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[摘 要]南水北调中线干线工程运行管理中消防日常管理及应急管理虽日趋完善，但近几年来在工程红线范围内含闸站降压站、启闭机室内仍存在消防安全隐患，这不仅在一定程度上阻碍了日常运行管理，而且影响南水北调的工程形象；另外，设备以及渠道安全平稳运行也需要一个和谐、安全的环境，因此南水北调中线干线运行管理人员对消防安全也越来越重视。
[关键词]消防设备；应急电源
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0279-01
在南水北调建筑电气设计中，采用蓄电池为能源的应急电源装置（EPS）多用作应急照明系统供电，消防水泵、防烟及排烟风机以及民用建筑中的消防电梯等消防设备的应急电源通常采用供电部门提供的第二路电源或者自备应急电源，如柴油发电机组等。随着电源技术的发展，出现了以蓄电池为能源、通过逆变器提供应急交流电源的大功率消防设备应急电源（FEPS），其额定输出功率最高可达到400kVA，可为消防水泵、防烟及排烟风机等消防设备供电。
1主要部件性能要求
消防应急设备电源是消防联动控制系统的一个重要组成部分，为消防联动控制系统中其他组成部件提供电源输出，具有便于维护和管理、低噪音、污染小等优点，而且填补了普通应急电源装置对于动力型输出设备供电输出的空白，满足了消防行业企业的需求。国家质量监督检验检疫总局国家标准化管理委员会于2006年7月批准发布了GB16806-2006《消防联动控制系统》强制性国家标准，为消防设备应急电源产品的规范生产和产品认证提供了有力的依据。标准中主要对外观表面，指示灯，字母（符）-数字显示器，音响器件，熔断器，接线端子及保护接地，备用电源及蓄电池，开关和按键（钮），导线及线槽，元件升温，使用说明书，软件进行了详细的要求。部分企业对于指示灯标注和意义含糊不清，给真正使用的操作人员带来了极大误导。标准中明确指出消防设备应急电源的应急状态指示灯标注为应急，其指示灯颜色为红色；充电状态指示灯标注为充电，其指示灯颜色为红色；主电状态指示灯标注为主电，其指示灯颜色为绿色；故障状态指示灯标注为故障，其指示灯颜色为黄色。故障指示灯应区分不同故障类型标注为：a欠压故障、b充电器（输出）故障、c输出回路故障、d电池连接线故障。有很多产品是通过液晶显示屏来显示其信息的，那么则可以只有一个故障状态指示灯标注为故障，通过液晶显示屏来区分不同的故障类型。若产品不能通过显示屏直接显示故障信息，那故障指示灯应至少为4个来指示不同的故障类型。消防设备应急电源的音响器件用声压计在试样正前方1m处测量，其声压级应大于65dB，小于115dB。利用调压台将试样的主电工作电压调整到额定工作电压为85%，220V为187V，380V为323V时，试样仍能发出声音即可。对于额定电流值的判定，即为电源线路中的最大保险熔断器或空气开关，最大工作电流为试样满负载时，试样的输出电流。对于电池的两极，正极标识应为红色，负极标识应为黑色或者蓝色。消防设备应急电源大部分已经采用软件控制芯片的方式，这样对于软件的保护也是检验的重点。程序应贮存在不易丢失信息的存储器中，并且每个贮存文件的存储器上都应标注文件号码。在企业进行编程或输入数据时，应有本身的操作级别的限制，不论原状态如何，都不应引起程序的意外執行。不具备操作资格的人员在操作或恶意破坏时，软件应不受影响。
2 FEPS
2.1 FEPS的工作原理
FEPS是允许短时电源中断的应急电源装置。作为消防应急电源系统，当建筑物发生火灾时，为应急照明及其它重要的一级供电负荷提供集中供电。在正常情况时，由交流市电经过互投装置给重要负载供电，当交流市电断电后，互投装置将立即切换至逆变器由FEPS蓄电池供电，供电时间由蓄电池的容量决定，当市电电压恢复时，应急电源将恢复为市电供电。
2.2 FEPS的接地型式
