許 勇

垂直電梯火災(zāi)時延時切非方式討論

許 勇

摘 要：介紹城市軌道交通垂直電梯火災(zāi)時的控制模式；分析垂直電梯從2級負(fù)荷配電箱走線、從1級負(fù)荷配電箱走線、從400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線的3種供電回路，以及不同供電回路對應(yīng)的延時切非控制方案及其優(yōu)缺點(diǎn)，并給出推薦方案。指出了電梯蓄電池作為備用電源的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：垂直電梯；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)；延時切非；電源

許 勇：中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，工程師，湖北武漢 430063

城市軌道交通車站通常為2層或3層結(jié)構(gòu)，樓扶梯的配置滿足緊急情況下6 min的疏散要求[1]，因此，垂直電梯一般不作為消防疏散用，采用非消防電源。

火災(zāi)時，電梯接受車站火災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS）或環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）控制，取消所有內(nèi)呼、外呼命令，自動運(yùn)行至疏散層，開門放人后停梯。

車站FAS在探測到火災(zāi)時，一般會切斷所有非消防電源，以防止救援人員觸電，產(chǎn)生二次災(zāi)害[2]。但垂直電梯停梯前需有可靠的不間斷電源。該電源可由電梯內(nèi)部電源提供，也可由外部電源提供。

內(nèi)部電源可以是電梯自帶的蓄電池?；馂?zāi)時，電梯利用蓄電池驅(qū)動電機(jī)，但蓄電池作為易耗部件，不宜作為保障電梯緊急情況下運(yùn)行的常規(guī)電源反復(fù)充放電，推薦將其作為緊急情況時的后備電源，提高系統(tǒng)可靠性。

外部電源為車站照明配電室或400 V開關(guān)柜室引出的供電電源。在火災(zāi)發(fā)生時，不能立即切斷電梯電源，應(yīng)待電梯完成消防指令并反饋信號后切非，即“延時切非”，詳細(xì)流程為：車站FAS向電梯發(fā)出火災(zāi)報警信號，垂直電梯接收到信號后，取消所有內(nèi)呼、外呼命令，自動運(yùn)行至疏散層，開門放人，停梯。上述動作完成后，垂直電梯向FAS反饋“火災(zāi)命令執(zhí)行完成”信號。FAS接收到電梯反饋的信號后，切除垂直電梯外部電源。

本文重點(diǎn)討論幾種常見的“延時切非”方式及其優(yōu)缺點(diǎn)。

1　延時切非方式討論

在車站，垂直電梯的供電回路通常包含：400 V開關(guān)柜室、照明配電室和電梯電源柜。400 V開關(guān)柜室和照明配電室通常設(shè)置在設(shè)備區(qū)，垂直電梯電源柜通常設(shè)置在電梯井道頂部，與控制柜相鄰，其用電點(diǎn)在電梯電源柜進(jìn)線端。

垂直電梯常見的供電走線方式有以下3種：從2級負(fù)荷配電箱走線，從1級負(fù)荷配電箱走線以及從400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線。

1.1從2級負(fù)荷配電箱走線

如圖1所示，2級負(fù)荷供電回路從400 V開關(guān)柜室引出，至照明配電室2級負(fù)荷配電箱，該配電箱輸出多個回路，至不同的2級負(fù)荷用電終端，其中1路引至垂直電梯電源柜。

采用該種方式供電時，垂直電梯與該配電箱連接的其他2級負(fù)荷用電設(shè)備存在相互干擾的問題?；馂?zāi)時，F(xiàn)AS通常在400 V開關(guān)柜的出線端，立即切斷2級負(fù)荷回路，以避免救援時的二次災(zāi)害。但垂直電梯要求“延時切非”，兩者無法兼顧。

在具體工程應(yīng)用中，有以下2種處理方式。

方式1：FAS接收到垂直電梯的反饋信號后，在400 V開關(guān)柜出線端將該2級負(fù)荷回路切斷，即與垂直電梯共用2級負(fù)荷配電箱的其他設(shè)備一起“延時切非”。但該方式不滿足消防要求，存在二次災(zāi)害隱患。

圖1　垂直電梯從2級負(fù)荷配電箱走線　

圖2　垂直電梯從1級負(fù)荷配電箱走線

方式2：火災(zāi)時，F(xiàn)AS在400 V開關(guān)柜出線端立即切斷該2級負(fù)荷回路。垂直電梯利用自帶蓄電池驅(qū)動轎廂運(yùn)行至疏散層，開門放人。但蓄電池本身壽命有限（通常3～4年），且作為常規(guī)手段，并不能保證其可靠性。緊急情況時，存在一定的安全隱患。

上述2種方式均存在缺陷，實(shí)際工程中應(yīng)盡量避免。因此，不推薦此種供電走線方式。

1.2從1級負(fù)荷配電箱走線

如圖2所示，垂直電梯從照明配電室1級負(fù)荷配電箱接線?；馂?zāi)時，F(xiàn)AS通常不切除400 V開關(guān)柜室的1級負(fù)荷回路，要實(shí)現(xiàn)對垂直電梯的“延時切非”控制，有以下2種方式。

方式1：在1級負(fù)荷配電箱出線端，設(shè)置繼電器和分勵脫扣器[3]，火災(zāi)時，F(xiàn)AS按“延時切非”方式單獨(dú)控制該回路，也不會影響該配電箱連接的其他1級負(fù)荷用電設(shè)備。

方式2：在電梯電源柜進(jìn)線端，設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，火災(zāi)時，由FAS“延時切非”。

