淺談消防應急照明和疏散指示系統在變電站的設計與應用

【摘要】：隨著對消防安全重視程度的不斷提，消防設計要求更加嚴格。針對變電站的應用場景，以民用和工業建筑為對象設計的消防應急照明和疏散指示系統不宜直接套用。文章從變電站實際應用角度出發，梳理和對比了現行設計規范，以拓撲清晰、系統設計簡單、工程造價節約為設計目標，提出了適用于變電站的消防應急照明和疏散指示系統的設計建議。

【關鍵詞】：應急照明 ；變電站 ；疏散指示；照明設計

前言

隨著國家和社會對消防安全要求的不斷提，對變電站的消防設計也提出了更的要求。《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB-51309-2018）（以下簡稱“新規”）的提出，對建筑物消防應急照明和疏散指示系統設計提出了更的要求，然而該規范是針對民用和工業建筑提出的技術要求，針對變電站，尤其是建筑物小型化、分散布置的全戶外變電站，其控制方式和供電系統都存在一定差異，不宜直接套用?？紤]到現行的變電站、建筑及專項照明設計規范數量多且執行標準各不相同，給設計人員帶來了困擾，有必要研究一套適用于變電站的消防應急照明和疏散指示系統設計方案。

以往在變電站照明設計中，消防應急照明和疏散指示系統一般采用 220 V交流電源供電，燈具帶或不帶蓄電池，通過火災報警控制器實現火災情況下燈具應急點亮的功能。新規對不同建筑方案下控制和供電系統、燈具選型、消防認證等均提出了詳細要求?；谝陨闲枨螅恼乱韵缿闭彰骱褪枭⒅甘鞠到y的調整為契機，通過現行照明設計標準的梳理對比，結合全戶內、全戶外或半戶外型建筑物分散布置的變電站實際應用需求，從系統功能性和經濟性出發，提出了適用于變電站的消防照明設計方案，為行業設計人員提供系統全面的設計思路和參考。

變電站照明概述

結合變電站設計經驗和消防照明規范，變電站照明種類可劃分為正常照明、應急照明、警衛照明和障礙照明。由于正常照明、警衛照明和障礙照明設計原則并未產生變化，文章僅對應急照明進行相關介紹。

2.變電站應急照明和疏散指示系統的設計要求

在石油化工企業發展的過程中，變電站應急照明主要執行《火力發電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229-2019）、《建筑設計防火規范（2018版）》（GB 50016-2014）、《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB 51309-2018）、《發電廠和變電站照明設計技術規定》（DL/T 5390-2014）的規定，應急照明包括備用照明和疏散照明。

2.1備用照明

備用照明是用于確保正?；顒永^續進行的照明。變電站備用照明照度設置通常參照《發電廠和變電站照明設計技術規定》（DL/T 5390-2014），取正常照明照度要求值的10% ～ 15%。隨著對消防安全的重視程度和工程消防審查要求的不斷提，建筑防火、照明設計規范的相關要求逐步在變電站工程中得以落實。

根據《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB 51309-2018）和《建筑設計防火規范（2018 年版）》（GB 50016—2014），對于火災期間仍需維持正常工作，滿足消防人員應急操作需要的工作場所，備用照明在火災時應保持正常照度，且應由正常照明電源和消防電源專用應急回路互投后供電，進一步提供電可靠性。此外，上述兩個規范中都提到了配電室備用照明照度需要達到100%正常照度。在民用建筑和常規工業建筑中，配電室通常指為低壓用戶配送電能的配電變壓器、配電屏所在的場所，房間面積與數量有限。對以電氣設備為主要組成部分的變電站，其主要功能房間為配電裝置室，若將配電裝置室等同為配電室，對備用照明容量和供電可靠性要求的提升，會對變電站供電的站用電系統設計產生性影響。

規范中相關規定的提出目的在于保證正常工作照度，以便消防人員在火災情況下對建筑物低壓供電系統進行操作。在變電站中，除了 400 V 配電室，在火災波及的情況下，壓配電裝置室沒有消防人員作業或者人工操作的需求。因而，從備用照明功能性出發，將備用照明進一步細分為失電繼續工作備用照明和消防繼續工作備用照明，后者對照度、供電可靠性的標準更嚴苛。結合變電站工作場所類型和規范要求，備用照明裝設場所及照度要求值如表 1 所示。其中照度要求值以占正常工作照度的百分比表示，而正常工作照度參照《發電廠和變電站照明設計技術規定》（DL/T 5390-2014）設置，文章不再贅述。

表1備用照明裝設場所及照度要求值

2.2疏散照明

疏散照明用于確保疏散通道的辨認和應用。變電站內除防火等級較低（不大于丙類）的獨立繼電器室、警衛室、生活 / 污水 / 雨水泵房等可不設置疏散照明，其余場所均需設置疏散照明。疏散照明裝設場所及照度要求值如表 2 所示。

表2疏散照明裝設場所及照度要求值

3變電站消防應急照明和疏散指示系統的設計方案

消防應急照明和疏散指示系統的組成包括控制系統、控制器、照明燈具及配電系統等。消防應急照明和疏散指示系統拓撲結構如圖 1 所示。

圖1 消防應急照明和疏散指示系統拓撲結構圖

3.1疏散照明

控制系統的主要功能在于根據火災報警控制器提供的信號，或根據交流電源供電的情況，實現對消防應急照明和疏散指示系統的智能調節，根據燈具控制方式的不同，系統可分為集中控制型系統和非集中控制型系統。兩種系統的主要差異在于集中控制型系統配置了應急照明控制器，由控制器集中控制并顯示系統內所有消防應急燈具的工作狀態；非集中控制型系統中對燈具的控制和顯示由分散的就地應急照明配電箱實現。由于變電站均配置了火災自動報警系統，因而選用集中控制型系統。