低压系统接地型式主要有TN、TT和IT3种。在选择FEPS的接地型式时，首先需考虑选用的FEPS是否存在中性点。FEPS的逆变器通常采用三相桥式SPWM型逆变电路，而逆变器输出端并不存在中性点。因此，为了给FEPS提供中性点，通常在逆变器输出端设置隔离变压器。采用隔离变压器还可提升逆变器输出电压，解决零地电位差问题。IEC60364-5-56：2009《Low-voltage electrical installations—Part5-56：Selection and erection of electrical equipment — Safetyservices》第560.5.3条规定：为安全设施服务的供电系统，当采用自动切断电源作为防止电击的保护措施时，不宜在第一次故障时即切断电源。这一规定主要是为了提高为安全设施服务的供电系统的可靠性。在上述各系统中，TN、TT系统在第一次故障时即切断电源，供电可靠性较差。而IT系统发生接地故障时，故障电流没有直接返回电源的通路，不会引发电击事故，因此，可以只报警不切断电源。FEPS为消防电源供电，如果因接地故障而切断电源将导致严重的后果，因此，FEPS在应急运行状态时需采用IT接地型式，并采用绝缘监测装置监控IT系统的绝缘情况。此外，由于IT系统不宜引出中性线，需设置380/220V降压变压器为消防设备控制箱（柜）提供单相电源。
2.3 FEPS的应用前景
与柴油发电机和UPS电源相比，虽然FEPS要经常的充电、放电，浪费了很多资源，特别是在我国处于社会主义初级阶段，资源匮乏的阶段，FEPS的应用受到一些限制，但是其自身的优点以及我国智能化建筑的蓬勃发展为FEPS提供了更多的应用空间。在使用FEPS应急电源的过程中应注意以下问题：①除了选用FEPS电源外，还应有备用电源以解决蓄电池在日常维护时定期充电、放电或检修过程中突然停电时的消防应急供电问题。②选好放电负载，使蓄电池既能达到放电的目的，又不至于浪费电能。③严把FEPS的质量关，消除其自身遭受火灾的危险及降低其自身发生火灾的可能。④消防水泵、喷了泵、防排烟风机等设备，宜各自独立设置专用的FEPS应急电源柜供电，不易选用一台大容量FEPS应急电源集中供电。⑤消防水泵、消防电梯、防火卷帘等电感性负载的启动应选用各自的变频器，不应用一台变频器，防止启动顺序有变而影响设备的正常运行。⑥各并联的蓄电池组应分别设置独立的充电模块，任何一组蓄电池损坏都不会影响其它蓄电池的正常工作，保证了供电的可靠性。⑦应根据建筑的实际情况设计FEPS的供电方式及放电途径，尽可能地节约能源。这些都需要我们在今后的应用中加以改进和完善，以便更好地服务于消防救助。
4应急电源
DG/TJ08-2048—2008《建筑电气防火设计规程》第2.0.3条关于应急电源的定义是：“在主电源发生故障时，为各类消防设备供电的电源。”GB50052—2009《供配电系统设计规范》第2.0.4条与JGJ16—2008《建筑电气设计规范》的2.1.2条关于应急电源的定义相同：“用做应急供电系统组成部分的电源。”应急供电系统的电源通常为两路：一路是电网提供的常用电源；另一路则是独立于电网之外的后备专用电源。其实从GB50052—2009《供配电系统设计规范》第3.0.4条可作为应急电源的设备和线路中看出：应急电源就是应急供电系统的后备的特殊替代电源，其显著特性是专用，是与电网不并列的独立电源。目前尚未出现过可保证供电不间断的地区电网。当电网因种种原因全网崩溃时，建筑物电气装置的电网电源回路再多也不能保证供电的不间断。因电网电源故障而断电则可能导致生命财产的巨大损失，例如闸站启闭机室、办公楼以及现实生活中的酒店、住宅、商业大楼之类的高层建筑属火灾时难以逃离的BD2类或BD4类场所，它不能依赖自电网取得的第二电源作为发生火灾时的消防电源，因为当电网崩溃时（如发生火灾），这两个电网电源回路都将无法供电，而消防车又因楼层太高不能喷水救火，消防人员也难以攀登救援，后果将十分惨重。为此需在适当位置设置与电网无关联的独立的自备发电机作为应急供电系统的后备电源确保消防用电。
参考文献
[1]于立东，齐福建.EPS消防应急电源的应用研究[J].枣庄学院学报，2006（4）.
