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EPS应急电源设计注意的问题

已有 222 次阅读  2017-05-27 13:43   标签应急电源 
  近几年,EPS作为消防应急电源得广泛的应用,其应用范围涵盖了火灾疏散照明,备用照明,安全照明及消防动力设备由于国家尚无其统一的产品技术标准,也无对其应用范围进行界定的设计标准,因此,EPS的应用难免会出现一些混乱。笔者根据近 年来的应用情况,天津UPS不间断电源提出几个值得注意的问题,供设计人员参考,以正其用。
  1 EPS为应急照明系统供电时应注意的问题
  1.1疏散照明系统的线路敷设
  众所周知,高层建筑的疏散照明系统过去一直采用消防双电源自投箱供电,而灯具采用内附蓄电池的应急灯。该系统的特点是:分布多,分散,维护困难,且没有监测措施。电池性能下降或损坏后,如不及时更换,火灾发生时,往往起不到应急作用。为了解决这一问题,一种采用集中供电的应急照明电源取代分散应急灯方案应运而生。这种方案的特点是:取消分散在应急灯内的蓄电池,在EPS箱内集中安置蓄电池组,方便了维护管理,改善了分散应急灯系统因维护困难而使应急电源可靠性下降的局面。但是,事物总是利弊共存。集中供电方案在解决分散应急灯系统维护困难的同时,也失去了应急照明在末端(灯具内)自投的可靠性。就是说,由EPS电源箱配出的分支回路至灯具为单回线路,而灯具内再无可投切的应急电源。因此,应急照明分支配电回路的选择和敷设方式就显的格外重要。其线路敷设按照《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92第24.8.5条的规定:应急照明线路应穿金属管保护,并宜敷设在非燃烧体结构内,其保护层厚度不应小于3cm。该条中宜敷设是针对分散应急灯而言,如果现在仍将这条规定应用到集中应急电源系统中就不合适了。笔者认为,采用“应敷设”更为合理。因为如果将EPS应急电源箱配出的分支回路穿钢管保护,在吊顶内敷设,钢管应涂防火涂料。由于防火涂料具有日久(2—3年)失效性,火灾时,很难维持20—30min的疏散照明要求。
  因此,疏散照明采用EPS集中应急电源供电时,应注意下列问题:
  (1)分支线路应采用阻燃导线穿钢管保护,暗敷设在非燃烧体结构内,其保护层厚度不小于3cm;
  (2)当应急灯在吊顶下安装时,楼板上的接线盒至灯具的连接应穿阻燃可扰金属管保护。
  1.2 EPS的容量及切换时间的选择
  根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第9.2.6条的规定:应急照明和疏散指示标志,可采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不应少于20min ;高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。
  条文中不应少于给出了应急时间的下限值,那么EPS的应急备电时间应选多大呢?通常用于应急照明系统EPS的产品技术要求,其初装容量应保证90min的供电时间。这是因为蓄电池在运行过程中不断老化,容量不断下降。蓄电池老化极限放电时间应满足20min—30min的要求。因此在设计中雨应选择初装容量小于90的产品。且其切换时间尚应满足不大于5S的要求。
  1.3 安全照明系统切换时间及容量的选择
  (1)安全照明的切换时间
  安全照明主要用于高危险工作环境,当市电故障时,EPS必须瞬时切换至蓄电池组侧供电,否则,极易发生人员伤亡。因此,在国家电工委员会标准IEC5982.2.22的第22.16.1条规定:高危险作业区照明的应急灯具,在主市电中断0.25内应提供必要的光源电源,以保证达到厂家标称的在应急状态下的额定照明输出。所以,安全照明的电源切换时间应不大于0.25。
  (2)EPS的容量
  安全照明对EPS的应急供电时间没有具体规定,选择时应按照工艺要求,确定应急供电时间。但要保障安全照明的照度值不低于该场所一般照明照度值的5%所需的容量。
  当安全照明采用白炽灯时,实际选用的EPS的满载输出功率应按下式计算:
  S=P/0.8 (KVA) (1.3—1)
  式中:
  S----EPS满载输出的视在功率(KVA)
  P----安全照明灯总容量(KW);
  0.8----功率因数(因EPS逆变器的输出功率是用功率因数=0.8时的视在功率标注的,当不是用逆变器时,0.8可取消)。
  当安全照明采用荧光灯时,实际选用的EPS的满载输出功率应按下式计算:
  S=(1.3~1.5)P/0.8(KVA) (1.3—2)
  式中:(1.3~1.5)---系数(其原因是荧光灯启动时,存在较大的启动浪涌电流,故容量要增大)上述(1.3—1、1.3--2)两式同样适用于疏散照明、备用照明系统EPS的容量计算。
