电气防火监控系统

浅谈消防设备电源监控系统 安科瑞鲍静君

摘要：根据GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》中对消防设备电源的要求，介绍了设置消防设备电源监控系统的必要性，并对消防电源监控系统作了详细的介绍。指出消防设备电源监控系统是从灭火为主转换为预防为主指定的新措施，作为一种预报警系统，可提前对消防设备电源故障进行报警，实时监控消防设备电源的运行状态，以保证消防设备处于完好的运行状态。

关键词：消防设备；电源监控系统；监控传感器；运行状态

0 引言

    火灾自动报警和自动灭火系统已成为建筑物的重要组成部分。一直以来，消防设备供电电源系统运行和维护由物业管理公司的设备维护人员管理，其是否正常很大程度取决于维护管理机制及维护人员的责任心，无法保证消防设备供电电源正常工作和消防设备有效运行。近年来，由设备电源故障而导致在发生火灾事故时消防设备不能正常运行，致使火灾蔓延酿成重大人员伤亡及财产损失的事件屡有发生。特别是在供电紧张、电力设备长期处于环境不佳的状态下，消防设备电源故障的问题显得尤为突出。

    为了实现对消防设备电源的实时管理，消除人工维护出现的疏忽等问题，需加强消防控制室管理及对其中最重要的消防设备供电电源通过技术措施实时监测管理。GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》对消防控制室做出明确额强制性规定，消防控制室应能显示系统内各消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息。通过设置消防设备电源监控系统，实现对消防设备供电电源实时监测管理，确保建筑消防设备运行状态完好，提高建筑消防安全管理水平，及时排除消防设备电源故障，达到预防和减少建筑内火灾危害。

    GB28184-2011《消防电源监控系统》规定，消防电源监控系统用于监控消防设备电源的工作状态，在电源发生过压、欠压、过流、缺相等故障时能发出警报，并强制规定了消防电源监控系统的基本功能、试验和检验规则等内容。

1 消防设备电源监控系统概述

    消防设备电源监控系统能准确地监控消防设备电源的故障和异常状态，全方位监测电压、电流、断路器发生过压、欠压、过流、缺相等故障，避免火灾发生时消防设备不能正常使用而导致产生火灾不能被有效地控制和蔓延的现象，确保火灾发生时消防设备有效运行。

    消防电源监控系统具有可靠性、实时性特点，并具有数字化、智能化、网络化、自动化和实时监控的功能，实时监控设备电源的状况并集中显示，解决消防设备由于电源故障而发生的无法正常运行的问题，最大限度地保障消防联动系统的可靠性。

    AFPM100消防设备电源监控系统如图1所示。

图1  AFPM100消防设备电源监控系统

    AFPM100消防设备电源监控系统由监控后台、监控器、电压传感器、电流传感器和传输缆线等组成。其中监控后台最多可管理10台监控器，每台监控器可监控128监控模块；每一个监控模块的电源由监控器直接供电，系统主机与监控器采用RS485通讯时距离为1000米，超过1000米采用光纤通讯。

    消防设备电源监控系统如图2所示。

图2 消防设备电源监控系统

2 AFPM100监控器

    监控主机采用集中式、模块化设计，对所监测的消防设备电源的运行信息、故障信息、位置信息等参数进行跟踪采集、存储、分析，方便用户进行管理和监控；通过液晶显示界面，将消防设备电源的数据汇总显示，具有管理、查看、报警、打印等多项功能。监控器的回路数可配接128个监控模块。

3 AFPM-ZJQ消防设备电源监控中继器

    AFPM-ZJQ消防设备电源监控中继器（以下简称中继器）适用于监控器（主机）和现场传感器（监控模块）通讯距离较远的系统。中继器不但可以增加系统的通讯距离，而且可以为连接的现场传感器（监控模块）供电，解决由于距离远而产生的通讯信号和电源输出的衰减。中继器通过通讯总线将连接的现场模块及中继器的电源信息传送到监控器（主机）。

 