[2]GB16806-2006消防联动控制系统[S].
[3]蔡本发.普传变频器在消防应急电源EPS系统中的应用[J].系统应用，2007（5）.
[关键词]消防设备；应急电源
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0279-01
在南水北调建筑电气设计中，采用蓄电池为能源的应急电源装置（EPS）多用作应急照明系统供电，消防水泵、防烟及排烟风机以及民用建筑中的消防电梯等消防设备的应急电源通常采用供电部门提供的第二路电源或者自备应急电源，如柴油发电机组等。随着电源技术的发展，出现了以蓄电池为能源、通过逆变器提供应急交流电源的大功率消防设备应急电源（FEPS），其额定输出功率最高可达到400kVA，可为消防水泵、防烟及排烟风机等消防设备供电。
1主要部件性能要求
消防应急设备电源是消防联动控制系统的一个重要组成部分，为消防联动控制系统中其他组成部件提供电源输出，具有便于维护和管理、低噪音、污染小等优点，而且填补了普通应急电源装置对于动力型输出设备供电输出的空白，满足了消防行业企业的需求。国家质量监督检验检疫总局国家标准化管理委员会于2006年7月批准发布了GB16806-2006《消防联动控制系统》强制性国家标准，为消防设备应急电源产品的规范生产和产品认证提供了有力的依据。标准中主要对外观表面，指示灯，字母（符）-数字显示器，音响器件，熔断器，接线端子及保护接地，备用电源及蓄电池，开关和按键（钮），导线及线槽，元件升温，使用说明书，软件进行了详细的要求。部分企业对于指示灯标注和意义含糊不清，给真正使用的操作人员带来了极大误导。标准中明确指出消防设备应急电源的应急状态指示灯标注为应急，其指示灯颜色为红色；充电状态指示灯标注为充电，其指示灯颜色为红色；主电状态指示灯标注为主电，其指示灯颜色为绿色；故障状态指示灯标注为故障，其指示灯颜色为黄色。故障指示灯应区分不同故障类型标注为：a欠压故障、b充电器（输出）故障、c输出回路故障、d电池连接线故障。有很多产品是通过液晶显示屏来显示其信息的，那么则可以只有一个故障状态指示灯标注为故障，通过液晶显示屏来区分不同的故障类型。若产品不能通过显示屏直接显示故障信息，那故障指示灯应至少为4个来指示不同的故障类型。消防设备应急电源的音响器件用声压计在试样正前方1m处测量，其声压级应大于65dB，小于115dB。利用调压台将试样的主电工作电压调整到额定工作电压为85%，220V为187V，380V为323V时，试样仍能发出声音即可。对于额定电流值的判定，即为电源线路中的最大保险熔断器或空气开关，最大工作电流为试样满负载时，试样的输出电流。对于电池的两极，正极标识应为红色，负极标识应为黑色或者蓝色。消防设备应急电源大部分已经采用软件控制芯片的方式，这样对于软件的保护也是检验的重点。程序应贮存在不易丢失信息的存储器中，并且每个贮存文件的存储器上都应标注文件号码。在企业进行编程或输入数据时，应有本身的操作级别的限制，不论原状态如何，都不应引起程序的意外執行。不具备操作资格的人员在操作或恶意破坏时，软件应不受影响。
2 FEPS
2.1 FEPS的工作原理
FEPS是允许短时电源中断的应急电源装置。作为消防应急电源系统，当建筑物发生火灾时，为应急照明及其它重要的一级供电负荷提供集中供电。在正常情况时，由交流市电经过互投装置给重要负载供电，当交流市电断电后，互投装置将立即切换至逆变器由FEPS蓄电池供电，供电时间由蓄电池的容量决定，当市电电压恢复时，应急电源将恢复为市电供电。
2.2 FEPS的接地型式
