浅议电动脱扣器在消防中的原理及其改进方法

2020-02-18 16:37 来源:未知

  随着我国经济建设的发展,越来越多的高层建筑和工业建筑厂房出现在我们的生活中,搞好火灾的预防和报警工作对保障我们生产和生活的安全就变得十分重要。在火灾预防和报警方面,主要涉及到的就是消防联动控制。

  消防联动控制的内容非常多,主要涉及到防排烟系统、正压送风系统、防火卷帘门迫降、非消防电源切除、消防电梯和客梯迫降、消防泵喷淋泵的启、停等等。它们的控制原理主要是由安装于被监控现场的火灾探测器检测到火灾状态并达到设定值后,传递电信号给消防报警及联动主机,同时消防报警及联动主机给出相应指令(有源DC24V或无源NO、NC)去接通或断开中间继电器的线圈,使消防联动设备启动或停止,达到消防联动的目的。其基本原理框图如下。

  在这里主要浅议防排烟系统的控制原理,其他消防联动设备的控制原理基本上是按照防排烟系统的控制原理来实现的。防排烟系统主要是由机械部分和电气部分两大系统组成。机械部分是由排烟风机、排烟防火阀(280℃)以及排烟风管等组成。电气部分是由排烟风机控制箱、智能编码单输入/单输出模块以及消防联动线路等组成。

  在发生火灾时,根据物体燃烧现象,首先是产生大量烟雾,当感烟探测器检测到烟雾浓度(灵敏度可调)并达到设定值时,向消防报警及联动主机发送一个电信号,此时通过消防报警及联动主机预先编制好的联动公式,发出联动控制指令,即先打开排烟防火阀、经过数秒延时后再启动排烟风机。通过排烟风机和排烟防火阀可以将火灾现场的烟雾及时排走,为人员疏散和扑灭火灾提供了有利条件。本文根据消防联动逻辑关系,在介绍防排烟系统的控制原理时,首先介绍消防报警联动主机控制排烟防火阀的原理和方法,然后再介绍消防报警及联动主机是如何启动排烟风机的。

  火灾发生时,由消防控制中心的消防报警及联动控制器给出(指令)DC24V电源,DC24V电源通过消防联动电源总线将单输入/单输出模块内部的软继电器(J1)线圈接通,如图b),同时内部软继电器J1的常开触点(NO)闭合,使单输入/单输出模块内部的直流电源(DC24V)的正极(+)和模块外部接线端子(V+)连通,在消防报警及联动控制器给出指令(DC24V)的同时,模块内部的两对触点(NO1、COM1)同时也接通,由于电动脱扣式排烟阀电磁铁线圈的另一端B点是连接在单输入/单输出模块外部接线端子G上的,G点同时也是DC24V电源的负极,因此排烟阀防火阀电磁铁线圈通电,即可产生一个电磁力,通过弹簧带动机械部分动作,排烟阀在弹簧的作用下,通过连杆将其阀叶打开。同时,由于弹簧动作,通过连杆与安装于阀门内的行程开关(微动开关)发生碰撞,这样就使行程开关的常开触点(NO)闭合,将通过单输入/单输出模块的外部接线、G),使模块的相应内部电路接通,产生一个电信号,此电信号通过模块的外部信号接线)和联动总线)传送。

  到消防控制中心,消防控制中心在接收到单输入/单输出模块的反馈信号后,将消防报警及联动主机手动键盘上的相应指示灯点亮,同时单输入/单输出模块上的指示灯也由检测状态时的闪烁状态变为常亮状态,此时说明排烟防火阀已完全打开。消防值班人员通过此信号就可以知道排烟防火阀的动作状态。根据燃烧原理,物体在燃烧初期,燃烧产生的烟雾温度不是很高(T﹥280℃),随着燃烧过程的发展,烟雾的温度也越来越高,火势也越来越大,对周围非着火区域的威胁也越来越严重,如果此时再不采取任何措施,即再不关闭排烟防火阀,后果不堪设想。也就是说在排烟过程中,如果烟雾温度达到280℃时,安装于排烟防火阀内部的熔断片在高温作用下迅速熔化,由于熔断片是通过弹簧连接在杠杆上的,所以行程开关(微动开关)在杠杆的作用下,常开触点(NO)闭合,使模块的内部电路接通,控制器在接收到该信号后,将排烟风机及排烟防火阀关闭,防止烟雾排出后,引燃其他非着火区域,以减少财产损失。与此同时,双输入/双输出模块同样接收到消防控制中心的指令(DC24V),内部软继电器的线V)的作用下,如图a),使外部继电器(ZJ1)的线圈得电,其常开触点(NO1)闭合,由于继电器(ZJ1)的常开触点(NO1)是与排烟风机控制箱内的启动按钮(SB2)并联的,所以排烟风机不论是在手动(M)还是在自动(A)状态下,只要消防报警及联动主机给出指令,控制箱内的三相交流接触器(KM)均能得电,主触头闭合,排烟风机通电运行。在需要排烟风机停止的时候,同样由消防报警及联动主机给出另一个指令,内部软继电器的线V)的作用下,使外部继电器(ZJ2)的线圈得电,其常开触点(NO2)闭合,由于继电器(ZJ2)的常闭触点(NO2)是串联在排烟风机控制电路中,所以,消防控制中心发送相关指令,燃气报警器突然响一声控制箱内的三相交流接触器(KM)线圈一当失电,主触头就会断开,排烟风机就会停止运行。