上述2種方式均能實(shí)現(xiàn)電梯延時切非控制，并且與其他用電設(shè)備不相互干擾。區(qū)別在于，方式2中，F(xiàn)AS切非后，電梯至照明配電室的電纜仍帶電，仍然存在安全隱患。方式1中，該段電纜則不帶電，更安全。

因此，當(dāng)采用“與其他1級負(fù)荷終端共用1級電源配電箱走線”的供電方式時，推薦采用方式1，即在1級負(fù)荷配電箱出線端設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，實(shí)現(xiàn)FAS對電梯的“延時切非”控制。

圖3　垂直電梯從400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線

1.3從400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線

如圖3所示，垂直電梯不經(jīng)過照明配電室配電箱，由400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線。采用該種方式供電時，延時切非的方式有以下2種。

方式1：在400 V開關(guān)柜出線端，設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，火災(zāi)時，F(xiàn)AS接收到電梯反饋信號后，斷開該回路。

方式2：在電梯電源柜進(jìn)線端，設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，火災(zāi)時，F(xiàn)AS接收到電梯反饋信號后，斷開該回路。

該方案的供電回路是單獨(dú)的，方式1與方式2的區(qū)別是FAS系統(tǒng)切非后，400 V開關(guān)柜至電梯的電纜是否帶電。方式1顯然更安全，因此，如采用“從400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線”的供電方案，則推薦在400 V開關(guān)柜出線端設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，F(xiàn)AS在該接口處延時切非。

2　注意事項(xiàng)

外部電源供電、蓄電池備用的方案可為垂直電梯在火災(zāi)時提供可靠、有效的電源保障。但在實(shí)際應(yīng)用中，有以下幾點(diǎn)需要注意。

2.1電梯蓄電池的容量

城市軌道交通垂直電梯自帶蓄電池的主要原因是“斷電再平層功能”的需要。在城市軌道交通領(lǐng)域，不論是地下車站還是高架車站，電梯井道頂部的空間通常都很有限，不適合做有機(jī)房電梯，而無機(jī)房電梯在意外斷電時無法手動盤車，使電梯轎廂運(yùn)行至就近層，因此，需要配置蓄電池完成“斷電再平層功能”。

目前城市軌道交通領(lǐng)域幾個主流的電梯品牌，對于實(shí)現(xiàn)“斷電再平層功能”的做法不同。部分廠家配置的蓄電池可驅(qū)動電機(jī)，使轎廂運(yùn)行至疏散層，部分廠家配置的蓄電池只能松開電機(jī)抱閘，轎廂需要根據(jù)自重（轎廂負(fù)荷如比對重大，則轎廂下行；轎廂負(fù)荷如比對重小，則轎廂上行）實(shí)現(xiàn)再平層，蓄電池的電量不足以驅(qū)動電機(jī)。后一種方式采用的蓄電池并不能作為電梯在緊急情況時的后備電源，使電梯轎廂運(yùn)行至疏散層。為避免這種情況，電梯設(shè)備招標(biāo)時要明確以下2點(diǎn)。

(1）電梯蓄電池需接入電機(jī)的驅(qū)動回路，并配備逆變器，把48 V閥控式密封鉛酸蓄電池電能逆變成單相380 V交流電供給電梯系統(tǒng)[4]；

(2）蓄電池的電量需滿足驅(qū)動電梯運(yùn)行至指定層（非就近層）的要求。

2.2接口關(guān)系

電梯采用不同的供電走線方式，實(shí)現(xiàn)延時切非時，牽涉到不同專業(yè)的接口。例如：采用“從1級負(fù)荷配電箱走線”的方式時，如在1級負(fù)荷配電箱出線端設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注FAS與低壓配電的接口；如在電梯電源柜進(jìn)線端設(shè)置繼電器和分勵脫扣器，則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注FAS與垂直電梯的接口。

3　總結(jié)

經(jīng)上述分析比較，火災(zāi)時電梯的延時切非控制推薦以下2種方案。

方案1：電梯與其他1級負(fù)荷終端在照明配電室共1級負(fù)荷配電箱，在該配電箱出線端，設(shè)置繼電器和分勵脫扣器火災(zāi)時，F(xiàn)AS收到電梯反饋的“火災(zāi)命令執(zhí)行完成”信號后，在該配電箱出線端切斷電梯供電回路。電梯配備滿足要求的蓄電池作為后備電源。

方案2：垂直電梯從400 V開關(guān)柜單獨(dú)走線（1級負(fù)荷或2級負(fù)荷均可），在開關(guān)柜出線端，設(shè)置繼電器和分勵脫扣器?；馂?zāi)時，F(xiàn)AS收到電梯反饋的“火災(zāi)命令執(zhí)行完成”信號后，在開關(guān)柜出線端切斷電梯供電回路。電梯配備滿足要求的蓄電池作為后備電源。

參考文獻(xiàn)

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[4] 曾榮登. 電梯應(yīng)急系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 福建廈門：廈門大學(xué)，2009.

責(zé)任編輯 冒一平

Discussion on Power Supply Delay Shifting of Elevator in Fire Case

Xu Yong

Abstract:This paper introduces the control mode of elevator in fire case in transit, and makes analysis of 3 kinds of power supply circuits for elevator including cabling from the distribution box of class 2 load, from the distribution box of class 1 load, and from the 400 V switch cabinet, it discusses the corresponding schemes for delay shifting mode, and their advantages and disadvantages, and gives the recommended scheme. It points out the matters to pay attention for elevator battery needed as standby power supply.

Keywords:elevator, FAS, delay shift, power supply

收稿日期2014-05-19

中圖分類號：U231.96∶TU857