消防设备电气配线设计和矿物绝缘电缆?

核心提示火灾发生时消防设备的正常运行对于人员安全疏散、控制火势蔓延、减少火灾损失有十分重要的作用。因此消防设备的电气配电线路配电系统应满足可靠性、耐火性、安全性、有效性、科学性的要求,以保证火灾时消防设备供电不会中断,保障人身安全,保证供电持续时间

火灾发生时消防设备的正常运行对于人员安全疏散、控制火势蔓延、减少火灾损失有十分重要的作用。因此消防设备的电气配电线路配电系统应满足可靠性、耐火性、安全性、有效性、科学性的要求,以保证火灾时消防设备供电不会中断,保障人身安全,保证供电持续时间,确保供电质量并力求系统接线简单,投资省、运行费用低。

1. 消防设备电气配线设计

在对消防电气配线的具体设计过程中,以《火灾自动报警系统设计规范》为主,以《高层民用建筑设计防火规范》、《民用建筑设计防火规范》为辅,同时兼顾《民用建筑电气设计规范》,根据不同消防设备其配电线路应选用耐火配线或耐热配线。消防设备的耐火配线是指按照时间-温度标准曲线对消防设备配电线路进行试验,从受火的作用起,到火灾升温达到840℃时,在30min内仍能继续有效供电的线路;消防设备的耐热配线是指按照时间-温度标准曲线的1/2曲线,对消防设备配电线路进行试验,从受到火的作用起,到火灾升温达到380℃时,在 15min内仍能有效供电的线路。建筑消防设备配电线路的具体防火设计,应将变配电所低压母线、应急母线和动力电缆出线到具体消防设备最末级配电箱的所有配电线路作为耐火耐热配线的考虑范围,并分不同系统考虑各自消防设备的耐火耐热配线方案。

1.1 火灾自动报警系统配电线路

火灾自动报警系统的报警线路可采用耐热配线,火灾自动报警系统的联动线路则应采用耐火配线,其目的是保证在火灾自动报警系统瘫痪状态下,消防控制中心仍然能够通过手动操作起动各消防设备。

1.2 消火栓泵、喷淋泵等配电线路

消火栓系统加压泵、水喷淋系统加压泵、水幕系统加压泵等消防水泵的配电线路包括消防供电电源干线和各水泵电动机配电支线两部分。水泵房供电电源应为双电源末端切换,一般由建筑物变配电所低压配电柜直接提供和自备发电机房供给。消防供电电源干线应采用耐火配线,水泵电动机配电支线路可采用耐热配线,条件许可时也可采用耐火配线。

1.3 气体、卤代烷等灭火设备配电线路

气体、卤代烷等灭火设备控制盘的电源由双电源末端切换供给,电源线-控制盘-电磁线圈-起动回路配电采用耐火配线,其他线路(包括探测器、报警器、指示灯、电动关闭门窗等)可选用耐热配线……

1.4 防排烟系统的装置配电线路

防排烟系统包括送风机、排烟机、70℃防火阀、280℃防火排烟阀等各类阀门以及送风口、排烟口等装置。它们一般布置较为分散,其配电线路防火既要考虑供电主回路,也要考虑联动控制线路。防排烟装置配电线路应选用耐火配线,联动和控制线路也应采用耐火配线。另外,根据规范要求,分支线不得穿越不同的防火分区。

1.5 防火卷帘门、常开防火门配电线路

在火灾初期,防火卷帘门起着人员疏散、防止火灾蔓延的作用,所以配电线路应可靠。一般情况下,防火卷帘门电源引自建筑各楼层或同一防火分区内带双电源切换的配电箱,经分配后向各防火卷帘门专用控制箱(该控制箱设在防火卷帘门顶部)供电,供电方式采用放射式。当防火卷帘门水平配电线路较长时,应采用耐火配线,以确保火灾时仍能可靠供电并使防火卷帘门有效动作, 防止火势蔓延。

