消防泵控制柜、消防巡檢柜的結線方案析疑

(福建意昂機電股份公司，福建　泉州　362000)

1　引言

圖1是某建筑電氣工程消防泵、消防泵巡檢柜的設計圖，為了方便，僅體現2臺泵設計圖，其余4臺泵同樣，巡檢柜共用1臺。工程設有2臺室外消防泵(配電機功率30kW)，2臺室內消防泵(配電機功率45kW)，2臺噴淋泵(配電機功率55kW)，此圖中有幾點疑義，及將來消防設備維護可能對巡檢柜的功能理解有誤，以下作探討，供同行參考。

2　設計圖中的疑義

(1)消防泵采用自耦降壓啟動方式，根據自耦變壓器的原理及構造，在降壓啟動過程中，自耦變壓器三個繞組的一個同名端需聯結成一點，接成Y型接法，即圖中接觸器KM3(KM6)應動作閉合，圖1中所示一次結線的自耦變壓器并沒有直觀體現出這個功能。雖然熟悉的施工人員或控制柜制造廠家看到這張圖，明白正確的接法，但現在建筑市場較混亂，現場有的施工人員經驗不足，知識缺乏，甚至有的工程沒有配專業施工員，承包人沒有經過審圖就把圖紙交給工人直接到現場作業，從圖1中看，現場會誤以為是從熱繼電器JR和接觸器KM3(KM6)分別各敷設一路電纜至消防泵電機。似乎與Y-Δ降壓啟動的電機一樣，從控制柜敷設兩路電纜至電機，造成施工錯誤，浪費材料和人工費用。在設計圖中應把電氣原理的一次結線表達清楚(如圖2所示)，以免造成沒必要的損失。

(2)從消防泵巡檢柜(JH-XF)出線至消防泵控制柜(XFAC)，圖中所示“巡檢柜對水泵的控制線”，其實是每臺消防泵電機變頻低速運行時的電源線路，本工程設計6臺水泵，需有6路的電源線從JH-XF柜引出，分別接到消防泵、噴淋泵控制柜對應的熱繼電器出線端子上與電機一一對應，而圖1中僅畫出4路電源線。這會造成工程預算時造價人員產生誤解，造價員在做預算時，只會看懂圖紙直觀的體現，并不理解電氣的原理，也不一定能指出圖中的錯漏，只按照設計的4路電纜和配管計算工程量，工程造價產生偏差，給工程管理帶來爭議。

再者，設計選擇的出線電纜的截面也值得磋商，設計圖中說明“巡檢控制柜對水泵的控制線選型按照消防水泵控制柜啟動水泵的動力線一半配置”。按照這個原則，45kW水泵電機設計配的電纜是WDZN-YJY-0.6/1KV-4*50，那么巡檢柜對水泵控制線就要配WDZN-YJY-0.6/1KV-4*25。其實這條電纜截面偏大，不經濟。國家標準圖集04S204-120、121頁說明，消防水泵巡檢功能控制柜“可根據系統需要……巡檢功率約為消防水泵電機額定功率的10%～30%。”實際運行中比10%更低，則45kW電機低速運行時，按30%額定功率計算才13.5kW，巡檢時電機短時運轉且據電纜敷設方式和環境，線路發熱影響可以忽略，選配WDZN-YJY-0.6/1KV-4*10能滿足要求，對于大功率電機，更應進行實際核算，以減少工程投資，節約經濟。

圖1

圖2

(3)設計選用的巡檢柜(JH-XF-55/8)不切合實際，這個型號巡檢柜能巡檢控制8臺水泵，最大功率55kW，而本工程配置的消防泵、噴淋泵共6臺，選用JH-XF-55/6即可。市場上巡檢柜的價格是以所巡檢水泵臺數及電機功率進行計價，水泵臺數越多功率越大，價格越高。在設計時應選擇適用的巡檢柜型號，減少業主投資。

(4)巡檢柜的進線端選用隔離開關(OT125F3)，不妥。OT125F3是ABB公司產的隔離開關，適用于無需保護(短路、過熱保護)的場合。現有的巡檢柜是具有過流、過壓、欠壓、缺相、短路的功能，但保護范圍是電機及從巡檢柜出線至電機段的線路。從巡檢柜進線端隔離開關至變頻控制器(JH-MR)之間的匯流排及變頻器本身的短路、過熱保護需另設保護。所以圖中的隔離開關應該改為空氣斷路器，才能更好地保護柜內的電氣元件。國標圖10D303-63頁、04S204-120頁的方案，均是采用空氣斷路器保護。

(5)圖1中從接觸器KM1(KM4)的觸點取信號反饋至巡檢柜(JH-KZ)也值得商討。我們知道，消防智能數字巡檢設備輸出巡檢指令逐一對主回路進行巡檢，巡檢返回信號取自于各電器元件的主輔觸點。反饋信號時間允許值不大于2s。主回路巡檢完成后，巡檢控制器會發出下一個指令至無壓巡檢裝置，該裝置接到巡檢指令后依次對消防泵進行低速無壓巡檢。巡檢時電機轉速較低，系統不產生水壓。巡檢時，消防泵的驅動功率很小，約是泵額定功率的百分之一，所以節能顯著。整個巡檢過程中如設備接到消防命令，智能巡檢控制器會立即發出停泵巡檢指令，瞬時啟動消防泵完成消防任務。只有到了下一個巡檢周期且無消防事件發生時，才開始一個新的巡檢運行過程。

