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 1 前言
消防給水設(shè)備是由消防泵組、管道、閥門(mén)、電控柜及一次儀表等組成。影響消防給水設(shè)備可靠性的因素是多方面的，從數(shù)學(xué)的角度出發(fā)進(jìn)行概率的分析從而得出可靠性的相關(guān)結(jié)論是一般常用的方法，本文僅從消防泵的啟動(dòng)方式結(jié)合相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用來(lái)討論給水設(shè)備的可靠性。
2 常用消防泵啟動(dòng)方式及可靠性分析
2.1 直接啟動(dòng)方式
直接啟動(dòng)方式線路使用器件-少，均為無(wú)源器件，此啟動(dòng)方式使消防泵啟動(dòng)-迅速，且啟動(dòng)電流-大，對(duì)電網(wǎng)變壓器的容量要求也-大，考慮到目前所使用的水泵電機(jī)的啟動(dòng)特性較好，又由于水泵為平方率負(fù)載，也可視為輕載啟動(dòng)，對(duì)于低壓電機(jī)可以考慮其單臺(tái)電機(jī)功率可達(dá)90 kW，對(duì)于高壓電機(jī)（6 kV或者10 kV）其功率范圍可達(dá)幾兆瓦。當(dāng)發(fā)生消防泵過(guò)載、過(guò)電流情況時(shí)，是以熱磁脫扣器的型式保護(hù)，但它的熱繼電器在動(dòng)作時(shí)，“只報(bào)警，不掉閘”。此方式是-簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和-可靠的啟動(dòng)方式。
2.2 星－角啟動(dòng)方式
星－角啟動(dòng)方式線路較直接啟動(dòng)方式略為復(fù)雜，也均為無(wú)

源器件，通常啟動(dòng)時(shí)間在60 s內(nèi)完成，其啟動(dòng)電流較直接啟動(dòng)方式要小，因此，可以考慮單臺(tái)電機(jī)功率可設(shè)置到110 kW，且此線路僅用于低壓電機(jī)。當(dāng)發(fā)生消防泵過(guò)載、過(guò)電流情況時(shí)，是以熱磁脫扣器的型式保護(hù)，但它的熱繼電器在動(dòng)作時(shí)，“只報(bào)警，不掉閘”。由于線路略復(fù)雜些，故障概率要高于前者。
2.3 自藕變壓器啟動(dòng)方式
自藕變壓器啟動(dòng)方式線路較前兩者復(fù)雜，也都是無(wú)源器件，一般啟動(dòng)時(shí)間可在90 s內(nèi)完成，其啟動(dòng)電流也較前兩者小，因此此方式的單臺(tái)電機(jī)功率范圍可達(dá)160 kW左右，此線路僅用于低壓電機(jī)。當(dāng)發(fā)生消防泵過(guò)載、過(guò)電流情況時(shí)，是以熱磁脫扣器的型式保護(hù)，但它的熱繼電器在動(dòng)作時(shí)，“只報(bào)警，不掉閘。”由于線路也較前兩者復(fù)雜，故障概率要高于前兩者。
2.4 KB0啟動(dòng)方式
KB0啟動(dòng)方式也是無(wú)源啟動(dòng)方式，它是將斷路器、接觸器、過(guò)載繼電器、隔離開(kāi)關(guān)等分離元器件的主要功能集成化，并能夠綜合多種信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制與保護(hù)特性在產(chǎn)品內(nèi)部自配合。具有體積小、短路分?jǐn)嘈阅苤笜?biāo)高、機(jī)電壽命長(zhǎng)和運(yùn)行可靠性高、使用安全方便、節(jié)能節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于該器件的額定電流等級(jí)只能到125 A，也沒(méi)有高壓產(chǎn)品，只能應(yīng)用于小功率的低壓消防泵而受到限制。另外，需注意，在選型時(shí)，務(wù)必選用

消防型產(chǎn)品。因?yàn)椋?dāng)消防泵過(guò)載、過(guò)電流時(shí)，該器件“不掉閘、只報(bào)警”，符合消防泵控制保護(hù)的要求。此方式在應(yīng)用于小功率消防泵的情況下，對(duì)可靠性的提高明顯，要優(yōu)于前幾種方式，同時(shí)，成本較之也會(huì)高些。
