谈消防配电线路保护的错误观点和做法

　　消防配电线路是指由末端消防配电(控制)箱与其上一级配电柜(箱)之间的低压配电线路。此段配电线路一般较长，尤其是消防配电干线，其配电线路往往跨越多个防火分区。因此，该段配电线路发生故障时不仅危害较大，而且难以发现。
　　发生火灾时，为了充分发挥建筑物内部消防电气设备的灭火、疏散和防排烟作用，尽量减少财产损失和人员伤亡，必须确保消防配电线路始终处于良好的工作状态。为此，除选用适合本工程建筑类别的电线电缆型号和满足防火要求的敷设方式外，对消防配电线路设置完善且合理的电气保护措施也是非常重要的。
　　 1 消防配电线路应设过负载保护
　　《低压配电设计规范》(GB50054-2011)第6.3.6条规定：“过负荷断电将引起严重后果的线路，其过负荷保护不应切断线路，可作用于信号。”该条文有两层含义。首先，配电线路过载运行是一种电气故障状态，长时间过载运行会引起线缆导体及其连接端子的温升增大，极大降低了线缆绝缘的使用寿命，甚至有可能因高温引燃附近可燃物而发生火灾。也可能因线缆温度过高使配电线路的绝缘损坏，造成短路故障，不仅该配电线路断电，甚至影响其它消防电气设备的正常运转。所以，消防配电线路应设过负荷保护。另一方面，配电线路短时间过负荷运行尚不会产生严重后果。发生火灾时，为了确保对消防电气设备的不中断供电，最大限度的减少财产损失和人员伤亡，即使消防配电线路发生过载的情况也不应切断其电源。因此，消防配电线路的过负荷保护只能作用于报警信号而不得作用于切断电路。该条规定已列为强制性条文。此外，《民用建筑电气计规范》(JGJ16-2008)第7.6.4条亦作为强制性条文规定：“……对于突然断电比过负荷造成的损失更大的线路，该线路的过负荷保护应作用于信号而不应切断电路。”因此，消防配电线路必须设置仅作用于报警信号的过负荷保护，此点应引起电气设计人员的高度重视。
　　对消防配电线路设置仅作用于报警信号的过负荷保护，可以随时掌握消防配电线路的运行状态。平时可以尽快发现并修复消防配电线路或消防电气设备的故障。发生火灾时，消防人员可根据各消防配电线路的运行状态制定或随时调整灭火方案。因此，对消防配电线路设置仅作用于报警信号的过负荷保护是非常必要和非常重要的。此外，消防配电线路的过负荷信号除应在现场报警外，还应引至消防控制室或有人值班的房间。否则，消防配电线路的过负荷报警信号将很难发挥监测消防配电线路的作用。
　　 2 有关消防配电线路保护的错误观点和做法
　　也有设计师在一篇关于消防配电线路保护的论文中提出一个观点认为，消防电气设备是短时工作制，根据《民用建筑电气计规范》(JGJ16-2008)第9.2.3条规定，短时工作制电动机可不装设过负荷保护。既然该用电设备不需设过负荷保护，则向其供电的配电线路自然不需设过负荷保护。此文还提出一个观点认为，“消防用电负荷大多是一成不变，不会增容的。”据此断定“消防配电线路在实际运行中是不可能产生过负荷的”，并根据《低压配电设计规范》(GB50054-95)第6.3.5条第二款的规定，进而推断出“消防配电线路不需装设过负荷保护”。上述观点若成立，以此推论，则配电系统中除照明和插座配电线路外，均不需设置过负荷保护。显然，上述观点误解了规范条文的本意，与实际情况也是相矛盾的。
　　短时工作制是指电动机工作过程中，电动机尚未达到热平衡便停止运行。电动机工作过程中达到热平衡的时间取决于电动机的功率、结构形式、冷却方式等因素。我国规定的短时工作的标准时间有15、30、60、90min四种。而《民用建筑电气计规范》(JGJ16-2008)第13.9.13条规定，发生火灾时要求消火栓泵、喷淋泵、防排烟设备和消防电梯等消防设备的最小持续供电时间不得小于180min.由此可见，消防设备的运行状态不属于短时工作制。