4 消防设备电源监控传感器

4.1传感器选型

表1 传感器选型一览表

4.2传感器介绍

4.2.1 单相电源监控模块

图3 单相电源监控模块

功能

    ●实时监测一路单相交流电压/电流、一路直流电压/电流、或两路单相交流电压；

    ●具有过压、欠压、过流（具有电流检测产品）报警；

    ●提供一路或两路（监控两路单相交流电压产品）开关量输入功能，可监测开关状态；

    ●提供一路继电器输出，可连接报警控制回路；

    ●具有事件存储功能，报警器能够记录报警发生的时间、类型、参数，根据报警记录可以分析现场情况，为消除故障提供依据；

    ●采用现场总线通讯技术，上位机管理软件可以时刻监控现场的运行情况，及时发现报警信息。通过RS485接口，标准MODBUS协议可以与各种标准系统相连；

    ●集成度高，网络化，智能化程度高，动作特性合理。

4.2.2 三相电源监控模块

 

图4 三相电源监控模块

功能

    ●实时监测一路三相交流电压/电流、或两路三相电压；

    ●具有过压、欠压、缺相、错相、过流（具有电流检测产品）报警；

    ●提供一路或两路（监控两路三相交流电压产品）开关量输入功能，可监测开关状态；

    ●提供一路继电器输出，可连接报警控制回路；

    ●具有事件存储功能，报警器能够记录报警发生的时间、类型、参数，根据报警记录可以分析现场情况，为消除故障提供依据；

    ●采用现场总线通讯技术，上位机管理软件可以时刻监控现场的运行情况，及时发现报警信息。通过RS485接口，标准MODBUS协议可以与各种标准系统相连；

    ●集成度高，网络化，智能化程度高，动作特性合理。

4.2.3 开关量模块

图5 开关量模块

功能

    ●提供两路或六路开关量输入功能，可监测开关状态；

    ●提供一路或两路继电器输出，可连接报警控制回路；

    ●具有事件存储功能，报警器能够记录报警发生的时间、类型、参数，根据报警记录可以分析现场情况，为消除故障提供依据；

    ●采用现场总线通讯技术，上位机管理软件可以时刻监控现场的运行情况，及时发现报警信息。通过RS485接口，标准Modbus协议可以与各种标准系统相连；

    ●集成度高，网络化，智能化程度高，动作特性合理。

    双电源排风兼排烟风机消防设备电源监控系统图如6所示。

图6 排风兼排烟风机消防设备电源监控系统图

5 结语

    消防设备电源监控系统作为一种预报警产品，能对消防设备电源实时监控，可提前对消防设备电源故障进行报警，在建筑内发生火灾时保证消防设备处于正常运行状态；还可以解决物业管理公司对消防设备的维护强度，确保消防设施正常运作，提高火灾预防管理水平，及时排除消防设备电源故障，减少火灾危害，保护人身和财产安全，具有明显的社会效益和经济效益。

纵观消防设备电源监控系统设计简介  安科瑞鲍静君

摘要：依据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》等规范要求，通过对消防设备管理现状的分析，概述设置消防设备电源监控系统的必要性，介绍消防设备电源监控系统的功能要求、系统基本构成及监控模块的类型，提出系统方案的选择和设计方法。

关键词：火灾自动报警系统；消防设备电源监控系统；监控模块；电压传感器；电流传感器；电源工作状态；故障报警

0 引言

    现代建筑内设置的火灾自动报警系统及消防灭火系统功能日益完善，自动化程度越来越高，然而发生火灾后各类消防设备不能正常运行的案例频发，各地消防部门在日常防火检查中发现投入大量资金设置的消防设备形同虚设的情况比较常见。无数经验和教训都证明，消防设备能否发挥作用是火灾报警是否及时准确和初期火灾扑救是否成功的重要条件之一，而稳定可靠的消防设备电源则是消防设备正常工作的根本保障。所以2014年5月1日开始实施的GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》增加了消防设备电源监控系统的设置要求。本文着重就消防设备电源监控系统设置的必要性及设计方法作一讨论。