  2 EPS为消防动力设备供电时应注意的问题
  随着EPS技术的发展,应用范围逐渐扩大。应急电源不仅适用于应急照明系统,而且也应用到消防泵、喷洒泵、送风机、排烟机、消防电梯等消防动力设备。据一些文章或厂家的宣传,EPS完全可以代替柴油发电机组、不间断电源UPS。笔者认为:这样的造势宣传,势必把EPS的应用引入误区。因为这三种自备应急电源各具特点,各有所长,各自适用于不同的工程和场合。三者的并存使我们的设计有了更多、更合理的的选择,从近年国内的应用情况看,EPS作为应急照明系统的电源与作为消防动力设备的电源相比,是比较成功的,问题不是很多。而后者尚存很多问题有待解决,有技术层面的问题,有性能价格比的问题。下面将分别讨论:
  2.1消防泵,喷洒泵,水幕泵在火灾发生时的持续工作时间根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95第7.3.3条的规定,商业楼,展览楼,综合楼,一些建筑的财贸金融楼,图书馆,书库,重要的档案楼,科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3.00h计算,其他的高层建筑可按2.00h计算,自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1.00h计算。又据第5.4.4条规定,采用防火卷帘代替防火墙时,其防火卷帘应符合防火墙耐火极限的判定条件或在其两侧设闭式自动喷水灭火系统……该条文说明中说:该系统为独立系统,火灾延续时间3.0h。上述条款根据建筑物的性质,类别,明确规定了火灾延续时间。换句话说,消防泵在火灾时应满足持续工作时间为;喷洒泵应满足持续工作时间1.0h;用于防火卷帘的水幕泵系统应满足持续工作时间3.0h。而用于消防动力设备的EPS应急电源多为60min/90min/120min,由此可见,并无3小时的产品。如需要3小时供电时间的产品,需另加蓄电池组,而实际应用中往往有意,无意的忽略了这一点。http://www.tjhengyuanda.com
  2.2加压送风机,排烟机及消防电梯在火灾发生时的持续工作时间 EPS为加压送风机,排烟机及消防电梯供电存在的主要问题之一,是火灾时电源的持续工作时间无法确定,在《高层民用建筑防火设计规范》GB50045-95和《建筑设计防火规范》中对此均无明确的规定。由此可见,过去在这些消防动力设备中采用EPS供电,在其备电工作时间的选择上有很大的盲目性。那么正压风机,排烟机,消防电梯在发生火灾时,持续工作时间究竟多少合适呢?通过研读《高层民用建筑防火设计规范》知道:防排烟设施的功能主要是当高层建筑发生火灾时,保证防烟楼梯间,消防电梯井道及电梯前室内无烟或少烟,确保高层建筑内部人员逃生的唯一垂直疏散通道安全。这一垂直通道除供人员逃生外,另一重要作用是为消防人员救火提供安全通道。由前述已知,火灾方式时,消防泵的持续时间为3.0 h或2.0h。在此时间内,消防人员要利用防火电梯,经由消防电梯前室及防烟楼梯间救火。因此,笔者认为,正压风机,排烟机,消防电梯在火灾发生时的持续工作时间应不小于消防泵的持续工作时间。
  2.3 蓄电池注性能对消防动力设备的影响众说周知,蓄电池具有记忆特性,且随运行时间推移,其性能指标指标逐渐下降。在年这段时间内,是普通蓄电池性能下降较快的衰败期,在此期间或之后,蓄电池的蓄电量大打折扣。如不及时更换,其后果会如何呢?为探讨这一问题,首先看一下国家的一些规范,技术措施对消防用电设备的电源都有哪些规定。
  1在《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92中第24.9.15条规定:消防用电设备的电源不应装设漏电保护……
  2在《全国民用建筑工程设计技术措施》中第10.10.10条规定:消防用电设备的电源末端不应装设过负荷保护电器…… 而消防泵,喷洒泵灯泵类的运行具有恒转矩特性,其转矩与电力的平方成反比。用性能衰败了的蓄电池为消防泵,喷洒泵供电。其放电电流很快就不能满足电动机转矩的要求,使电动机运行在过负荷状态,主回路中又无过负荷保护,其结果又两种可能:
  1 如EPS内根据《全国民用建筑工程设计技术措施》第10.10.10条不设过负荷保护,可能导致电动机或EPS烧毁。
  2如EPS内有过负荷保护,则导致消防泵停机。这两种可能不管出现哪种,其后果都是严重的。
  另外,上述第2种可能自身就不符合《全国民用建筑工程设计技术措施》第10.10.10条的规定。由此看来,分散应急灯系统由于维护不利,使其难以达到疏散的目的。而EPS作为消防动力设备电源,如维护不利其后果更为严重。这也是至今难以在《全国民用建筑工程设计技术措施》中规定将EPS作为消费动力设备电源使用的原因。
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