多种因素将会引起配电线路过负荷。消防电气设备多为电动机类负载，电压过低、频率升高、断相运行、机械故障引起的传动系统阻力增大、电动机绕组发生匝间短路等均可引起电动机的电流增大，进而导致其配电线路过负荷。此外，无人可以保证用户在使用过程中不会自行在消防配电线路上私接其它用电负载。因此，消防配电线路过负荷的可能性是客观存在的。《低压配电设计规范》(B50054-2011)第6.3.5条第二款中提出的“不可能过负载的线路”是指由于受电源本身容量的限制，不可能使线路过负荷。换言之，无论负荷多大，电源的最大输出电流小于该配电线路的允许载流量，不可能使线路过负荷。一般情况下，向消防配电线路供电的电源容量很大，电源本身阻抗很小。显然，消防配电线路也不属于“不可能过负载的线路”。
　　由上述分析可知，消防配电线路不设仅作用于报警信号的过负荷保护无疑可能存在安全隐患，且降低了向消防电气设备配电的可靠性。显然违反规范强制性条文的规定。此文一出，误导了很多电气设计人员，笔者在施工图审查时经常发现很多设计人员对消防配电线路仅装设短路保护而不装设过负荷保护。譬如，对消防配电线路仅采用脱扣器代号为3200或3208的断路器作保护装置。众所周知，脱扣器代号为3200的断路器为电磁脱扣器，脱扣器代号为3208的断路器为带报警触头的电磁脱扣器。当发生短路故障，短路电流达到电磁脱扣器的整定值时，断路器跳闸切断电路。上述两种脱扣器均不能检测过负荷电流，故不具备过负荷保护功能，二者的唯一区别是3200的断路器只切断电路电流，而3208的断路器在切断电路电流的同时，联动闭合一对常开无源触头，用于控制报警信号装置。所以，仅采用脱扣器代号为3200或3208的断路器保护消防配电线路显然违反规范强制性条文的规定，是非常错误的。
　　笔者在施工图审查时还发现有些计人员采用带复式脱扣器的断路器对消防配电线路进行保护。譬如，采用脱扣器代号为3300或3308的非选择性塑壳断路器或普通微型断路器保护消防配电线路。众所周知，脱扣器代号为3300或3308的非选择性塑壳断路器或普通微型断路器均带复式脱扣器，其反时限过电流脱扣器用于过负荷保护，过负荷时会跳闸。发生火灾的情况下，为了有效灭火，必须充分发挥消防电气设备的作用。此时，即便消防电气设备过负荷，只要消防电气设备还未发生短路，尚能运转，就必须保证其供电不中断，使其继续运行。若采用带复式脱扣器断路器对消防配电线路进行保护，只要消防电气设备过负荷，其上级保护装置将切断该消防电气设备的电源，使其无法运行而失去灭火作用，无疑会造成更大的经济损失和人员伤亡。因此，这种做法也是违反规范强制性条文要求的。还有些计人员采用带复式脱扣器的断路器对消防配电线路进行保护，并将断路器的反时限过电流脱扣器动作电流放大一至二级。这种做法同样不符合消防配电线路的过负荷保护仅作用于信号而不应切断电路的规范规定。
　　此外，用于应急照明的配电干线也属于消防配电线路，自然应按消防配电线路的保护要求同时设置作用于跳闸的短路保护和仅作用于报警信号的过负荷保护。
　　3 消防配电线路保护的正确做法
　　之所以存在上述错误观点和做法，很可能是有人感到对消防配电线路设置仅作用于报警信号而不切断电路的过负荷保护不好实现。其实，有多种方法可以做到这一点。
　　(1)现在，有多个厂家可以生产一种带电子脱扣器的消防型塑壳断路器，该断路器具有短路跳闸，过载仅报警的功能。采用这种断路器对消防配电线路进行保护是最简单而可靠的方法。
　　(2)选择用于保护配电线路的消防型CPS装置对消防配电线路的过负荷和短路进行保护。该型CPS可满足过负荷时不跳闸而只发出报警信号的要求。
　　(3)若该建筑设有漏电火灾报警系统，应选用具有过电流或超温报警功能的漏电火灾报警系统，利用漏电火灾报警系统的过电流或超温报警功能对消防配电线路作过负荷保护，同时选用脱扣器代号为3200的断路器对消防配电线路作短路保护。
　　(4)选用脱扣器代号为3200的断路器作短路保护，另设热继电器对消防配电线路的过负荷进行保护。为了不降低主回路的可靠性，热继电器应通过电流互感器接入，其过负荷动作信号与报警装置连接。
　　此外，还可采用具有过流报警功能的智能电流表对消防配电线路的过负荷进行保护。