少工程的线路问题，从而保证系统正常、稳定、有效的运行，实现安全工程。 。

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