變電站內疏散照明設備均應接入控制系統，接入控制系統的燈具、配電箱、控制器等均應選用消防專用且應經“3C”認證的設備。接入控制系統的燈具狀態由控制系統自動控制，控制方式分正常運行狀態控制、失電狀態控制和火災狀態控制。在正常狀態下，除標識燈（安全出口、樓層指示和方向指示燈等）常亮外，其他均為常閉狀態，且只能通過控制系統手動 開啟；在失電和火災狀態下，所有燈是強啟的。接入控制系統的燈具不能同時作為正常照明燈具使用，因此備用照明通常不接入控制系統，也無須采用消防專用設備。

3.2燈具選型

對于接入控制系統實現智能調控的疏散照明燈具，根據新規要求，安裝度低于 8 m 的工作場所，應選擇 A 型燈具，即額定工作電壓＜ DC 36 V 的消防應急燈具。燈具電源由主電源和蓄電池電源組成，其中蓄電池電源可集中布置，或分散就地布置于燈具內，即燈具可劃分為自帶蓄電池和不帶蓄電池兩種。自帶蓄電池的燈具單價，更適用于疏散照明燈具數量少、總功率不的場合。

3.3配電系統

配電系統應根據系統類型、燈具布置位置、燈具供電方式等設計。應急照明應采用雙電源供電，根據建筑防火規范的要求，消防配電箱應獨立設置，為所在防火分區與相鄰防火分區的照明燈具供電。

3.3.1備用照明

備用照明燈具和配電箱無須采用消防設備，供電電壓采用 AC 220 V。為保證事故情況下的供電可靠性，備用照明燈具由正常照明電源和事故照明逆變電源（EPS）互投后供電，蓄電池供電時間不低于 3 h。

3.3.2疏散照明

變電站內疏散照明均采用 A 型燈具，采用專用 A 型應急照明配電箱或集中電源裝置供電。其中 A 型應急照明配電箱用于燈具自帶蓄電池的方案，整合整流、供電和控制功能為一體；集中電源裝置在 A 型應急照明配電箱基礎上增加了蓄電池組，用于燈具不帶蓄電池的方案，每個集中電源裝置功率不應大于 5 kW（豎井內為 1 kW），在總功率大于 5 kW（豎井內為 1 kW）的系統中，應分散設置集中電源，蓄電池供電時間不低于 2 h。

A 型應急照明配電箱和分散設置的集中電源應由所在防火分區的消防專用配電箱供電，集中設置的集中電源由消防專用配電箱供電。消防專用配電箱由 2 回交流電源互投后供電，為簡化照明系統接線，可從備用照明箱引接 1 路，作為 A 型應急照明配電箱的電源進線。

4.應用實例

根據布置形式上，變電站可分為全戶內、半戶內、全戶外類型，整體呈現電壓等級越，站址越大，建筑物布置越分散的特點。

（1）全戶內或半戶內變電站。

全部或大部分配電裝置在戶內布置，變電站以大型建筑物為主，整體布置相對緊湊，推薦采用蓄電池集中布置的照明方案。

（2）全戶外變電站。

配電裝置全戶外布置，變電站內除綜合樓外，以小型、分散式建筑為主，推薦使用大型綜合樓采用蓄電池集中布置、場地分散式建筑采用自帶蓄電池燈具的照明方案。

5.應急疏散產品選型

綜上所述，變電站內消防應急疏散系統的系統類型選擇應為集中控制型系統，需要選擇相應的控制器主機，應急燈具的應急電源可根據變電站的規模、變電站的類型（戶內型、戶外型）選擇集中電源型（集中電源箱+應急燈具）/非集中電源型（配電箱+自帶電池應急燈具）。相應的產品選型安科瑞的型號選擇如下表所示。

控制器主機、集中電源箱、配電箱型號選擇

應急照明燈具的選擇

應急標志燈具的選擇

6.結束語

文章結合變電站工程設計經驗，梳理現行照明設計規范差異，結合新規要求，提出變電站消防應急照明和疏散指示系統設計要求；根據建筑物類型的不同，提出差異化設計方案，為變電站消防應急照明和疏散指示系統設計提供了借鑒。

參考文獻

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[6]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊.2018.01

1.       【技術支持衛星：CDD-9888】【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環保用電監管云平臺；

3.       系統解決方案：變電站綜合自動化系統、電力監控系統、配電室綜合監控系統、能耗管理系統、電能管理系統、馬達保護與監控系統、動環監控及能效分析系統、智能照明監控系統、消防設備電源監控裝置、防火門監控系統、余壓監控系統、消防應急照明和疏散指示系統；無線測溫系統；

4.       中壓測控裝置：環網柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監控與保護：弧光保護裝置、電能質量在線監測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網絡電力儀表、諧波表、電能質量表、海拔儀表、逆電流監測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯網儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數補償控制器、自愈式低壓并聯電容器、串聯電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災監控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監控裝置、在線監控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監測裝置、醫療機構絕緣報警顯示儀、醫療醫院用隔離變壓器、工業用絕緣監測裝置、電氣防火限流式保護器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數據中心/鐵塔基站：數據采集模塊、機房數據柜監控裝置、多回路電表、母線監控裝置、電力監控屏；

11.       智能網關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數據轉換模塊、串口服務器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

13.       環保監控：油煙在線監測儀、環保數據采集傳輸裝置；

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