  一般情况下,运行信号取交流接触器的常开触点(NO),停止信号取交流接触器的常闭触点(NC)。另在消防系统中用的各种联动模块还为被控制对象设置独立的地址码,以便实现点对点的控制。从控制理论的角度来看,再结合前面的框图和上述控制过程,火灾自动报警及消防联动系统从火灾信号的采集、传输、分析、联动控制等这一控制过程,其实就是一个闭环控制系统。

  在火灾自动报警及消防联动控制系统中,被控制的对象很多,如正压送风机、喷淋泵、消防泵、防火卷帘门等等,它们的控制原理和方法基本是由消防报警及联动主机采集火灾探测器的传输信号,输出指令给控制模块,控制模块再输出DC24V电源给继电器,使继电—接触控制电路中的触头动作,来达到消防控制的目。它们的控制线路虽然错综复杂,各不相同,只要我们熟悉继电—接触控制电路二次线路图,了解各种消防弱电设备输入、输出点的功能,那么就可以用直流电源(DC24)去控制交流(AC220V)控制线路,达到消防联动控制的目的,使我们身边建筑物内的消防设施设备发挥应有的作用,保障人民的生命和财产安全。

  在消防联动控制系统中,大部分联动设备属于电动式脱扣(分励)设备,如排烟防火阀、正压送风阀、照明配电箱等非消防电源箱内的空气断路器(带分励脱扣装置)等,它们在结构上的脱扣装置大同小异,主要是由电磁铁、弹簧、连杆以及行程开关(微动开关)等组成,这些机构时间长了以后,很容易锈蚀,发生卡死等现象。电动式脱扣设备在原理上靠电磁铁线圈得电后,产生电磁力,弹簧释放带动连杆撞击行程(微动开关)开关而动作。同时,行程开关(微动开关)的触头就发生变化,常开触头(NO)闭合、常闭触头(NC)断开。根据电工学原理得知,电磁力的大小与电磁铁的匝数有关,匝数越多、电磁力越大,匝数越少、电磁力越小,工作电压高的电磁铁的匝数比工作电压低的电磁铁的匝数多。根据这一原理,我们在实际工作中可以将电动式脱扣(分励)设备电气部分电磁铁的工作电压增大,即用标准电压为DC48V的电动式脱扣设备代替标准电压为DC24V的电动式脱扣设备,通过实验证明,标准为DC48V的电动式脱扣设备确实比标准电压为DC24V的电动式脱扣设备容易控制,所以在消防联动控制系统中,带DC48V电磁铁的电动式脱扣设备比带DC24V电磁铁的电动式脱扣设备容易控制,在实际运用中,只需一个线V的中间继电器作为中间转换就能实现,可以减少维修,且控制速度更快。

  所以我们在《火灾自动报警及消防联动系统》工程的设计和施工工程中,不管最终是执行哪种功能的电动脱扣器,最好是选用工作电压比较高的电磁铁,既保证了消防控制系统的响应时间,又不会对工程造价造成太大的投资。平时,由消防报警及联动主机采集和分析各个(种)传输来的正常、故障和火警等各种信息。在发生火灾时,消防报警及联动主机收集信息并经过分析确认发生火灾时,通过传输通道指令动作执行点操作避灾或灭火的动作。所以在火灾自动报警及消防联动系统的设计、施工、调试以及维护过程中。必须熟悉各种消防联动设备的控制原理以及存在问题的解决办法,只有这样我们才能及时处理消防联动设备在运行过程出现的各种问题,才能确保各种消防联动设备及设施始终在最佳状态下运行。

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