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    为何说自带电源比集中电源更具综合优势?
    2022-08-08 08:42:31浏览量:4972
    [消防产品接线调试等技术交流,请加微信:dnbiaoge]

    最近几年,在消防应急照明的集中控制型设计应用中一直存在集中电源与自带电源的优劣势争论。虽然12年前的国标GB17945-2010规范就有集控型集中电源与自带电源的明确分类,但因多年来集中控制类产品是以集中电源型为代表(行业发展的历史原因),自带电源型(即灯具自带蓄电池)是在最近几年才出现。之前笔者在一些媒介见过几篇有关两者之间对比的文章介绍,但解说都比较片面或缺少剖析深度(使读者知其然不知其所以然)。

    在此,笔者有必要做一次集控型的集中电源与自带电源对比专题论述。

    首先阐明:论述产品问题,不能以目前或过去的行业和产品状态去做简单的、短视的思维判断,而应以客观的、发展的眼光去合理化、科学化论断。

    其次,论述一个系统配置中的产品,不能仅停留在这个产品自身,还应结合其前端的供/配电设备、应用场合的适用性、施工布线成本、回路电能损耗(线损)、售后维护的难易与成本,以及旧项目改造难易程度等来全面客观论述。

    一、自带电源的优势

    01、可靠性

    自带电源灯具由于其蓄电池电源的最大化分散特征,故障只体现在单盏灯具;而集中电源一旦故障,后面则是一大片甚至几个消防单元的消防灯具瘫痪失效。因此,自带电源类型的可靠度最高。

    02、安全性

    ①蓄电池电压安全:自带电源型内置的蓄电池主要为单体电池,电压很低,使用很安全;而集中电源蓄电池组电压高(尤其是高压B型),相对不安全。

    ②蓄电池能量安全:自带电源类因单个的蓄电池能量小,在金属或阻燃灯具壳体内引火外溢的风险很小,即使因漏液等短路冒烟也不易失火。而集中电源由于蓄电池组能量集中(尤其是大容量和B型高压类别),一旦失火就很难扑灭,更容易发生引燃周边易燃物的二次火灾灾害,风险放大,差别很大。

    ③蓄电池管理安全:集中电源的铅酸型蓄电池在高温、过充等情况下易发生漏液、短路引发燃烧火灾的风险。集中电源的锂电池包在过充、均衡板失控等情况下易发生过热温度失控、短路等连锁反应,引发燃烧和爆炸的风险。

    铅酸蓄电池组燃烧后和燃烧中的场面

    铅酸蓄电池组燃烧后和燃烧中的场面(配图来源:网络)

    03、电能损耗(线损)

    自带电源类型由于蓄电池内置于灯具内部,理论上不考虑应急供电时的线路损耗;消防市电的主电供电平常仅为照明灯具内蓄电池充电(标志灯具仅为节电模式),电流微小,几乎也不考虑线损。

    而集中电源的应急供电输出回路距离长(相对自带蓄电池类型而言),由于行业主导应用36VDC以下的低压二总线方式,客观存在回路压降较大、线损较大的普遍缺陷,尤其是在地下层的应急照明领域(因管式灯具的功率相对比较大)。尤其是对于恒功率输出的蓄电池供电回路,线损因素造成回路压降较大。

    04、应用场合的适用性

    集中电源类型由于其集中式的蓄电池组、充电单元及蓄电池监控管理单元的存在,体积、重量较大,铅酸型产品超过0.5KVA的型号在电气竖井内一般放不下(即使放下了其门板一般也打不开),仅能安装放置于配电房(室)。

    而自带电源类别的应急照明配电箱(自带电源灯具前端设备)体积和重量比较小,安装设计很方便和灵活,更多采用的是壁挂式或嵌墙式设计(无需占用专门设计的配电房空间)