常开防火门配电一般应采用耐火配线,以确保火灾时常开防火门可靠关闭,防止火势蔓延。

1.6 消防电梯配电线路

消防电梯电源必须采用专线。工程设计中消防电梯配电一般由高层建筑的变配电所低压配电柜敷设一路专线至位于顶层的消防电梯机房,另一路专线由地下室自备发电机房引来,线路较长且路径复杂。为提高供电可靠性,消防电梯配电线路应采用耐火配线。

1.7 火灾应急照明线路

火灾应急照明包括疏散指示、火灾事故照明和备用照明。疏散指示采用带蓄电池的应急指示标志,火灾事故照明采用带蓄电池的应急照明灯,备用照明则利用双电源切换来实现。高层建筑的火灾应急照明线路应采用耐火配线。

1.8 消防广播、通信等配电线路

火灾事故广播、消防电话、火灾警铃等设备的电气配线可采用耐热配线。

根据国内外电线电缆产品的发展和对电气线路的保护方式的研究结果,对消防设备的耐火配线应优先选用矿物绝缘电缆,也可选用封闭式桥架等有效保护的耐火电缆或穿金属管并埋设在不燃烧体结构内,且保护层厚度≥30mm。耐热配线可选用:线路明敷时,采用穿金属管或金属线槽保护并应用防火涂料提高线路的耐火性能;当采用阻燃和耐火电缆时,可不穿金属管保护,但应敷在电缆井内或电缆沟内或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内,但当与延燃电缆敷设在同一竖井时,二者之间应用耐火材料分隔开。消防控制设备工作接地应采用专用的25mm2以上铜芯控制干线。

2 矿物绝缘电缆用于消防设备电气配线的探讨

2.1 矿物绝缘电缆简介

矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cables),是由铜芯、铜护套和氧化镁绝缘等全无机物组成的电缆。因其采用独特的制造方式,使氧化镁绝缘材料高度紧密地压实在电缆的无缝铜护套中,与铜芯、铜护套共同形成密实的一体,因而具有良好的耐火、耐高温、载流量大、防水、耐腐蚀、耐机械损伤、耐辐照及电磁相容性、美观大方等特点,同时该电缆在火灾条件下不会放出任何烟雾、卤素及有毒有害气体。同时矿物绝缘电缆的铜护套可作为地线使用,与其它类型相比可减少一根芯线,只需明敷,容易安装,加之使用寿命长,可以预期在消防设备的电气配线中采用矿物绝缘电缆会产生良好的经济效益和社会效益。

2.2 国外标准规范对矿物绝缘电缆用于消防设备电气配线的规定或推荐情况

由于矿物绝缘电缆可以从根本上解决电气线路的安全问题,国际上很多国家的有关建筑物标准和规范对在哪些场合和部位一定要用矿物绝缘电缆,在哪些场合或部位推荐使用都有详细明确的规定。下面粗略介绍一下国外标准规范对矿物绝缘电缆用于消防设备电气配线的规定或推荐情况:

2.2.1 英国国家标准中的规定或推荐情况

(1) BS5839 建筑物的火灾探测和报警系统(Fire detection and alarm systems)第一部份系统设计、安装和维护的实施法规(Part 1 Code of practice for system design installation and servicing)

(2) BS5266-1:1999应急照明第1部份:除影院及用于娱乐的特殊建筑物外的其它建筑物的应急照明(Emergency lighting –Part 1:Code of practice for the emergency lighting of premises other than cinemas and certain other specified premises used for entertainment)

2.2.2 澳大利亚国家标准中的规定或推荐情况

(1) 线路规则(Wiring rules)

(2) AS2941-1995 固定消防装置—泵站系统(Fixed fire protection installations – Pumpset systems)

(3) AS2293建筑物中应急疏散照明(Emergency evacuation lighting in buildings)第1部份:安装要求(Part 1: Installation requirements )

2.2.3 美国国家标准中的规定或推荐情况

(1) NFPA70国家电气法规(National Electrical Code)

