引 言
目前火灾自动报警及联动控制系统在各场所中的应用越来越广泛,由于微电子技术及计算机网络技术在火灾自动报警系统中的应用,使得系统对雷电过电压、电力系统操作过电压、电磁辐射、静电放电等电磁干扰非常敏感,如果防护措施不利,就可能受上述因素影响损坏。其中,雷击可能导致其数据信号发生错乱,也可能导致芯片的直接损坏,破坏系统设备;另外,雷击产生的过电压可使系统中的某些部件缓慢劣化而缩短其使用寿命,这种损伤会使系统产生难以捉摸的软故障或失效,这将直接导致系统不能有效地早期探测火情和及时灭火。
据气象部门统计,无锡年平均雷暴日达41.1天,属高雷区。自2006年以来,雷暴季节期间新区企业的火灾自动报警及联动控制系统遭雷击损坏的事件呈上升趋势,此类问题引起了企业和防雷管理部门的高度重视,针对各企业中火灾自动报警及联动控制系统的防雷现状提出有效对策迫在眉睫。
1 无锡市新区企业中火灾自动报警及联动控制系统的防雷现状
从2006年以来对无锡新区企业中火灾自动报警及联动控制系统的防雷检查、检测情况来看,主要状况如下:
(1)所在建筑物(大部分布置于门卫内)无直击雷防护措施,不符合GB50057-94(2000年版)的要求;
(2)系统的接地方式、线径或接地电阻值不符合要求;
(3)绝大部分系统在电源和信号部分未采取防雷电电磁脉冲措施;
(4)所装SPD选型或安装不正确,从而没有起到应有的保护作用。
2 解决方案
2.1 火灾报警控制器的组成
火灾报警控制器分集中式和区域报警控制器。集中报警控制器由输入回路、光报警单元、声报警单元、自动监控单元、手动检查试验单元和稳压电源、备用电源等电源组成。集中报警控制器的电路除输入单元和显示单元的构成和要求与区域的有所不同外,其它基本都是相同的。输入单元的构成和要求,是与信号采集和传输方式密切相关的,目前主要有对应的有线传输方式、分时巡回检测方式、混合传输方式、总线编码传输方式四种方式。
2.2 解决方案
由于火灾自动报警系统防雷点多面广,为防止或减少其遭受雷击损坏,应从系统的角度考虑,进行综合防御,既要考虑外部防雷又要考虑内部防雷。
2.2.1 直击雷防护
根据GB50057-94(2000年版)的要求,在设有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下,当该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物或物体的保护范围内时,宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施。在需要考虑屏蔽的情况下,防直击雷接闪器宜采用避雷网。[1]、[4]
2.2.2 防雷电波侵入
据相关电子系统雷击事故的统计数据,80%以上的雷击事故是与系统相连的供电线路上感应的雷电过电压造成的。故首先应做好防雷电波侵入措施,要求进入系统配电室的电力电缆应采用铠装电缆埋地敷设,低压架空线应改换一段铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入,其埋地长度不应小于15m。电缆屏蔽层两端应有良好接地,非屏蔽电缆应穿镀锌钢管,钢管两端良好接地,配电室至各楼和各楼层的配电箱的供电线路,均应采用屏蔽电缆敷设并有良好接地。
2.2.3 屏蔽、接地及等电位连接:
被防护系统设备所在建筑物的金属构件和进出建筑物的金属管道、供电线路及外露可导电部位,均宜采用16mm2以上的聚氯乙烯线与建筑物的防雷接地做等电位连接。
消防系统总线、控制线一般都采用ZRVS双绞线,双绞线屏蔽较差,因此易受雷击干扰,按规范要求,此类线路都应穿金属管敷设或采用线槽敷设,金属管或线槽都应保证全线电气上的连通(即接口处必须做跨接地线),并且金属管或线槽两端应良好接地,金属管、线槽在敷设时应尽可能避免紧靠建筑物的立柱或槽梁。
火灾自动报警系统接地装置的接地电阻值,当采用专用接地装置时,接地电阻值不应大于4Ω;当采用共用接地装置时,接地电阻值不应大于1Ω。[3]
2.2.4 电源部分的防护
根据GB50057-94(2000年版)中有关防雷分区的要求,将供电系统分为三级保护。相应变压器的次总配电柜处安装第一级浪涌保护器;在建筑物内主配电柜安装第二级浪涌保护器,进一步降低残压,使其低于被保护设备的耐压水平。在消防中控室主机及UPS等前端进线处安装第三级浪涌保护器,对终端设备进行精细保护。 电源浪涌保护器选型参考如下表:[4]

2.2.5 信号部分的防护
就可导致火灾自动报警控制系统雷电侵入的途径,进行雷击过电压防护,主要需防护的线路接口有:
远程网络通信总线:应用网络技术,将某一区域或行业的不同位置的火灾自动报警系统的组成网络,集中监视管理,以电话线为传输介质。
报警总线:用于连接各类火灾探测器及各类模块等终端设备,二线制线。
多线输出控制:用于控制重要消防设备,主要有防排烟风机、消防泵、喷淋泵,控制电压DC24V。
RS-485通信总线:用于火灾报警控制器与楼层显示器、报警子站之间的数据通信。
RS-232通信总线:用于火灾报警控制器与CRT图形显示设备之间数据通信。
DC24V电源线:主要用于提供控制模块及外部受控设备电源和供楼层显示器供电。
实践证明,为了防止报警总线、控制线上等遭受过电压损害,在报警总线和控制线上安装合适的浪涌保护器是保证系统正常运行的有效方法。选择浪涌保护器时应综合考虑线路工作电压、传输速率等参数。
避雷器选型参考如表2:

3 结束语
火灾自动报警及联动控制系统的雷电防护是一项系统工程。在具体的设计和施工中,应采取综合防雷措施,即综合运用接闪、等电位连接、传导、分流、接地、屏蔽等防雷技术,细致全面地考虑各种问题,尽可能将雷电带来的损失降低到最小。
参考文献:
[1]国家标准.《建筑物防雷设计规范》[M].北京:中国计划出版社.2000.8
[2]国家标准.《建筑物防雷装置检测技术规范》[M].北京:中国标准出版社.2008.4
[3]国家标准.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》[M].北京:中国建筑工业出版社.2004
[4]芮静康.《建筑防雷与电气安全技术》[M]. 北京:中国建筑工业出版社.2006.1




