火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)防雷技術(shù)研究

劉剛

摘要：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是集火災(zāi)信號(hào)探測(cè)、報(bào)警、控制和接收為一體的信息控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)早發(fā)現(xiàn)早防護(hù)，是現(xiàn)代建筑防災(zāi)減災(zāi)的重要組成部分，而系統(tǒng)中的探測(cè)電路、控制線路、配電線路以及消防設(shè)備等容易因雷擊而造成誤動(dòng)作或失效，從而影響系統(tǒng)的可靠性、安全性，本文通過(guò)對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)各部件雷電災(zāi)害侵入途徑分析，結(jié)合現(xiàn)代防雷技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的防雷保護(hù)要點(diǎn)和方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng);防雷接地;浪涌保護(hù)器（SPD）;等電位聯(lián)結(jié);

1.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)組成

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是火災(zāi)探測(cè)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，分為區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)、控制中心報(bào)警系統(tǒng)，本文以集中報(bào)警系統(tǒng)為例進(jìn)行防雷保護(hù)研究。集中報(bào)警系統(tǒng)由兩部分組成：一是火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括觸發(fā)器件（火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕發(fā)出報(bào)警信號(hào)）、火災(zāi)報(bào)警裝置（接收、顯示和傳遞火災(zāi)報(bào)警信號(hào)）、電源;二是消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括聯(lián)動(dòng)控制器、圖形顯示裝置、電氣控制裝置、電動(dòng)裝置、聯(lián)動(dòng)模塊、應(yīng)急廣播設(shè)備、消防電話。

2.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)雷電風(fēng)險(xiǎn)分析

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)大部分設(shè)備和構(gòu)件均處于建筑物內(nèi)，屬雷電防護(hù)LPZ1區(qū)，該區(qū)域內(nèi)不會(huì)遭受直擊雷擊，雷電電磁場(chǎng)強(qiáng)度得到初步的衰減，系統(tǒng)可不考慮直擊雷造成的危害，但系統(tǒng)所處的建筑物應(yīng)當(dāng)具備直擊雷保護(hù)措施，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)雷電損壞的途徑主要通過(guò)以下幾種方式。

2.1雷電靜電感應(yīng)危害

當(dāng)建筑物附近空間有雷暴云時(shí)，云下的金屬導(dǎo)線、金屬管道等由于靜電感應(yīng)而帶上相反的電荷。當(dāng)閃電放電后，由于金屬導(dǎo)線、金屬管道與大地間的阻抗較大，導(dǎo)線或管道上積累的電荷形成了局部感應(yīng)高電壓，在信息線路、架空線上可達(dá)幾十至上百千伏，形成的感應(yīng)高電壓以浪涌電壓的形式傳導(dǎo)至與之相連的建筑物內(nèi)設(shè)備上，造成設(shè)備損壞。

2.2雷電電磁感應(yīng)危害

雷電流具有極大的峰值和陡度，當(dāng)發(fā)生云閃或地閃時(shí)，在周圍空間形成強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，變化的電磁場(chǎng)在開口環(huán)狀金屬線路、金屬管道感應(yīng)形成的過(guò)電壓高達(dá)上千伏，而火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中微電子設(shè)備、通信設(shè)備、控制設(shè)備內(nèi)部高度集成，從而造成電子設(shè)備耐過(guò)電壓、過(guò)電流的能力弱，抗浪涌電壓的承受能力下降，加之信號(hào)來(lái)源路徑增多，更容易因電磁感應(yīng)過(guò)電壓遭受損壞。

2.3地電位反擊

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)所在建筑物外部防雷系統(tǒng)遭受直擊雷后，雷電流向大地釋放，將在接地裝置上產(chǎn)生較高電壓，該電壓遠(yuǎn)超設(shè)備的工作電壓，此高電壓將通過(guò)系統(tǒng)的接地線、電纜屏蔽管、各種管道引入設(shè)備，造成設(shè)備的反向擊穿損壞設(shè)備。

3.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)防雷要點(diǎn)

3.1消防控制室的雷電防護(hù)

