火災自動報警系統廣泛應用於各類建設工程內，作為火災的先期預報，為火災的及時撲滅、保障人身和財產安全，發揮了不可替代的作用。在日常火災自動報警系統的設計、應用和施工過程中，人們大多數只注意到火災探測器的外觀、靈敏度、穩定性、智能化程度的高低，或是主機的性能、界面和功能等方面，但在實際的工程施工調試中，有一些看似簡單卻又值得密切注意的問題，需要我們加以技術改進，從而進一步完善系統的功能。這就是下面所要分析和討論的有關火災報警控制系統中常見的線路壓降問題。
總線制火災報警系統線路壓降導致的常見問題及影響
在火災報警控制系統的調試工作中，您是否遇見過這樣的問題：火災報警控制器已經發出控制指令，控制模塊也已經動作，但一些外部控制設備如排煙閥、送風口之類的就是不能動作。我們在現場使用萬用表監測控制模塊DC24V輸入端的電壓，發現在火災報警控制器沒有發出控制指令前，電壓沒有變化，但控制指令一旦發出，電壓就低了好幾伏。這是什麼原因呢？這就是我們要討論的線路壓降問題。
火災自動報警迴路和消防聯動控制線路都存在線路壓降問題。這在規模較小的系統中一般體現不出來，但在那些建築面積較大、樓層較高、線路較長的工程中，這一問題就顯得尤為突出。而這些在工程前期，又未能引起施工人員的充分注意，直到在工程後期調試階段問題暴露後，才想方設法採取各種補救措施，不僅費工費時，而且很難處理徹底。所以消防設備的可靠動作，就必須避免供電線路的電壓降的不良影響。
導致火災報警系統線路壓降的幾個原因
1、導致線路壓降的首要原因是線路內阻
我們把導線內阻和接點電阻通稱為線路內阻。導線內阻就是導線本身所固有的電阻，阻值的大小與線路長短成正比、與導線橫截面積成反比，並且與導線質量有關。有些廠家生產的導線質量不過關，無形中就增加了阻值。接點電阻是指線路中的導線與接線端子、導線與導線之間連接的接觸電阻。當接入設備時，如果接線端子壓接不緊，就會增大接點電阻。線頭不焊錫、長時間裸露在空氣中會產生氧化層，也會造成接點電阻增大。另外在總線中接入感煙探測器、感溫探測器、輸入模塊、輸入輸出模塊、總線短路隔離器等各類編址單元，接入設備數量越多，接點電阻就越大。
正是由於線路內阻的存在，才引起了電路中工作負載兩端的電壓下降的問題。根據歐姆定律可知，壓降值與線路內阻和工作負載電阻的比值成比例。因此要減小線路壓降，就得想辦法減小線路內阻和工作負載電阻的比值。
2、電源線中聯動設備動作電流過大形成線路壓降
電源線指電源給輸入輸出模塊、樓層顯示器、聲光等提供DC24V的線路，線路壓降問題影響比較大的一般出現在電源總線中，這主要是由於電磁閥類聯動設備動作電流大造成的。防火捲簾門、排煙風機、消防水泵等都是通過中間繼電器來控制的。選用繼電器的阻值一般都在500歐姆以上，動作電流已經比迴路總線中編址單元的工作電流大多了，可這不是產生壓降問題的主要原因。排煙閥、風口、氣體滅火系統中啟動鋼瓶等電磁閥類聯動設備才是真正的“用電大戶”。電磁閥的阻值一般為36歐姆，動作電流約為0.65安培。這樣大的動作電流就足以使線路內阻形成很大的壓降。
3、受控消防設備缺乏保養導致線路壓降
一些受控消防設備由於長期缺乏應有的人工維護保養，從而使得設備腐蝕生鏽，受控設備的控制線圈長時間通電卻不能動作，就不能及時釋放電流造成電壓下降而無法正常工作，容易發生此類問題的常見消防設備如板式排煙口、防火閥等等。
有效防止發生火災報警控制線路壓降問題的對策
1、對所控制設備實行分時控制
分時控制可以減少同一時間內所需要控制的設備數量，電磁閥等大電流設備只需脈衝信號，不需持續電源供電，這樣同一時間內、外控設備數量減少了，並聯在電源總線上的負載就增大了，就可以減低線路內阻的影響，即使對聲光報警器等需持續電源的設備分時啟動也有效果，因設備的啟動電流較大，啟動後電流較小，也可緩解同一時間電流過大的問題。分時控制有兩種實現方法。一是軟件編程，利用火災報警器本身的延時輸出功能；二是硬件搭接，將同類外控設備通過其連鎖控制端子串聯起來，逐個驅動外控設備。
如果所有的外控設備都可以通過軟件編程的方法實現分時控制，那自然就不需要硬件搭接了，但有的廠家控制器延時功能不太完善。延時控制影響控制器的運行速度，因此，硬件搭接也是我們要考慮的因素。但要注意如果自行搭接也會有不可靠之處，其中如有外控設備不能正常動作就會影響後面需要聯動的設備，還是儘可能考慮廠家控制延時功能，多設幾路DC24V電源總線的幹線。