下面以1臺泵為例分析圖1所示反饋信號取源點位置在巡檢過程中的邏輯關系。①平時消防泵不運行(沒有消防任務)，接觸器KM1沒動作，巡檢控制器就按照設定的程序執行巡檢，從KM1的觸點取得信號，判斷可以對消防泵進行低速無壓運轉，則發出指令，對泵逐臺巡檢。也就是說，靠著從接觸器KM1是否動作來判斷是否執行對消防泵進行低速運轉巡檢。②若JH-KZ從KM1的觸點檢測到的信號是該接觸器動作的，那么巡檢控制器就不得發出指令讓泵低速運轉，不執行巡檢任務。③如果在巡檢控制器在檢測KM1時，消防泵正在降壓啟動，啟動的時間一般大于2s。這時KM1沒有動作，是KM2、KM3動作，待降壓啟動完成，KM1才動作投入全壓運行。那么在降壓啟動這時段巡檢控制器還是會發指令讓泵低速運行，因為KM1沒有動作。這就造成邏輯沖突，是不允許的。

綜上分析，圖1這種情況只適用于消防泵全壓直接啟動的情形，對于自耦降壓啟動的水泵其邏輯關系是不嚴密的，即水泵巡檢反饋信號取源點設于KM1的觸點不能滿足邏輯關系，還需在KM2的觸點取源，兩個取源信號組成邏輯“或”的關系，也就是說只要KM1或KM2其中有一只接觸器動作，智能巡檢控制器就不得發出泵低速運行的指令，這才能避免在水泵降壓啟動中又接到低速運行的指令，使得邏輯關系可靠。

3　消防泵巡檢其他問題

(1)設置消防泵巡檢柜是為了彌補水泵長期閑置水泵因軸銹蝕堵轉、電機定子繞組及電源線路潮濕絕緣下降等原因造成消防泵不能啟動的難題，對水泵機組進行周期性巡檢，以保證水泵良好的狀態。國家公共行業標準(GA30.2)5.4.4條規定：消防泵長期處于非運行狀態的設備應具有巡檢功能。但工程建成后消防系統的維護，由于使用單位對火災防范的不夠重視，從業人員知識缺乏，以為消防泵已經設有巡檢柜進行周期性的巡檢，就一勞永逸，只要巡檢柜沒有發出故障信號，就覺得水泵狀態良好，沒必要到泵房實地巡查。其實這是錯誤的理解，是不明白消防泵巡檢柜所巡檢的范圍所致。消防泵控制柜內還有其它的電氣設備長期處于閑置狀態，不在巡檢柜所巡檢的范圍內，如圖1中所示的消防泵控制柜內的進線斷路器、接觸器、熱繼電器、自耦變壓器及柜內的母線排，跨接線、端子排等均不在巡檢范圍內。消防泵房大多數設在建筑物的地下室，地下室環境潮濕，空氣濕度大，電氣元件長期閑置容易潮濕，譬如斷路器、接觸器觸頭端面銹蝕，接觸器線圈受潮，自耦變壓器繞組潮濕等，特別是有的軟啟動器內的電路板受潮，這些都會造成消防泵不能正常的啟動，這類情形日常維護均有出現過。但巡檢柜巡檢時消防泵還是正常低速運轉，不會發出故障警示信號。所以在日常巡查中必須要求維護人員到實地進行檢查，才能更好保證使泵的良好狀態。

另消防泵巡檢只是水泵低速運行，消防管網系統無壓，并不是在工況狀態下運行，水泵的流量、揚程，額定功率下的運行，并沒有巡檢到。以前有工程在泵房調試時出現開泵運行電流一直很小，但水泵能長時間運轉，經現場檢查發現一根大木條橫隔在進水口。這些情況都是需要維護中實地發現的，并不是靠著設置消防泵巡檢功能來解決。

(2)關于消防泵巡檢的兩部規范的理解

①國家公共安全行業標準(GA30.2)第2部分：消防自動恒壓給水設備

5.4.4巡檢功能

5.4.4.1設備應具有自動和手動巡檢功能，其自動巡檢周期應能按需設定。

5.4.4.2消防泵按消防方式逐臺啟動運行，每臺泵運行時間不少于2min。

②國家標準《固定消防給水設備》(GB27898.2-2011)第二部分：消防自動恒壓給水設備

5.4.6巡檢

5.4.6.1設備具有手動巡檢和巡檢提示功能，其巡檢提示周期應能按需設定，但最長周期不應超過360h。

5.4.6.2巡檢的操作方法應簡便，且應在《操作指導書》中規定。

5.4.6.3巡檢過程中消防泵應逐臺啟動進行，每臺泵在額定工況下運行時間不應少于2min。

從國家標準《固定消防給水設備》(GB27898.2-2011)規定，如圖1設計也不能滿足規范要求。設計巡檢只是水泵低速運轉，管網無壓，電機功率很小的情況運行，無法滿足規范要求的“額定工況”下運行，這也值得業界考慮。而且，規范要求是手動巡檢，周期性的提示“要手動巡檢”，并不是自動巡檢。這條規范的規定也許是考慮到國家現狀，促使維護人員到泵房實地巡查而做出。