    05、旧楼宇项目改造的匹配性

    在逐步增多的高层旧楼宇改造项目中(譬如上海和重庆的高层旧楼宇改造项目近几年呈现逐渐增加的趋势),牵涉施工布线和新电源柜的位置放置问题,自带电源类型的线路负荷计算和放置位置几乎不用过多重新设计考虑。即使应用中增加灯具数量或延长一点线路路径,自带电源型的宽容度大,适应性很强。自带电源前端的应急照明配电箱可以原地置换,而集中电源柜体(尤其是铅酸类型)往往由于体积和重量大仅能设计放置于配电间和部分电气竖井,电源柜位置的改变往往造成电路回路需要修改而重新布线施工。因而,自带电源相对集中电源更具优势。

    06、系统价格的优势

    自带电源类型与集中电源类别的产品价格均差不多,自带电源类型灯具比集中电源类别灯具贵(要点:蓄电池及充电回路),但集中电源柜比应急照明配电箱贵(要点:蓄电池组、充电单元、蓄电池监控单元)。

    集中电源类别比自带电源类型的配置价格高,主要在于:

    A)电源柜与灯具功率的匹配销售计算或设计计算时,往往对电源柜功率保留较大的冗余度设计(即功率匹配过大),而集中电源的蓄电池容量是跟随其额定功率同步放大,因而增大了蓄电池组、柜体体积等其它的造价。这样,集中电源类别比自带电源类型的配置价格高一些。

    B)A型集中电源低压回路的线损,加大了蓄电池容量的额外增量(自带电源类型由于蓄电池内置于灯具内部,理论上不考虑应急供电时的线路损耗)。我们试想一下:假如100盏自电型消防灯具内置有100个单体蓄电池(即每盏内置1个),如果以此改换成集中电源型,则集中电源柜内的蓄电池单体数量往往需要配置120个以上的电池包(即多出的20个弥补于回路线损消耗),因此蓄电池价格增加。

    07、节省回路线缆成本优势?

    行业之前的消防照明灯具都是非持续性照明方式(即应急时均由蓄电池电源供电),自带电源型灯具的供电回路平常仅有照明灯具充电电流和标志灯具(功率很小)工作电流,因而回路电流特别小,所以以前一些对此比较了解的施工方就采用更小的线缆(因是直流回路,可以不按AC220V交流回路的最低2.5m㎡线径规范)。

    但是,自从GB51309-2018颁布新设了“市电故障时的事故应急照明,集中电源不能断开主电(即消防市电)回路”规定以后,情况发生了根本变化。

    合规的布线不能再偷减回路线缆线径,因为自电型照明灯具的事故应急照明需由主电(即消防市电)来供电,此时的回路电流可能会更大(工作电流+充电电流)。照明灯具功率相对较大,其工作电流往往比充电电流大8~12倍。

    08、日常管理与维护优势

    因集中电源内配铅酸蓄电池(目前还是主流)的原因,日常维护比自带电源型配电箱需要付出更多的关注和呵护。

    国标规范要求安装场所必须通风散热(25℃以上,环境温度每升高10度则铅酸蓄电池使用寿命减半),然而众多的集中电源安装位置为电气竖井和装修隔间等,先不说通风散热,就连有些项目的物业人员带队去现场查找集中电源,也找不到具体安装位置(尤其是现代商业装修很多隐形门设计,还完全密闭)。因此,分散而广布的集中电源现场维护管理相对难做到,现实是使用单位普遍疏于对集中电源及其蓄电池的现场管理(主要是通过控制器主机的屏显界面查寻而已)。

    09、不用担心蓄电池被偷盗

    集中电源的铅酸蓄电池偷盗损失一直是安装前、施工中的头痛之事(因集中电源配用的12V系列铅酸蓄电池多数是17~38AH之间,正切合盗贼用于电动自行车、民用逆变器等等使用),众多厂家和其销售商深有体会。

    二、自带电源的缺点

    01、后期维保人工费用

    N年后更换蓄电池的人工费用,之前和目前自带电源类别比集中电源类别要高(集中电源蓄电池更换相对方便高效),但在新标准GB51309-2018执行主导使用环保蓄电池(锂电池为趋势主流),因磷酸铁锂的超长使用寿命优势(可达到5000~8000次的循环使用、6~10年超长使用寿命)可以大大减少蓄电池更换次数频率。因此,我们需以发展和科技进步的眼光来看待问题。

