探讨火灾报警系统线路的压降问题

我们知道，在长距离的消防报警系统中，线路所产生的压降会有较大影响。本文就线路内阻产生的原因，以及在火灾报警控制系统工程安装、调试过程中所遇到的线路内阻产生的压降问题进行了论述，并相应提出了一些解决方法。  
　　现代城市建筑多以高层建筑、大型建筑居多，在这些建筑里火灾自动报警、联动系统是必不可少的设施。而那些高度高、面积比较大、线路比较长的建筑工程，火灾自动报警回路和消防联动控制线路的线路压降问题就显得比较突出。而在工程前期，设计人员和工程施工技术人员又不太注意这样的小问题，直到工程的后期调试时，才发现问题的严重性，想方设法寻求各种补救措施，这样不仅费时费工，而且得不偿失。
　　线路压降问题主要由下面两种原因引起。
　　(1) 导线内阻
　　导线本身有电阻。阻值大小与线路长短成正比，与导线截面积成反比，另外，有些厂家生产的导线质量差，无形中又增加了阻值。
　　(2)接点电阻
　　在总线中接入了烟感、温感、手动报警按钮、输入模块、控制模块等各类编址单元，如接线端子压接不紧，会引入接点电阻。另外，线头不焊锡，时间长了裸露在空气中会产生一层氧化层，也造成接点电阻增大。接入编址单元数量越多，接点电阻就越大。我们把导线内阻和接点电阻统称为线路内阻。正是由于线路内阻的存在，才引起了电路中工作负载两端的电压下降问题。总线制火灾报警控制系统一般有三种总线，即报警回路总线、电源总线、网络通信总线。报警回路总线指报警器与各探测、控制器件的连线。电源总线指报警器或电源箱给可燃气体探测器、控制模块、楼层显示器提供DC24V的线路。网络通信总线指系统中报警控制主机、从机、楼层显示器之间的通信联络线路。
　　相对于电源总线，报警回路总线和网络通信总线压降问题比较少。以报警回路总线为例：由于各个报警器生产厂家对这个问题都很重视，对报警回路最大负载、回路线的长度、线径都提出了明确要求。例如：北京利达消防设备LD2000E系统要求回路线选用RVS—2*1．0～2．5mm2的双色双绞多股铜芯软线，而且回路线不能超过1500m。海湾安全技术股份有限公司生产的GST500系统要求回路线线径不小于0．8mm2的双色双绞多股铜芯软线。另外，报警回路总线中的探测器、手报及模块都是低功耗器件，器件阻抗都比较大。例如：北京利达生产的型号为LD2100的智能光电感烟探测器工作电压范围是19—24V，静态工作电流是0．3mA，报警电流是3mA。海湾安全技术公司生产的型号为G3的智能光电感烟探测器额定工作电压是24V，静态工作电流是1．2mA，报警电流是12mA。报警回路中的电流很小，因而线路内阻引起的压降不大。线路压降问题影响比较突出的一般出现在电源总线中，这主要有以下几种情况：
　　 电磁脱扣类联动设备动作电流大防火卷帘门、排烟机、送风机、水泵等大型的重要消防设备都是通过中间继电器来控制的。选用继电器的阻值一般都在500Ω以上，动作电流已经比回路总线中编址单元的工作电流大多了，可这不是产生压降的主要原因。排烟阀、送风口、电动碟阀等电磁脱扣类联动设备才是“用电大户”。排烟阀、送风口的电磁阀一般标称工作电流为lA。这样大的动作电流使线路内阻形成很大的压降。
　　下面的工程事例说明电磁脱扣类联动设备动作电流大引起了线路压降在工程中所带来的不良影响。
　　在调试地下1层、地上15层，建筑面积有4万m2的市立医院工程时，由于该工程每层为1个防火分区，1个排烟分区，要求排烟分区内任意2个烟感报警联动排烟分区内的3个排烟阀，同时联动所在防火分区的相关设备， 2个正压送风口、2个强切以及屋顶风机。调试时发现阀的工作状态不稳定，后发现阀动作时，阀上电压只有15V，使阀打不开。经检查发现电源线路电阻3Ω。就3个排烟阀而言，当模块动作时，DC24V接通，3个排烟阀并联在DC24V电源线上，一个电磁阀动作电流1A，三个并联是3A，仅该项线损就达9V。
2  从相关资料查询另一类“用电大户”是可燃气体探测器。它比总线探测器、手报、模块等器件大很多。由于可燃气体探测器目前在本地应用还不是很广，所以尚无具体工程验证，仅做参考。　　
了解了线路压降所带来的不良影响，那么怎样才能有效地防止发生和解决类似地问题呢?我从实践中总结以下几点体会，供参考。
　　(1)施工
　　施工时，应文明施工，尽量保证线路安装完好、可靠。在穿线时，应将杂物清出线管，以免把导线芯拉断，不知不觉中使得导线的截面变小了。应尽量减少接头，这不但可以避免产生不必要的故障，而且也可以减小接点电阻。在相对较小的工程的工程可能觉察不出有何影响，当线路达到一定长度时这种影响就不能不考虑了。
　　(2)多敷设几路DC24V电源总线 
    在工程施工组织设计中就应该考虑到多敷设几路DC24V电源，可以减少线路中控制模块的数量，从而减小接点电阻，并且可以避免一条电源总线绕来绕去，对减小线路长度有很大帮助。
　　(3)所控设备实行分时控制
　　分时控制可以减少同一时间内需要控制的设备数量。同一时间内，外控设备数量减少了，并联在电源总线上的负载就增大了，就可以降低线路内阻的影响。
　　在工程示例中，我们可以采取这样的方法减小线路压降，通过在现场编写联动延迟顺序，对3个排烟阀延迟控制打开。如每隔3s驱动一个排烟阀。
　　(4)加大电源总线的线径
　　电源总线的线径根据工程实际情况事先计算好，以免既成事实无法补救。以笔者经验一般电源干线最好选用4mm2以上的。
　　(5)接线端要焊锡
　　接线、接头应焊锡，压接在端子上的线头也应焊锡或用接线鼻冷压后焊锡，并压接牢固。在前面的工程示例中，最后均是通过增加电源总线，所有接头焊锡，压接端子从新紧固等手段解决问题的。
　　质量再好的火灾报警设备从工厂生产出来，也只是完成了第一步。因为设备运行状况的好坏在很大程度上依赖于工程公司的安装质量。这就要求我们在施工前要尽量考虑周全，施工中保证质量。