在上述标准中,都将矿物绝缘电缆列入作为规定或推荐选用的菜单中,而且规定在火灾时间较长的情况下使用的,则应选用矿物绝缘电缆,如果选取用其它电缆则必须埋设在建筑物的不燃烧结构中或用隔板将电缆与其它重大危险区域隔开,并应有附加的机械保护。

2.3 国内对矿物绝缘电缆的生产和研究情况

我国对矿物绝缘电缆的研究开发较晚,1968年上海电缆研究所开始研究用于反应堆堆芯测量用探测电缆,70年代开始研究电力用配线电缆;80年代初沈阳电缆厂六分厂开发了小规格的电力用配线电缆和加热电缆,80年代中期北京东风电缆厂从意大利LMI公司引进全套矿物绝缘电缆生产技术革新和部份设备,因种种没有正式生产并将设备转给哈尔滨电缆厂,也没有投入生产,80年代末上海电缆研究所将矿物绝缘电缆生产技术转让给湖州久立耐火电缆有限公司[现改名为泰科热控(湖州有限公司)]形成生产线,在1996年国家计委将矿物绝缘电缆列为“国家重大科技成果产业化项目”后引进国外关键生产设备,建成规模较大生产水平较高的生产车间,90年代中后期江苏等地的几家电缆厂也建成有生产车间。

为了了解矿物绝缘电缆在高温和实际火灾中能否对消防设备保持良好的供电能力,参照国外的试验研究,公安部四川消防科学研究所和有关电缆企业共同进行了电缆短样随炉升温的耐火试验和上述电缆用不同敷设方式的模拟实体火灾电缆特性试验研究。

(1) 电缆短样试验

电缆短样随炉升温试验样品分别为:矿物绝缘电缆、普通聚氯乙烯电缆、阻燃电缆、隔氧层阻燃电缆、耐火电缆。把电缆同时并排的放在烧结炉中加热升温,电缆的两端伸出炉外,分别连接电源和指示灯用于观察失效温度和时间。从试验结果中可以得出,在高温或火灾情况下,一般电缆(包括耐火电缆、隔氧层电缆),在明敷或穿管保护下都满足不了消防系统供电线路的安全要求,只有矿物绝缘电缆,在明敷的情况下就可以完全解决问题。

(2) 模拟实体火灾试验

参照英国消防研究所的实体火灾试验方案,公安部四川消防科研所的有关电缆企业共同对上述电缆分别选用五种敷设方式(支架裸敷、支架穿管明敷、防火桥架内明敷、防火桥架内穿管、穿管埋墙暗敷)进行了模拟实体火灾试验研究。

研究结果表明:在1小时的实体火灾试验中,电缆的耐火性能,明敷矿物绝缘电缆优于其它类型的电缆,并能保持对电气设备的正常供电能力;普通聚氯乙烯电缆五种敷设方式全部失效;阻燃电缆和隔氧层阻燃电缆除穿管埋墙暗敷外全部失效;耐火电缆除有防火桥架保护和埋墙暗敷外全部失效。矿物绝缘电缆还能够在火灾中承受试验重物坠落的冲击,能够经受喷淋水的冲击,能再次正常通电启动相关供电设备,完全能够在火灾条件下保持规定时间的消防供电。另外普通电缆、阻燃电缆、阻燃隔氧层电缆及耐火电缆,在明敷及穿钢管并施防火涂料保护时,其持续供电时间均未达到30分钟,这对于消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施等供电时间较长的消防设备供电是不利的。

根据以上研究结果和参照国外标准,我国对《高层民用建筑设计防火规范》进行了修订,《高层民用建筑设计防火规范》中“消防电源及其配电”一节已修订为:

9.1.4 消防用电设备的配电线路应符合下列规定

9.1.4.1 当采用暗敷设时,应敷设在不燃烧体结构内,且保护层厚度不宜小于30mm.