    02、后期维保蓄电池成本(蓄电池使用寿命)

    最早期的自带电源灯具行业更多使用的是小密铅酸、镍氢等电池在浮充状态下不耐充,使用寿命短;再加上以往其充电电路过于简单化(尤其是稳压和滤波设计),普遍存在蓄电池寿命比集中电源的中大密电池短的行业认知现象。但后来由于呈现镍镉电池(耐充性能优越)、磷酸铁锂电池(且绿色环保)规模使用,大大提升了自带电源类型蓄电池使用寿命和行业替代认知,今天,我们需以发展的趋势和眼光来看待问题,以往的认知就会得到改变。

    03、后备应急时间

    自带电源灯具内置的蓄电池容量固定,因此其后备应急时间固定单一(一般初装时间为90分钟),对新国标GB51309-2018规范下的老弱病残、超高层建筑等特殊应用场所的诸如180分钟、270分钟后备应急时间的要求,很难匹配应对。

    因为:

    销售产品需符合产品检测报告内容的一致性。

    个别或少量灯具有些大厂商可以做到,但项目中的所有灯具都做到几乎不可能,因为都要重新送检认证,一般是采取非标方式(即不符合国家规范的随便加大灯具内蓄电池容量方式)去应对。而集中电源就相对比较容易应对,采取加大容量等级就可以,转圜匹配的灵活性比较强。

    三、总结

    综上所述:自带电源类别的以往三个小缺点,随着科技的进步,会得到行业观念的根本改变。而自带电源的八个优点是客观的、科学的、合理的,符合各类应用场所对其可靠性、安全性、工程造价、灵活适用等多方面的诉求。

    结论:以发展的眼光看,自带电源型将是行业未来发展的主流(即后发优势),而集中电源型会是一种有效的补充,会逐渐退居次要(虽然目前集中电源还在主导市场,这有历史的原因)。也正因为如此,一些有眼光的大型设计院和大型地产商(譬如碧桂园等)目前已以自带电源型作为其设计和采购的方向目标。也有部分智能疏散厂商在加大布局自电集控类产品的技术创新和产销运作。

    最后,针对以上第8条有关“集中电源的现场管理与维护比较困难”,行业普遍出现用户疏于现场管理的现状,笔者忧心忡忡。

    国标GB51309-2018出于提升、保障系统集中电源(或应急照明配电箱)供电可靠度的考量,规定了其容量最大不能超过5KVA(尤其是A型产品普遍设计应用都是小功率),即功率电源尽量以小型化、广布式设计分布,从而提高系统运行可靠度,这是值得肯定的行业一大进步。

    但同时,这种“化整为零式”的分布,也存在着一个不可忽视的缺点:隐蔽而分布较广、难于查找的现场管理困境,给行业留下了一定的安全隐患。

    在此,笔者呼吁:行业主管部门应强化

    1)规范对系统控制器主机在CRT图显功能上针对集中电源的监控/检测功能进行完善,譬如控制器主机显示屏尺寸不低于14英寸(一些超小屏基本上无CRT图显功能)。图显编址必须有具体详编对应的真实地址,而不是随机的数字串(如下图摘自“丁工说应急”栏目的一个知名品牌产品所示的数字串)。

    一个知名品牌产品所示的数字串

    2)在GB51309-2018规范中完善、强化后面“系统使用及维护”章节使用单位(物业管理)对集中电源的具体现场维护管理措施,而不是仅仅通过主机界面图显来查看、巡查就算完事。等等。

    化整为零式


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    折耳根2022-08-09 02:11:28
    个人感觉不赞同,但是也不反对……只是因为目前集中电源的电瓶太low而否认集中电源的优势和方便维护的有利点,是以偏概全……
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    1
    田坤2022-08-11 00:16:13
    主要是现在的集中电源通讯协议各种不匹配,电池也不知道能用多长时间
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    18159****27092022-08-09 14:49:42
    《建筑电气及智能化》新规范不是要求都要使用DC36v的灯具了吗?从2022年10月1日开始
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    消防一哥2022-08-09 09:14:20
    电池能用几年不换 除非更换成核电池 应该比较久
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    学习了
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