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        2014-08-25 08:00:44 星期一
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        火災自動報警系統防雷措施

        2016/4/20 10:32:38    瀏覽次數:0

        一旦建筑物受到直接雷擊或其附近區域雷擊,雷電過電壓、過電流和脈沖電磁場會通過電源線、通信線、控制線、金屬管道和空間輻射等途徑侵入建筑物內,威脅室內電子設備的正常工作和安全運行,輕則造成火災自動報警系統出現誤報警、亂報警等非正常工作狀態,重則使得系統永久性損壞,嚴重時還可能造成人員傷亡。雷擊事故可能會對消防系統設備的主、備電源,報警控制板、顯示屏和通訊設備造成不同程度的損壞。如果因為火災自動報警系統的損壞,而影響了對火災的報警,其后果更是不堪設想。

        因此,研究解決火災自動報警系統的雷電防護問題,是解決目前火災自動報警系統自身安全可靠的迫切需要?;馂淖詣訄缶到y防雷措施主要包括如下方面:

        1、電源系統的防雷措施 

        結合消防的供配電要求,屬于一類防火建筑的消防控制室、水泵、電梯、防排煙措施、自動報警、自動滅火裝置、火災事故照明、疏散指示標志和電動的防火門窗、卷簾、閥門等消防用電為一級負載,一般應有兩個獨立電源供電。電源系統在雷電防護設計時,根據國家防雷規范GB50057和火災自動報警系統自身的特點,一般按常規電涌保護器需要采取三級防護措施,才能達到多級分流,逐級降壓的目的,實現電涌保護器的限制電壓能在火災自動報警系統設備耐受的范圍之內。 

        (1)交流電源第一級的防護 

        通常將配電系統第一級防雷保護設計為:使用最大通流容量70KA(8/20μs波形)B級電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到2500V以下。所有接線用16mm2多股銅線連接,接地線用25mm2 多股銅線連接。 

        因此推薦采用DGA400/4或者DGA230/3+DGE400電源避雷器,安裝于變壓器后端到樓宇總配電室的電源輸入端,作為配電系統第一級防雷保護。 

        (2)交流電源第二級的防護 

        通常將配電系統第二級防雷保護設計為:使用最大通流容量45KA(8/20μs波形)C級電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到2000V以下。所有接線用10mm2多股銅線連接,接地線用16mm2 多股銅線連接。 

        推薦采用DGT400/4或者DGT230/3+DGE400避雷器,安裝于樓宇總配電室至消防水泵、控制室、電梯、照明等配電盤,作為配電系統第二級防雷保護。

        (3)交流電源第三級的防護 

        通常將配電系統第三級防雷保護設計為:使用最大通流容量10KA(8/20μ s波形)D級電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到1800V以下。所有接線用6mm2多股銅線連接,接地線用10mm2 多股銅線連接。 

        推薦采用DGX400/4或者DGX230/3+DGE400避雷器,安裝于重要的精密設備如消防控制室的控制器和顯示器、計算機主機、消防通訊設備、應急廣播等裝置的UPS 電源前端,作為配電系統第三級防雷保護。

        (4)直流電源的防護 

        對于直流供電系統的電源可安裝DT-230DC電源防雷器,作為對直流電源的防雷保護。 

        (5)安裝電涌保護器需注意的問題 

        1)火災自動報警系統的主電源保護開關不應采用漏電保護器,控制器的電源引入線應直接與消防電源連接,嚴禁使用電源插頭,因此在控制器前端不應使用電源插座型避雷器。 

        2)在雙電源供電系統及備用柴油發電機組和其它應急電源,為了保證系統供電可靠性及雷電、投切過電壓對電子設備的損壞,都應按上述原則裝設防雷器予以保護。下圖為根據某品牌三級防雷設計的選型示例:

         

        2、信號系統的防雷措施 

        火災自動報警系統的信號線路主要有報警線、通訊線、廣播總線、電話總線、及聯動控制線,為了防止雷電電磁脈沖從信號線路侵入系統,必須在線路上加裝防雷器予以保護。 

        (1)報警線路的防護 

        報警線路主要是將探測器感測到的信號傳輸到控制器供其決策,可在其報警線路的兩端上安裝對應接口的信號防雷器CM ME,作為對報警線路的防雷保護。 

        (2)聯動控制線路的防護 

        聯動控制線是將控制系統發出的控制信號傳遞給輸出控制模塊,從而控制消防設備的啟動或停止,同時向消防控制中心傳送消防滅火設備動作與否的回答信號。由于消防控制總線較長,易感應雷電過電壓;另外受控繼電器的狀態翻轉或瞬態跳動也易產生過電壓,因此在輸出控制模塊安裝對應接口的信號防雷器作保護(防雷器的參數選擇應根據具體的控制模塊技術參數而定)。