1 设置消防设备电源监控系统的必要性

    为了预防和减少火灾危害，现代建筑内设置了火灾自动报警系统、消防应急广播系统、自动喷淋系统、消火栓系统、防排烟系统、消防应急照明系统、消防电梯系统、防火门及卷帘系统、防火门监控系统、电气火灾监控系统等多个系统，这些消防系统对建筑消防安全起到了极其重要的作用。这些系统能否正常工作取决于消防设备电源的工作状态，如果没有可靠稳定的消防设备电源，即使安装最的消防系统，终端灭火设施再完善，一旦发生火警，整个消防系统也将无法正常运行，不能有效预警和灭火，其后果将是灾难性的。因此，消防设备电源是各类型消防系统的工作基础，可靠稳定的消防设备电源对消防系统有效发挥作用至关重要。

    消防设备电源的特点是使用概率很低，长期闲置待用，一旦使用必须发挥作用，应始终处于“临战”状态；为了确保消防设备电源可靠，对消防设备电源的管理及日常检查就显得尤为重要。但是由于消防设备电源的特殊性，人们对消防设备电源的日常检查往往因长期不使用而出现麻痹思想，依靠人为措施基本无法保证消防设备电源时刻处于完好状态，真正发生火情时，消防设备的供电可靠性无法得到有效保障。所以除加强管理外，很有必要采取技术措施尽早发现并解决问题。

    如何从技防手段上实现对消防设备供电电源的实时监测，一直受到公安消防部门的高度重视。在深刻吸取火灾事故教训之后，为了切实加强消防控制室管理，公安部消防局组织编制了国家标准GB 25506-2010《消防控制室通用技术要求》，并于2011年7月1日开始贯彻实施，其中作出了“消防电源监控器应能显示消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息”的强制性规定，与之相对应也就规定了消防控制室内应设置消防设备电源监控系统。该系统对于确保建筑消防设施运行状态完好，提高各单位消防安全管理水平和及时发现消防设备故障，预防和减少火灾危害具有非常重要的作用。国家标准GB 28184-2011《消防设备电源监控系统》于2012年8月1日实施，该标准强制规定了消防设备电源监控系统的基本功能、试验和检验规则等内容。2014年5月1日实施的GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》3.4.2条也增加了设置消防设备电源监控系统的相关规定。

2 消防设备电源监控系统的构成

    GB 28184-2011《消防设备电源监控系统》3.1条给出了消防设备电源的定义：“消防设备电源为各类消防设备供电的交流或直流电源，包括主电源和备用电源”；3.2条对消防设备电源监控系统提出来要求：“消防设备电源监控系统用于监控消防设备电源工作状态，在电源发生过压、欠压、过流、缺相等故障时能发出报警信号的监控系统。”

    消防设备电源监控系统是集工业计算机技术、通信、抗电磁干扰、数字传感技术于一体的智能化产品，系统由消防设备电源状态监控主机、监控模块、电压传感器、电流传感器、电压/电流传感器等部分或全部设备组成。采用高灵敏度多种信号传感器，对监测的消防设备电源进行24h实时自动巡检。监测。通过监测消防设备电源是否有中断供电、过压、欠压、过流、缺相等故障，并进行声光报警和记录。消防设备电源的工作状态，均在消防控制室内的消防设备电源状态监控主机上集中显示，故障报警后可及时进行处理，排除故障隐患，使消防设备电源始终处于正常状态，从而有效避免火灾发生时消防设备由于电源故障而无法正常工作的情况，最大限度地保障消防设备的可靠运行。

    根据国家标准GB 28184-2011《消防设备电源监控系统》要求，针对各类消防设备电源的特点，全国各地消防公司积极研发，成功研制出了多种类型的消防设备电源监控系统主机和监控模块。安科瑞应时代主流要求，开发了AFPM100消防设备电源监控系统，并取得了相当可观的业绩。

 

2.1系统基本结构

    系统基本结构一般是监控主机+监控模块两层结构，系统构架简洁。整个监控系统功能，每个监控模块有一个独立的地址编码，系统内部采用RS485网络通信，对外提供通信，以满足接入其他消防系统的要求。消防设备电源监控系统结构示意如图1所示。

图1  AFPM100消防设备电源监控系统结构示意图

2.2 消防设备电源监控模块分类

    消防设备电源监控模块根据监控对象不同，分为直流、交流、单相、三相、一路电源、两路电源等几种类型，见表1.