低压系统接地型式主要有TN、TT和IT3种。在选择FEPS的接地型式时，首先需考虑选用的FEPS是否存在中性点。FEPS的逆变器通常采用三相桥式SPWM型逆变电路，而逆变器输出端并不存在中性点。因此，为了给FEPS提供中性点，通常在逆变器输出端设置隔离变压器。采用隔离变压器还可提升逆变器输出电压，解决零地电位差问题。IEC60364-5-56：2009《Low-voltage electrical installations—Part5-56：Selection and erection of electrical equipment — Safetyservices》第560.5.3条规定：为安全设施服务的供电系统，当采用自动切断电源作为防止电击的保护措施时，不宜在第一次故障时即切断电源。这一规定主要是为了提高为安全设施服务的供电系统的可靠性。在上述各系统中，TN、TT系统在第一次故障时即切断电源，供电可靠性较差。而IT系统发生接地故障时，故障电流没有直接返回电源的通路，不会引发电击事故，因此，可以只报警不切断电源。FEPS为消防电源供电，如果因接地故障而切断电源将导致严重的后果，因此，FEPS在应急运行状态时需采用IT接地型式，并采用绝缘监测装置监控IT系统的绝缘情况。此外，由于IT系统不宜引出中性线，需设置380/220V降压变压器为消防设备控制箱（柜）提供单相电源。
2.3 FEPS的应用前景
与柴油发电机和UPS电源相比，虽然FEPS要经常的充电、放电，浪费了很多资源，特别是在我国处于社会主义初级阶段，资源匮乏的阶段，FEPS的应用受到一些限制，但是其自身的优点以及我国智能化建筑的蓬勃发展为FEPS提供了更多的应用空间。在使用FEPS应急电源的过程中应注意以下问题：①除了选用FEPS电源外，还应有备用电源以解决蓄电池在日常维护时定期充电、放电或检修过程中突然停电时的消防应急供电问题。②选好放电负载，使蓄电池既能达到放电的目的，又不至于浪费电能。③严把FEPS的质量关，消除其自身遭受火灾的危险及降低其自身发生火灾的可能。④消防水泵、喷了泵、防排烟风机等设备，宜各自独立设置专用的FEPS应急电源柜供电，不易选用一台大容量FEPS应急电源集中供电。⑤消防水泵、消防电梯、防火卷帘等电感性负载的启动应选用各自的变频器，不应用一台变频器，防止启动顺序有变而影响设备的正常运行。⑥各并联的蓄电池组应分别设置独立的充电模块，任何一组蓄电池损坏都不会影响其它蓄电池的正常工作，保证了供电的可靠性。⑦应根据建筑的实际情况设计FEPS的供电方式及放电途径，尽可能地节约能源。这些都需要我们在今后的应用中加以改进和完善，以便更好地服务于消防救助。
4应急电源
DG/TJ08-2048—2008《建筑电气防火设计规程》第2.0.3条关于应急电源的定义是：“在主电源发生故障时，为各类消防设备供电的电源。”GB50052—2009《供配电系统设计规范》第2.0.4条与JGJ16—2008《建筑电气设计规范》的2.1.2条关于应急电源的定义相同：“用做应急供电系统组成部分的电源。”应急供电系统的电源通常为两路：一路是电网提供的常用电源；另一路则是独立于电网之外的后备专用电源。其实从GB50052—2009《供配电系统设计规范》第3.0.4条可作为应急电源的设备和线路中看出：应急电源就是应急供电系统的后备的特殊替代电源，其显著特性是专用，是与电网不并列的独立电源。目前尚未出现过可保证供电不间断的地区电网。当电网因种种原因全网崩溃时，建筑物电气装置的电网电源回路再多也不能保证供电的不间断。因电网电源故障而断电则可能导致生命财产的巨大损失，例如闸站启闭机室、办公楼以及现实生活中的酒店、住宅、商业大楼之类的高层建筑属火灾时难以逃离的BD2类或BD4类场所，它不能依赖自电网取得的第二电源作为发生火灾时的消防电源，因为当电网崩溃时（如发生火灾），这两个电网电源回路都将无法供电，而消防车又因楼层太高不能喷水救火，消防人员也难以攀登救援，后果将十分惨重。为此需在适当位置设置与电网无关联的独立的自备发电机作为应急供电系统的后备电源确保消防用电。
参考文献
[1]于立东，齐福建.EPS消防应急电源的应用研究[J].枣庄学院学报，2006（4）.
[2]GB16806-2006消防联动控制系统[S].
[3]蔡本发.普传变频器在消防应急电源EPS系统中的应用[J].系统应用，2007（5）.