        (3)消防電話總線的防護 

        消防電話的主機屬于精密電子產品,并在電梯機房、水泵房、配電房、電梯門口等重要的地方安裝固定式分機,并在每一樓層安裝一個或多個電話插座,為了保護電話主機,可在電話主機輸入端應裝設電話防雷器作防護。 

        (4)消防廣播線路的防護 

        其用于總線制消防廣播系統中正常廣播和消防廣播間的切換。模塊對兩路同時切換,可接收外來回答信號,也可在換到消防廣播后進行自回答并將切換信息傳回火災報警控制器以表明切換成功。 

        由于背景廣播和消防廣播線都較長容易感應雷電過電壓,所以應在編碼廣播切換模塊處和廣播設備主機處裝設防雷器予以保護。下圖為某品牌防雷產品設計選型示例:

         

         3、屏蔽 

        火災自動報警系統的電子設備中大量采用半導體器件和集成電路,這些電子和微電子元器件是十分脆弱的。雷電電磁脈沖可以在電源或信號線上感應出暫態過電壓波,也可以直接輻射到這些元器件上,使電子設備工作失靈或損壞。利用屏蔽體來衰減電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護措施,電子設備常用的屏蔽體有屏蔽室的外部金屬網、設備的金屬外殼和電纜的金屬護套等。 

        (1)外部屏蔽 

        對于消防系統的心臟——消防控制室一般應設在高層建筑物的低層中心部位,應首先利用建筑中的結構鋼筋與金屬門窗框初步構成一個帶門窗開口的屏蔽籠,另外在門窗上分別加裝金屬網并與門窗框實施有效的電氣連接,這樣就成為一個完整的屏蔽籠,構成對電磁脈沖輻射的初級屏蔽。

         (2)設備屏蔽 

        消防控制室內對電磁脈沖敏感的電子設備都應采用金屬外殼加以屏蔽起來,在各個設備之間的信號連線要采用屏蔽電纜,或采用穿金屬管進行屏蔽,信號電纜的屏蔽層與設備的屏蔽體具有良好的電氣連接,使它們構成一個完整的屏蔽體系,再將消防控制室內電子設備金屬外殼用最短導線與等電位連接帶連接。 

         (3)電源線和信號線屏蔽

        火災自動報警系統的電源線和消防聯動控制、自動滅火控制、通訊、及應急廣播等信號線路在阻燃的要求上還應采用金屬屏蔽層電纜或穿鐵管、槽加以屏蔽,并宜敷設在非燃燒體結構內。 

         4、接地 

        火災自動報警系統的接地電阻應符合下列要求:采用共用接地裝置時,接地電阻不應大于1Ω;采用專用接地裝置時,接地電阻不應大于4Ω。同時,系統應設置專用接地干線由消防控制室接地端子板引至接地極。 

        將火災自動報警系統的電子設備與防雷接地共用一個接地系統是比較容易實現的,不過將電子設備與防雷接地共地,雜散電流可通過電路的耦合對電子設備形成干擾。有些消防產品生產廠商要求電子設備與防雷接地分開,采用許多復雜的隔離和絕緣措施將電子設備的接地線引出到20m 以外的地方單獨接地。然而由于城市建筑物的不斷擴建,在施工中很難做到分開接地。為此,可以在電子設備單獨接地的地線處用瞬間等電位連接器與建筑物的總接地網連接。當建筑物遭受雷擊時,其地電位抬高導致瞬間等電位連接器放電,從而使電子設備與建筑物接地網達到大致相等的電位水平;在正常情況下,瞬間等電位連接器將兩個接地分開,有利于抗干擾(接地裝置可采用具有很高性能價格比的雷地接地系統)。

         

         5、結語 

        火災自動報警系統雷電防護工程是一個系統工程,屬于比較精密的電子系統,應按照“綜合治理、層層設防”的原則,從直擊雷到感應雷進行全方面的雷電防護,以減少雷電對火災自動報警系統危害,保障火災自動報警系統的安全運行。 

        (本文根據網絡內容整理,僅供內部學習、參考)

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