 表1 消防设备电源监控模块分类

    有的产品每个监控模块只能监控一路电源，有的产品一个监控模块可以同时监控两路电源，图2是多功能消防电源监控模块电路图，可监控两路交流电源电压、电流。

图2是多功能消防电源监控模块电路图

     消防设备电源监控模块在建筑电气施工图中设计应用示例见图3

图3 配电系统图（有消防设备电源监控模块）

2.3消防设备电源监控系统功能

2.3.1 故障报警

● 监控器与模块（电压/电流信号开入开出传感器）之间的连接线断路、短路；

● 监控器主电源欠压（≤80%主电源电压）或过压（≥110%主电源电压）；

● 监控器与其分体电源间连接线断路、短路；

● 当监控器出现以上故障时，能发出与监控报警信号有明显区别的声光故障报警信号；

● 故障报警响应时间：≤100s；

● 故障报警声信号：手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动；

● 故障报警光信号：黄色LED指示灯常亮；

● 故障期间，非故障回路的正常工作不受影响

2.3.2 消防设备电源故障报警

● 被监控设备电源回路开关状态；

● 被监控设备电源的工作状态（电压、电流及开关状态信息）；

● 报警响应时间：≤30s；

● 报警声信号：可手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动；

● 报警光信号：红色LED指示灯常亮。

2.3.3 控制输出

● 对个别或全部被监控设备的报警继电器进行远程遥控操作；

● 监控器控制输出：常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A。

2.3.4 报警记录

● 记录999条相关故障报警信息；

● 报警类型：故障类型、发生时间、故障描述；

● 报警事件查询；

● 报警记录打印。

2.3.5监控主机功能

● 主电源为AC 220V, 50Hz；

● 采用蓄电池作为备用电源，主电对备电充电24h的容量满足整个系统工作超时8h；

● 监控模块工作电源必须由监控主机供电，不能直接取市电，监控主机为连接的所有监控模块供电DC 24V

●对外通信采用RS485接口。

3 监控系统主机及监控模块的安装位置

3.1监控系统主机的安装位置

    小型系统主机壁挂式安装，应设置在消防控制室内，未设置消防控制室的小型建筑，监控系统应设置在有人值班的场所。大型系统可采用台式或柜式，监控系统主机及图形显示装置应设置在消防控制室内。

3.2监控模块的安装位置

    监控模块安装在被监控消防设备供电电源附近的专用箱内，也可以安装在被监控消防设备供电电源箱内；监控模块应设置在末端，系统的电压传感器和电流传感器的设置应保证整个消防系统的供电电源工作状态均能在监控模块或消防控制室内实时显示。

4 消防设备电源监控系统的形式选择和设计要求

    消防设备电源监控系统作为一个相对独立的监控系统，其系统构架与火灾自动报警系统相似。小型建筑可采用监控主机系统，如图4所示；

图4 中小型监控系统网络拓扑结构图

    大型建筑或建筑群可采用集中监控主机加多个区域监控主机系统，如图5所示。

图5 大型监控系统网络拓扑结构图

    主机至监控模块间传输距离大于产品要求是，需加中继器占用1个监控模块地址，中继器AC 220V电源由现场消防电源或消防监控室监控主机提供，每个中继器可带32个监控模块。监控主机电源为AC 220V，备用电源可自带，也可现场提供。设计中应注意监控模块工作电源必须由监控主机或中继器供电，不能直接取市电，监控主机或中继器为连接的所有监控模块供电（DC 24V）。

5 结束语

  《火灾自动报警系统设计规范》和《消防设备电源监控系统》等规范标准为设计单位进行消防设备电源监控系统的设计提供了技术规范依据。

    消防设备能否正常工作取决于消防设备供电电源的工作状态是否稳定良好运行。为了保证建筑物内的消防电源在任何时候任何情况下不断电，切实消除消防安全隐患、保障消防安全，设置消防设备电源监控系统是必要的。设置消防设备电源监控系统能对整个建筑消防安全实施科学管理，让消防设备做到真正意义上的“预防为主、防消结合”。

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