9.1.4.2 当采用明敷设时,除矿物绝缘类不燃性电缆外,应采用有防火保护的金属管或封闭式金属线槽保护。

9.1.4.3 当采用阻燃和耐火电缆时,可不穿金属管保护,但应敷在电缆井内或电缆沟内或吊顶内有防火保护措施的封闭式线槽内。

9.1.4.4 对供电时间要求较长的消防设备供电线路,当采用明敷设时,宜采用矿物绝缘电缆,或封闭式防火桥架等有效保护的耐火类电缆。

相信通过这次对《高层民用建筑设计防火规范》的修订和实施,我国对矿物绝缘电缆的使用会有一个很大的发展,从而为在火灾情况下消防设备的正常运行、人员的疏散和营救提供有力的技术保障。

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太阳能电池板家庭用能够提供多少电力

宁西铁路2004年建成投运后运量增长很快,2007年实际货运量已达到2372万吨,超过设计运量2200万吨/年的能力,并开行两对客车,运力已经饱和。而随着社会经济的发展,沿线的运力需求猛增,需要尽快增建二线并对既有线路进行改造提升。

2008年10月8日,铁道部在北京召开会议,宁西铁路合肥至西安段增建二线(复线)工程预可行性研究报告顺利通过审查 ,这标志着宁西铁路增建二线工程前期工作迈出了实质性的步伐。

作为国家中长期铁路网规划中,贯通我国西北、华东、中南三个经济带的重要组成部分——南京至西安铁路增建二线工程陕西段项目于2012年8月22日正式启动。 2012年5月,宁西铁路西安至合肥段增建第二线工程招标信息公布,详细工程信息如下:

项目概况

西安局管段:

西起西安枢纽新丰镇编组站,于陇海铁路零口站接轨,经渭南市向东南穿越秦岭后,再经商洛市辖的商州区、丹凤县、商南县,进入河南省南阳市辖的西峡县。其中西安局管段工程内容有:

新丰镇编组站相关工程 ;西安枢纽配套工程 ;零口(K12+000)至局界(K248+289.5)增建二线;既有线换铺无缝线路工程。

郑州局管段:

自郑(州)西(安)局界(陕西省商南K248+289.5)至郑(州)武(汉)局界(湖北省小林K563+600),正线铺轨长度315.3km。其间,线路在南阳与焦柳线衔接。线路在陕西省境内7km,河南省境内293km,湖北省境内15km。

武汉局管段:

该段位于湖北省北部,河南省信阳地区。宁西正线K563+600~K800+400,正线全长236.8km。线路于信阳与京广线、于潢川与京九线相交,于小林车站通过小厉联络线与汉丹线相连。线路为东西走向,自西向东依次经过湖北省随州市的小林镇,信阳平桥、浉河、罗山、息县、光山、潢川、商城、固始等区县。

上海局管段:

该段位于安徽省中西部,自省界始,经叶集试验区、金寨县、霍邱县、六安市,止于合肥枢纽的长安集站,正线全长103km。

主要技术标准

(1)铁路等级:国铁I级。

(2)正线数目:双线。

(3)线间距:区间直线地段,零口至西峡段4.0m,西峡至南阳西段4.2m,南阳西至长安集站4.4m。

(4)设计行车速度:零口至西峡段120km/h(局部限速100km/h);西峡至南阳西(不含)160km/h(局部限速120km/h);南阳西至六安160km/h,预留200km/h;六安至长安集120km/h。

(5)最小曲线半径:零口—西峡:一般地段1200m、困难地段800m。西峡—南阳西:一般地段2000m,困难地段1600m。南阳西—长安集:一般地段3500m,困难地段2800m。

(6)牵引种类及质量:电力5000t。

(7)限制坡度:零口至西峡段13‰,西峡至合肥段6‰。

(8)到发线有效长度:1050m,双机在段1080m。

(9)闭塞类型:自动闭塞。

(10)不考虑双层集装箱条件。

计划工期:批准的建设工期42个月。 2012年9月18日,宁西铁路二线商洛段工程新桃花铺二号隧道正式开工建设,这标志着宁西铁路二线工程全面动工。

2012年10月19日,宁西铁路二线征地拆迁及建设环境保障工作会召开 。

2012年10月23日,宁西铁路二线陕西段工程正式开工建设。

2013年8月20日,由中铁建电气化局承建NXZH-2标段电力第一杆在商城县矗立成功。电力工程一直是四电工程的“排头兵”,电力施工进度直接影响到后期联调联试和线路的准时开通。电力第一杆成功矗立标志着宁西铁路新增二线罗山(不含)~局界K655+800~K800+400四电迁改工程正式拉开帷幕。