2.5 軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式
RQ器件即是軟啟動(dòng)器。此為有源啟動(dòng)方式，線路較前幾者復(fù)雜。此方式-大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)啟動(dòng)電流，其啟動(dòng)時(shí)間可根據(jù)水泵電機(jī)功率在0～3 600 s方便設(shè)定，所以單臺(tái)電機(jī)的功率范圍可達(dá)幾百千瓦，由于器件的原因，此方式大都用于低壓電機(jī)（目前已有關(guān)于高壓泵的應(yīng)用報(bào)道），也很適應(yīng)EPS供電電源的情況。由于它的保護(hù)是電子式的，消防泵過(guò)載、過(guò)流、電源欠壓、缺相等原因都會(huì)使它立即進(jìn)入“掉閘”保護(hù)，關(guān)斷輸出，這就是有源性器件的特點(diǎn)。在火災(zāi)發(fā)生的情況下，一旦消防泵過(guò)載或電源發(fā)生過(guò)壓、欠壓等，消防泵會(huì)立即停止運(yùn)行。所以它的可靠性較前幾種方式稍差。
2.6 變頻器啟動(dòng)方式
當(dāng)應(yīng)用在高壓泵時(shí)，需配置相應(yīng)的輸入和輸出變壓器。此為有源啟動(dòng)方式，線路與軟啟動(dòng)器方式復(fù)雜程度要更甚些。也是無(wú)啟動(dòng)電流，其啟動(dòng)時(shí)間可任意方便設(shè)定，單臺(tái)電機(jī)功率和電機(jī)電壓范圍可達(dá)幾兆瓦及10 kV。也很適應(yīng)EPS電源供電電源的情況。由于它線路復(fù)雜，特別是變頻器的有源性所以它的可靠性較前幾者都差。
3 有源器件與無(wú)源器件應(yīng)用的商榷
綜上所述，軟啟動(dòng)器和變頻器均為有源啟動(dòng)方式，其他方式為無(wú)源方式。那么如何評(píng)價(jià)有源方式的可靠性呢？
3.1 應(yīng)用現(xiàn)狀
軟啟動(dòng)器和變頻器均是舶來(lái)品，自20世紀(jì)80年代中期在我國(guó)開(kāi)始廣泛使用。可是，我們注意到一個(gè)現(xiàn)象：NFPA標(biāo)準(zhǔn)和FM的認(rèn)證產(chǎn)品中沒(méi)有涉及此內(nèi)容，也未見(jiàn)到使用軟啟動(dòng)器和變頻器作為消防泵的啟動(dòng)方式和文章的報(bào)道。這不能看作是他們的疏忽。因?yàn)椋跉W美等多國(guó)進(jìn)口的設(shè)備中，生活和生產(chǎn)使用的泵類(lèi)中廣泛使用軟啟動(dòng)器和變頻器。這可理解為他們是從消防設(shè)備的可靠性出發(fā)而采取的方式，不提倡使用。可是，我國(guó)的情況卻截然不同，有源啟動(dòng)方式在消防泵的啟動(dòng)中被廣泛采用。目前在我國(guó)使用的軟啟動(dòng)器和變頻器的質(zhì)量良莠不齊，品牌品質(zhì)也參差不齊，使用者的水平更是優(yōu)劣不一，設(shè)計(jì)方和應(yīng)用方的理解、認(rèn)識(shí)存在較大差異。如：在消防泵的過(guò)載保護(hù)方式上，有源和無(wú)源方式截然不同。當(dāng)在無(wú)源方式時(shí)，其熱磁保護(hù)（熱繼電器）在過(guò)載后，只報(bào)警不停泵。但是，在有源方式時(shí)，其準(zhǔn)確的電子式保護(hù)在過(guò)載后會(huì)立即關(guān)斷軟啟動(dòng)器或變頻器的輸出而停泵，此時(shí)，如果消防事件發(fā)生如何啟動(dòng)消防泵給出水源，從而完成消防滅火呢？
3.2 建議
筆者認(rèn)為，在消防泵啟動(dòng)方式的選擇上不宜采用有源方式，應(yīng)采用無(wú)源方式。直接啟動(dòng)方式可以滿足大多數(shù)的建筑物對(duì)消

防給水設(shè)備容量的要求，所以應(yīng)該首先推薦。目前，到了應(yīng)該規(guī)范消防泵的啟動(dòng)方式（目前，在我國(guó)還沒(méi)有一個(gè)規(guī)范涉及到此問(wèn)題）的時(shí)候了，否則在強(qiáng)調(diào)消防安全重要性的今天，這無(wú)疑是管理上的漏洞，此漏洞是造成建筑防火的不穩(wěn)定因素。
