ELE0304_消防联动关闭工业空调

最近无意间接触到消防I/O模块实物,才意识到:这玩意虽其貌不扬,但设计构思却相当缜密,主要具有断线检测功能。
1、规范

规范GB 51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》第5.2.3条:

5.2.3 机械排烟系统中的常闭排烟阀或排烟口应具有火灾自动报警系统自动开启、消防控制室手动开启和现场手动开启功能,其开启信号应与排烟风机联动。当火灾确认后,火灾自动报警系统应在15s内联动开启相应防烟分区的全部排烟阀、排烟口、排烟风机和补风设施,并应在30s内自动关闭与排烟无关的通风、空调系统。

规范YB/T 4125-2005《冶金企业火灾自动报警系统设计》第6.4.3.2条:

6.4.3.2 对无人值班电气室内的空调机,在火灾时应能控制其停止运行。

规范GB 50055-2011《通用用电设备配电设计规范》第2.5.1条:

2.5.1 电动机的控制回路应装设隔离电器和短路保护电器,但由电动机主回路供电且符合下列条件之一时,可不另装设:
1 主回路短路保护器件能有效保护控制回路的线路时。
2 控制器回路接线简单、线路很短且有可靠的机械防护时。
3 控制回路断电会造成严重后果时。

规范GB 55036-2022《消防设施通用规范》第12.0.12条:

12.0.12 联动控制模块严禁设置在配电柜(箱)内。
2、标准原理图

参照防排烟规范、冶金企业火灾自动报警系统设计的定义,火灾时候需要关闭配电室的无关通风、空调系统。[⚠️第一次修订]
目前配电室内主要使用的是AC380V的工业空调,工业空调的控制接触器等元件安装在其内部,所以消防联动主要是分励脱扣其配电断路器。图集中的火灾切非消防电源原理图如下[1],这是一种常见的做法:

图1-火灾切非消防电源原理图

本原理图的几个特点:

(1) 没有设置断路器或熔断器保护控制回路,不合乎正常情况,但根据通用用电设备配电规范,可以认为“控制回路接线简单、线路很短且有可靠的机械防护”,从而不需要设置。如果在控制回路中增加开关,会引来其他问题——按规范所说就是“控制回路断电会造成严重后果”,若Q1主开关闭合、控制开关分断时,空调仍然能够正常使用,但是由于控制回路没有电源,消防联动无法跳闸Q1主开关。

(2) 是否可以将Q1主开关的分励脱扣线圈电压设置为DC24V,直接由消防I/O模块驱动?施耐德iC65N微断MX分励脱扣线圈在DC24V情况下吸合功率为135VA、电流5.6A[2],而更让人惊讶的是海湾消防I/O模块无源输出触点容量为DC24V/2A。施耐德官方解释是:MX控制电压DC12V和DC24V为同一产品,根据P=U2/R,对于同一MX,当R不变时,电压从12V提高到24V后,功率提高4倍[3]

虽然施耐德CVS塑壳断路器MX分励脱扣线圈在DC24V情况下吸合功率为10VA[4],但常熟CM3塑壳断路器大约为50W[5]。为了统一原理图,不受品牌干扰,采用中间继电器转换信号,是一种可行的方法。(虽然增加了控制原理的复杂性)

另一方面,MX线圈的正常工作电压范围70%~110%的额定电压之间,即低于额定电压的70%线圈可能无法有效吸合[4,5]。若电缆按照1.5mm计算,50W的线圈在130m情况下压降就会达到30%,直接驱动受到电源供电距离的限制。

普通中间继电器吸合功率不清楚,但是运行功耗一般在1VA左右。

(3) 中间继电器的常开触点不应该设置在分励脱扣线圈与N之间,应该设置在线圈与L3之间。断开任何AC220V设备的电源,应该切断其相线,而非N线,具体原因可参考GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》第9.2.23条文解释。

(4) 消防I/O模块具有断线检测功能,默认是接入常开辅助触点信号,Q1主开关没必要采用常闭辅助触点信号。

3、修正后的原理图

下图中色环电阻R为终端电阻,无论QF是否闭合,控制线F11、F13都构成回路,消防I/O模块往回路中注入微弱的电流进行断线自检用。为保证安全性,终端电阻严禁安装在消防I/O模块端子上,必须安装在线路末端。

参照消防设施通用规范,消防I/O模块不能安装在配电箱内。该模块可以明装或者暗装在配电箱附近,但是不建议安装在弱电模块箱内,因为模块上有一般有指示灯,直接显露在外面,方便日常巡查。

图2-消防联动关闭工业空调控制原理图
参考文献

[1] 核工业第二研究设计院.04X501火灾报警及消防控制[Z].北京:中国计划出版社, 2005: 56.

[2] Schneider Electric. Acti9产品目录2021 [Z], 2021: 163.

[3] 为何C65的电气附件MX 12Vdc及48Vdc的吸合功率比24Vdc的吸合功率低很多? [EB/OL]. https://www.schneider-electric.cn/zh/faqs/FA150164/

[4] Schneider Electric. EasyPact CVS塑壳断路器100A~630A产品目录[Z], 2022: A-22.

[5] 常熟开关制造有限公司. 塑料外壳式断路器2019年版[Z], 2019: 91.



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