2013年9月16日,由中国铁建二十二局集团哈尔滨铁路建设公司承建的宁西铁路增建二线NXZQ-3标段固始站改造工程开工建设。宁西铁路增建二线NXZQ-3标段全长73.2公里,途经6个车站。固始站位于河南省信阳市固始县境内,是宁西铁路增建二线NXZQ-3标段第一个站场改造工程。固始站改造工程完工后,将解决豫东南地区农副产品外运和旅客出行等问题,预计每年可运出固始地区的板栗和其他农副产品近亿吨,接发列车增加近百对,极大地缓解这一地区紧张的运输状况,对加速当地经济建设起到积极的促进作用。

2013年10月12日,10月12日,随着0号台的混凝土浇筑完成,由中铁七局集团承建的宁西二线(郑州局管段)NX5白河特大桥主体顺利完工。 白河特大桥是NX5标段最大的一座桥,它的顺利完工为后续整体施工推进铺平了道路。白河特大桥起点位于南阳市卧龙区潦河镇丁奉店村东侧,桥梁全长1.125公里。

2013年10月底,宁西二线电气化铁路110千伏丹凤牵供电工程(110千伏张丹Ⅰ、Ⅱ线改线)顺利投入运行,为宁西电气化铁路提供可靠的双电源供电,该工程同时改造了张丹Ⅰ、Ⅱ两条线路30千米的旧导线,增设了一条通讯光缆,极大地提高了陕西商洛市东部电网的供电能力和供电可靠性。据了解,该工程的顺利投运,使电网向陕西商洛市丹凤县和宁西铁路的供电能力提高了一倍,为宁西铁路二线的运营提供了可靠的供电保障。

2013年11月5日,宁西铁路增建二线(郑州局管段)站前工程NX4标既有线换铺无缝线路和既有线路拨移营业线施工专项方案顺利通过审查,获得既有线无缝线路换铺施工“绿卡”。此次既有线长钢轨换铺施工专项方案审查的顺利通过,为该项工作提供了可靠的技术保障,也为铁路营业线施工安全奠定了坚实基础。

2013年12月4日,中国铁建中铁十五局集团四公司宁西二线NX1标项目部跨南水北调及焦柳铁路特大桥连续梁顺利合拢。 该特大桥全长647.65米,桥梁孔跨布置:2-32m简支T梁十1-(60十100十60)m连续梁十(7-32十1-20十4-24)m简支T梁。桥墩16个,桥台2个,最高桥墩10.25米,最低桥墩4.75米,跨南水北调悬壁现浇梁全长220米,主跨南水北调100米,两边各跨60米。(3号、4号墩为跨南水北调主墩)

2013年12月28日,随着宁西二线项目部项目经理李建志的一声令下,由中铁电气化局集团三公司第九分公司负责施工的宁西二线NX9标(郑州局管段)电气化工程,在郑州局白秋车站施工现场立起了电气化第一杆,标志着宁西二线NX9标段站后“四电”工程正式开工。 宁西增建二线(2015年)12月开通