4 一種高可靠性的消防泵啟動(dòng)裝置
如果在消防事件發(fā)生時(shí)，消防泵的啟動(dòng)控制回路（二次線路）發(fā)生故障時(shí)消防泵啟動(dòng)不了怎么辦？下面介紹一種具有緊急啟動(dòng)消防泵機(jī)械裝置的消防給水設(shè)備控制裝置。
該裝置在雙電源轉(zhuǎn)換線路、低壓電器組成的主回路的連接結(jié)構(gòu)和柜體前面板上的電壓表、電流表、若干指示燈和按鈕的結(jié)構(gòu)外，其特征包括：一個(gè)操作手柄、卡銷(xiāo)、由操作手柄帶動(dòng)的連動(dòng)桿、連動(dòng)桿上的復(fù)位彈簧、由連動(dòng)桿帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、由連動(dòng)桿帶動(dòng)的橫桿及由橫桿帶動(dòng)的可調(diào)節(jié)的短桿組成的在消防緊急情況下啟動(dòng)消防水泵的手動(dòng)機(jī)械裝置。由連動(dòng)桿帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，在操作手柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90° 后其電狀態(tài)為斷開(kāi)位置。短桿是由絕緣材料制造的，且其上有螺紋并帶有兩只螺母用以調(diào)整和緊固短桿，調(diào)整短桿的標(biāo)準(zhǔn)是使其距離主電路中的主接觸器在短桿由手柄推入時(shí)的傳動(dòng)力可能使主接觸器的所有觸點(diǎn)接實(shí)而不能產(chǎn)生虛接。卡銷(xiāo)安裝在柜體的側(cè)梁上，且其為連動(dòng)桿的活動(dòng)軸，在手柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90° 并按下后，其要將連動(dòng)桿卡住，使連動(dòng)的短桿能持續(xù)的壓緊在主接觸器上。然后，當(dāng)手柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，連動(dòng)桿上的復(fù)位彈簧會(huì)使其恢復(fù)到位置。橫桿為工字鋼結(jié)構(gòu)，它的一端以軸的形式固定在柜體的另一側(cè)梁上，以此軸心，可以平行移動(dòng)；另一端就是由連動(dòng)桿帶動(dòng)作平行的移動(dòng)，正是此平行移動(dòng)帶動(dòng)著短桿做著壓緊或施放主接觸器的動(dòng)作。
當(dāng)消防事件發(fā)生時(shí)，若消防泵控制柜的電路發(fā)生了故障而使消防泵不能啟動(dòng)時(shí)，被授權(quán)者可立即操作手柄，把它逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90° 后，適當(dāng)?shù)挠昧Π聪隆４藭r(shí)主電路的主接觸器被強(qiáng)制壓下，即接通了消防水泵的電機(jī)饋電電源，這樣，水泵就被強(qiáng)行啟動(dòng)了（而不是按原來(lái)電路按排的啟動(dòng)程序）。之所以先要做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作是為了操作旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)先斷開(kāi)控制柜內(nèi)的二次控制線路的電源。在消防事件結(jié)束后，被授權(quán)者只需順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄，它會(huì)自動(dòng)被復(fù)位彈簧復(fù)位到初始狀態(tài)。
目前，本技術(shù)已成功的應(yīng)用在多個(gè)大型的公共建筑的消防給水設(shè)備中。如：北京甲骨文總部（世界500強(qiáng)之一）、中國(guó)藍(lán)星集團(tuán)總部大樓、人民劇院及某軍工等項(xiàng)目中。此啟動(dòng)技術(shù)成為消防給水啟動(dòng)方式的新的技術(shù)突破，以它的創(chuàng)造性、新穎性和實(shí)用性受到用戶和消防管理部門(mén)的歡迎。