消防控制室處于建筑物雷電防護(hù)的LPZ1區(qū)，室內(nèi)集中布置了火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)圖形顯示裝置、消防聯(lián)動(dòng)控制裝置等消防控制設(shè)備。消防電氣和電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架和金屬管、槽等，應(yīng)采用等電位連接并接地，當(dāng)采用共用接地裝置時(shí)，接地電阻值不應(yīng)大于1Ω，采用專用接地裝置時(shí)，接地電阻值不應(yīng)大于4Ω，由消防控制室接地板引至各消防電子設(shè)備的專用接地線應(yīng)選用銅芯絕緣導(dǎo)線，其線芯截面面積不應(yīng)小于4mm2，等電位連接系統(tǒng)中所有防雷器及報(bào)警主機(jī)都應(yīng)采用大于1.5mm2絕緣多股銅導(dǎo)線連接到中控室等。

3.2火災(zāi)報(bào)警控制器的雷電防護(hù)

火災(zāi)報(bào)警控制器屬于整個(gè)是所有探測(cè)信息收集、輸出的核心組件，也是雷電防護(hù)的重點(diǎn)部位。主要考慮抑制從探測(cè)回路、供電線路等進(jìn)出報(bào)警裝置引入的過(guò)電壓。火災(zāi)報(bào)警裝置主要的進(jìn)出線路接口有：～220V供電線路;多控制線;RS-485、RS-323通信總線;DC24V電源線;遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信線;報(bào)警總線;針對(duì)不同輸入、輸出信號(hào)特點(diǎn)以及線路接口參數(shù)，選擇相應(yīng)技術(shù)參數(shù)的SPD進(jìn)行保護(hù)。

3.3外接線路防雷保護(hù)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中大部分設(shè)備構(gòu)件處于LPZ1區(qū)，而消防廣播、消防電話、高位水箱可能有部分設(shè)備部件未處于接閃器的保護(hù)范圍，而是處于雷電防護(hù)LPZ0A區(qū)，該區(qū)內(nèi)設(shè)備、設(shè)施可能遭受直擊雷擊。針對(duì)不受保護(hù)的設(shè)備設(shè)施，比如處于LPZ0A區(qū)的消防廣播、屋面高位消防水箱均需要考慮采取直擊雷防護(hù)措施，外接消防電話應(yīng)當(dāng)考慮從建筑物外引入雷電浪涌電壓的防護(hù)措施。

3.4地電位反擊保護(hù)措施

消防系統(tǒng)設(shè)備所在建筑物遭受直接雷擊后，接地系統(tǒng)電壓抬升，此時(shí)電源系統(tǒng)PE線、信號(hào)系統(tǒng)邏輯接地線電壓遠(yuǎn)高于系統(tǒng)相線、信號(hào)線工作電壓，為了消除電位差，則需要在地線和相線或信號(hào)線之間通過(guò)浪涌保護(hù)器連接，保證正常工作狀態(tài)下兩者不連通，處于開路狀態(tài)，當(dāng)?shù)仉娢惶^(guò)SPD啟動(dòng)電壓時(shí)，SPD消除此在設(shè)備內(nèi)由于線間電壓差而造成的損害。

3.5電源系統(tǒng)防雷保護(hù)措施

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)一般采用TN-S系統(tǒng)，信息系統(tǒng)防雷等級(jí)不應(yīng)低于C級(jí)防護(hù)。在消防總配電柜應(yīng)設(shè)放電電流In≥50KA 或Iimp≥12.5KA一級(jí)SPD保護(hù)，其他消防電動(dòng)裝置，如消防泵、防火卷簾、防防排煙設(shè)備、防火卷簾用分電箱設(shè)標(biāo)稱放電電流In≥20KA SPD做第二級(jí)保護(hù)，報(bào)警控制器、聯(lián)動(dòng)控制器、UPS設(shè)備可設(shè)標(biāo)稱放電電流In≥3KA SPD做第三級(jí)保護(hù)。

4. 結(jié)束語(yǔ)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑消防系統(tǒng)的重要組成部分，整個(gè)系統(tǒng)線路復(fù)雜、設(shè)備設(shè)施較多，其中各種感煙、感溫、燃?xì)獾忍綔y(cè)器在各防火分區(qū)內(nèi)大量設(shè)置，其次消防水泵、防火卷簾、防排煙等聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備不僅有低壓動(dòng)力電源，還有弱電控制線路，加之設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)區(qū)域往往屬于人員密集區(qū)域，需分析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)各部分雷電災(zāi)害的侵入途徑，利用現(xiàn)代防雷技術(shù)的“接閃、引下、接地、分流、屏蔽、綜合布線”六要素，才能全面做好火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)防雷保護(hù)。

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