一、火災自動報警系統現狀

一般來說，信號二總線上的電流非常小(約為幾十毫安)，采用1.5mm2的銅芯導線理論上可以傳輸m以上的距離，是滿足要求的。末端從消防接線箱出來的電源線采用2.5mm2的銅芯導線一般也是滿足要求的。而從消防控制室出來的電源線由于線路較長、接入設備多、產生電流大(達到幾百上千毫安)而不能套用2.5mm2的銅芯導線，應考慮供電線路的電壓損失合理選擇電源線。（樹上鳥教育電氣設計）

二、電壓損失的原理計算

電壓偏差是衡量電能質量的一個重要指標，電壓過高會影響設備的壽命，電壓過低會影響設備的正常運行。在火災自動報警系統中，根據gb50116-2013《火災自動報警系統設計規范》要求“當線路壓降超過5%時，其直流24v電源應由現場提供”，因此，在設計之初應避免供電線路壓降超過5%，為消防報警設備提供一個可靠的線路。

根據《工業與民用供配電設計手冊》(第4版)，直流線路電壓損失百分比計算公式為：

結合式(2)、式(3)可知，影響電壓損失的主要因素有線路的電流、材質、導線截面積、長度和溫度。首先，線路電流主要由火災自動報警用電設備決定，火災自動報警用電設備與建筑內部結構和性質有關，是無法調整的;其次，根據gb50116-2013要求，火災自動報警系統的供電線路應采用銅芯電線電纜，并且導線和線纜的工作溫度一般為60℃。

因此，火災自動報警系統的電壓損失可根據導線截面積、線路長度和末端設備的工作電流求出。

三、電壓損失的查表計算

根據04d-101-1《建筑電氣常用數據》表3.1.4，不同電壓損失下24v及直流線路負荷距如表1所示。

當把電源線所接入樓層看作一個點時(即忽略末端樓層的距離)，在已知線路電流的情況下，利用負荷距pl可以估算出對應負載銅導線的供電距離：

四、實際工程中電壓損失分析

某小區的一類高層住宅建筑層高3m，一共32層，消防控制室與本棟建筑弱電井的距離為s。下面對此棟建筑的電壓損失進行分析計算。

4.1 導線電阻r0導線電阻r0可以根據式(3)計算得出，表2為銅芯導線在θ=60℃時相應的電阻值。

4.2 導線長度l導線長度l為消防控制室電源盤至末端設備的長度，即為消防控制室至弱電井的距離s加上豎向弱電井內電源線的長度：l=s+(m-1)×3(6)式中：s———消防控制室與本棟建筑弱電井之間的距離;m———樓層號。

4.3 計算電流計算電流i可以根據末端設備工作時的電流累加得出。需要指出的是，火災自動報警系統一般分為兩個狀態：監視狀態和報警狀態，兩種狀態下的計算電流也各不相同。該一類高層住宅標準層火災自動報警平面圖如圖1所示。

電源線末端設備主要為聲光報警器、聯動i/o模塊、加壓送風閥等。由于加壓送風閥屬于瞬時性負荷，忽略不計。非消防電源切非的樓層主要是：2、5、8、11、14、17、20、23、26、29、31層;消防應急照明強切的樓層主要是：1、9、17、25層;屋頂層主要設備為：電梯(2部)、加壓送風機。

表3為標準層報警設備參數表(市面上最為常見廠家提供)。

從表中可以看出，監視時工作電流是很小的，若報警時電壓損失滿足要求監視狀態下也必然滿足要求，因此僅對報警時的電壓損失進行分析。根據gb50116-2013：①確認火災后啟動建筑內的所有火災聲光警報器;②切斷非消防電源;③相應著火層加壓送風閥打開。

假設第30層突然發生火災，報警狀態下各樓層的計算電流i如表4所示。

4.4電壓損失一般來說，每層一個電源線回路雖然可靠，但由于線路比較多，增加了施工難度，不易管理，同時也是不經濟的，因此，采取幾層合用一個電源線回路的方式。針對32層的高層住宅建筑，往往采用3回路電源線(即1~11層、12~22層、23~屋頂層)或4回路電源線(即1~8層、9~18層、19~24層、25~屋頂層)兩種方式，這樣既不造成浪費也能方便管理。

根據式(2)，供電距離越長則電壓損失越大，換言之就是樓層越高電壓損失越大。若能保證末端幾層電源線的電壓損失小于5%，則其他電源線的電壓損失必然滿足要求。因此，針對兩種方式下末端一回路電源線的電壓損失進行分析。

結合式(1)，末端電源線的電壓損失百分比即：

通過式(8)理論計算和查表1校驗可得到表5。

從表5可以得出以下結論：

（a）當采用3回路電源線(即1~11層、12~22層、23~屋頂層)時：①對于截面積a=2.5mm2銅芯導線，消防控制室至弱電井的距離為負值，不滿足規范要求;②對于截面積a=4.0mm2銅芯導線，消防控制室至弱電井的距離s≤18m，即在電壓損失限額5%的情況下，采用4.0mm2銅芯導線可以滿足l=s+(m-1)×3=84m的距離;③對于截面積a=6.0mm2銅芯導線，消防控制室至弱電井的距離s≤71m，即在電壓損失限額5%的情況下，采用6.0mm2銅芯導線可以滿足l=s+(m-1)×3=137m的距離。

（b）當采用4回路電源線(即1~8層、9~18層、19~24層、25~屋頂層)時：①對于截面積a=2.5mm2銅芯導線，消防控制室至弱電井的距離為負值，不滿足規范要求;②對于截面積a=4.0mm2銅芯導線，消防控制室至弱電井的距離s≤40m，即在電壓損失限額5%的情況下，采用4.0mm2銅芯導線可以滿足l=s+(m-1)×3=112m的距離;③對于截面積a=6.0mm2銅芯導線，消防控制室至弱電井的距離s≤105m，即在電壓損失限額5%的情況下，采用6.0mm2銅芯導線可以滿足l=s+(m-1)×3=177m的距離。

（c）當消防控制室的距離比較遠時，在選擇4.0mm2銅芯導線或6.0mm2銅芯導線都不合理的情況下，電源線可從就近消防電源中取24v直流電源(建議從應急照明配電箱中取)，此時采用截面積4.0mm2的銅芯電纜即可滿足要求。

（d）通過理論計算和查表校驗對比，查表校驗未考慮末端樓層的距離所得s值略偏大。因此，查表的方法可以作為末端供電距離的粗略估算和校驗，實際的電壓損失還是應該根據實際路徑計算得出。

五、總結

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