在工程設計中就應該考慮到，多敷設幾路幹線，可以減少線路中控制模塊的數量，從而減少接點電阻；並且可以避免一條電源總線繞來繞去，對減少線路長度有很大幫助。有相當一部分人員認為，在設備無法啟動或設備無法正常工作時，是由於電源功率不夠引起。其實並非如此，大部分是由於線路壓降引起的，在這種情況下，採取上述方法，效果較佳。
2、加大導線線徑
在設計中，有些設計人員比較容易忽視24V直流電源的供電線路的線徑，與用電設備的選型匹配問題——尤其值得注意的是各類電控風閥的控制線路的線徑大小。一些設計人員未注意該線路的線徑大小，也沒有考慮該線路上設備有多少，它們的瞬時動作電流有多大。而往往火災發生時，一系列聯動設備都應在相應的時間內打開或關閉。如果電源不能跟上，這些設備的動作繼電器無法正常工作，不但不能聯動有關滅火控制設備，而且會損壞設備，這個問題在聯動設備較多的地下室尤為突出。
3、接線端要焊接
儘量採用優質的銅芯線並減少線路的接頭，線路接頭都要焊接，這樣可以減少導線內阻和接點電阻。
4、現場放置DC24V電源箱
現在不少廠家的模塊是需要供電的，有些是取主機的電源供電，有些是另外配電源供應箱。由於先進設備的數字化程度較高其對電源的要求也高，要求電源的雜波小，以減少外部電源對系統的干擾。尤其是第三代數字系統，如模塊與外設用同一路電源供電，在聯動時，大電流瞬時低壓對系統與設備影響極大。因此我們認為應把外部設備的電源與模塊的電源分開，這樣比較能保證模塊的正常工作。建議分區域設置單獨的24V電源箱，在大型建築群建議每棟建築單獨設置24V電源箱，超高層建築可在設備層設置24V電源箱。但是要注意，現場供電的AC220V必須是消防專用電源。24V電源箱需配備與主機匹配的24V電池組，主機亦應有對電池組主備電源進行監管功能。
5、強化施工質量以及後期維護保養
火災報警設備從設備廠家出來，只是完成了第一步。就是質量再好的設備，它在以後的運行狀況也在很大程度上依賴於安裝質量。這要求我們在施工前要儘量考慮周全，施工中要保證質量。像線路壓降這樣的問題，如果我們在設計、施工、調試等各個環節都能考慮到，應該是可以避免的。施工時應文明施工，儘量保證線路安裝完好、可靠。首先，預埋時，要用鎖母做好管路與接線盒之間的連接並用護口保護，線盒等裸露部分應做好封堵；在穿線時，應將雜物清出線管，以免把導線的絕緣層割斷，甚至把導線芯也割斷，從而不知不覺中使得導線的截面又變小了。其次，應儘量減少接口，這不但是避免不必要的可能產生的故障，而且也是減小了接觸電阻。如果線路過長或有中間線，要選用合適的端子，保證接觸良好。最後在設備日常運行維護保養中，要經常性地對消防設備設施採取除鏽、除塵以及上油潤滑等保養措施。
6、安裝供電線路降壓自動補償器
採用降壓自動補償器後，可以使供電線路達到以下兩種狀態：一是由三相交流市電不升高電壓而直接為負載供電並維持末端電壓在允許的範圍內；二是將三相交流市電升高電壓以補償壓降。並且，這兩種工作狀態會在不停電的情況下，根據負荷變化的情況，完全自動進行轉換，從而實現供電線路壓降自動補償的目的。
7、充分利用控制模塊及受控設備的的常閉觸點
有些設備是具有兩種受控方式的，平時處於通電狀態、斷電時動作，這樣設備聯動時需要的用電負荷明顯減少，就能有效解決線路壓降問題。斷電動作設備如聯動釋放閉門器以關閉防火門、聯動釋放鎖閉裝置以開啟排煙窗等等。
通過以上的分析可以看出，總線制火災報警系統中產生線路壓降的原因千差萬別，所提出的幾種解決方法也各有利弊，在實際工程中，應針對不同工程的不同情況，例如工程規模大小、設備選型高低、施工質量優劣等方面，靈活採用各種解決辦法，才能進一步降低火災報警系統的故障率、提高整個火災報警系統的靈敏度。相信隨著時間的不斷推移，會有越來越多的設計、施工單位意識到聯動控制中線路壓降問題的重要性，從而有意識地解決和降低此類問題的發生，充分保障好廣大人民群眾的生命財產安全。
文章來源於微信公眾號“電氣設計圈”
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