宁西铁路正线全长1086公里。于2012年启动增建二线工程,二线正线全长952公里,工程完工后,合肥至西安的火车可缩短路途时间近一半。

方法/步骤

1、 安装之前需要先试好每块板子的螺丝位是否正确,螺丝也是不锈钢的,一劳永逸,不用考虑生锈问题。

2、 做好的支架整体图,待会需要四个人才可以抬起来,非常重

3、 不锈钢支柱底座,也是不锈钢的,开孔非常困难,一共六条支柱。

4、 机柜,一共三层,最上面一层放置逆变主机和太阳能控制器,断路器等开关设备,第二、三层是电池位置,可以放置8个12V 200AH电池

5、12V 200AH太阳能专用深循环电池,非常重,

6、预留好开孔位,需要考虑仪表,布线,开关按钮,风扇等

7、机柜上有输出交流电压,输出交流电流,蓄电池电压,机柜温度,以及对应的按钮,风扇开关,室外LED光管开关等,还有两个预留开关。

8、 18块太阳能电池板分为两组,一组2串4并,另外一组2串5并,分别接60A太阳能控制器;以下这个是自己DIY的汇接箱,可以实时直观的看到目前太阳能发电情况,红色的是电压,蓝色的是电流,红色电压在带负载的情况下可以达到55左右,空载的时候最高可以达到90左右(11月日照)蓝色电流最高的一组可以达到23A左右(10块板子)

9、机柜内部情况,黑色的是6000W逆变主机(直流主供型,可以充分利用太阳能发电,蓄电池没有电的情况下会直接切换到市电,待蓄电池充满又自动切换回逆变供电,切换时候不会有任何感觉,无缝切换),蓝色那个是双电源自动切换开关,如果关闭逆变主机则会自动切换到市电,这个切换是有时延的,大概1秒左右,断电有感觉。其它的就是断路器和漏电保护开关。

10、2个60A的太阳能控制器,具有很详尽的实时数据查看功能,可以了解当前电池电量,温度,充电电流,电池电压,发电安时数,用电安时数非常好用。有个8A的开关电源,主要用来提供仪表,机箱风扇,室外LED光管12V直流供电用。几个两相和三相插座是测试用。

11、 每一层都有一个散热风扇,目前温度可以控制在30度以内

12、 双电源切换开关

中间太阳能电池板之间的接缝考虑到漏水问题,使用了铝箔纤维胶布,可以防晒,防水,而且不容易撕烂,粘性很强。

最下面有水槽,雨天接水可以用来浇菜淋花。

整体结构,比较牢固,应该可以抗击台风。

每块板子都使用MC4专用接口相连,维护便易,走线使用铁线槽较为耐用,线槽下有四条防水LED光管,晚上非常亮

一段时间后太阳能电池板表面会积聚灰尘,从而使发电效率受到影响,需要定期对板子进行清理。以下是太阳能板子的清理利器

清洁后的板子焕然一新(最好选择太阳快下山的时候清理,这时候板子已经凉下来,而且已经不在发电状态)

避雷器的安装直流避雷器,每路电池板接一个(最好安装在保险丝和断路器后面),地线接机柜即可(要求是接最近的钢架结构)

交流避雷器(图中**热缩管包着的就是地线,还没有找师傅焊好接口,只是简单的靠在钢架上)

13、 最后总结,一共使用18块200W单晶硅太阳电池板3600W系统,4个12V200AH电池串联成48V,逆变器是48V 6000W的,可以支撑3台2匹空调同时使用,两层楼所有生活用电、以及网络、监控、自动水泵、楼道灯都使用此逆变器供电,可以满足日常生活需要。需要注意的是逆变器可以调节充电电流如果不想使用市电供电可以将此电流调节为零,那么就可以更加充分利用太阳能发电。4个电池可以满足一整晚用电,到第二天7、8点太阳升起又继续使用太阳能供电,蓄电。不用自己花一分钱电费。4个电池还是少了点,考虑到放电过快(两组电池与一组相比电压稳定许多)和对大功率电器的支撑,现在已经增加到8个电池一共是200 * 8 = 1600AH(因为逆变器有电池的保护机制,最多可以使用70%,折算起来大概可以使用到11.2度电),这样可以在没有阳光的情况下使用1天左右(各个家庭用电情况不同,可以根据自己家庭用电情况增减)。现在用了几天4个电池的话最多发电一天是11度多,因为没有更多电池充电,也用不了这么多电(8个电池还在测试中)。整套太阳能发电系统花去近4万元,其中不锈钢支架和机柜布线就花去了12000,还有就是电池太贵。自己做了很多前期学习研究才下手,总的来说还是对太阳能很满意,希望以后电池技术能有突破,可以存电更多,更耐用。

 
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