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摘要：本文主要针对我国消防用电设备配电线路的过负荷保护几种形式：采用过负荷报警不切断电路形式，断路器带报警附件，过负荷报警，报警信号传输到消防值班室；采用3200型式+消防电源监控，即断路器取消过负荷附件（断路器仅带MA附件），消防电源监控点除设置在配电箱进线开关处外，多台消防设备的配电箱还应在消防设备回路保护电器处设置；采用放大电缆（电线）、提高开关长延时整定值。由于经济及技术方面的考虑，不建议采取放大电缆（电线）、提高开关长延时整定值方式。
关键词：过负荷保护；放大电缆；配电线路；3200型式断路器；3300型式断路器
前言
随着我国社会经济的不断发展，现代工业和民用建筑大量增加，建筑物自身的消防安全对消防设备的依赖性更强。在火灾发生时，消防设备能否连续可靠运行，是减少人员伤亡和降低经济损失的一个重要因素。在建筑工程设计中，设计人员对消防用电设备的配电线路过负荷保护认识不一，做法也不尽相同。本文就消防用电设备配电线路过负荷保护作些许探讨。
1.过负荷保护涵盖内容
这里说的过负荷保护既指被保护区域出现超过规定负荷的一种保护措施。在电路正常工作中，如果回路电流超过了负荷保护装置的设定值时，此时负电荷保护装置就会自动断开电流的回路，实现最终保护的作用。
根据GB50054-2011《低压配电设计规范》中明确规定，对配电线路进行负荷保护时，在负荷电流导体升温之后对导体造成损坏之前切断电源。针对这种过负荷保护电器应该采取特定的保护设施，可以保护电器安装处的电流值稳定，进而保证可以通过大量的电量。过负荷保护的动作特点，应符合下列公式的要求：Ib≤In≤IzI2≤1.45Iz
式中：Ib——回路电流计算（A）；
In——熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（A）；
Iz——导体允许不间断载流量（A）
I2——保证电器电流的可靠性（A）。当保护电器是一种断路器时，I2为约定时间内的动作电流；当为熔断器时，I2为约定时间内的约定熔断电流。
2.过负荷保护的具体应用方式
通常情况下，线路在正常运行中存在少量的过负荷是可以接受的，因为负载电流可以随时变化具有一定的周期性，不会造成线路的损坏。如果电气线路长时间经受过负荷这样是不行的，也就说过负荷电压长期存在，会造成电气线路表面材料以及接线接头的损害，有时严重的过负荷还会存在火灾的隐患。配电线路的过负荷保护是必须的。
JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》有一条是这样规定的，在对电线进行过负荷保护中，在过负荷超流在升温中对导体的表面材料造成损坏之前切断电源。但是这样的操作可以会给电线带来更大的损坏，针对这样的线路，该线路的过负荷保护不应该切断电路。这是一条强制性条文。
在设计工作中，强条必须严格执行。消防部门在配电系统的设计中，应该保证具有持续性，还要保证可以正常运行，消防用电中的过负荷保护与线路之间存在不可忽视的问题。
消防用电设备主要包括：
1.消防应急照明和疏散指示系统用电，这部分用电负荷固定，不存在过负荷可能。
2.消防水泵、消防风机、防火卷帘等采用电机的设备。这类设备，消防水泵、消防风机由于介质的因素，存在过负荷可能；防火卷帘可能因导轨变形等原因也有可能过负荷。
当功率一定时，电压于电流成反比。电压降低也可导致线路电流变大。
3、消防设备配电线路的过负荷保护电器的选择
3.1过负荷不切断电路，仅报警
采用过负荷报警不切断电路形式，这是规范上明确的。断路器带报警附件，线路过负荷报警报警。规范上无明确报警到哪，如果只是现场报警，在火灾状态下无意义。因此报警信号传输到消防控制室（值班室）。值班人员对配电线路、消防设备的状况有个基本了解。
3.2、采用3200断路器外加消防电源监控
采用3200型式+消防电源监控，即断路器取消过负荷附件（断路器仅带MA附件）。消防电源监控点除设置在配电箱进线开关处外，多台消防设备的配电箱还应在消防设备回路保护电器处设置。这种接线可以满足规范要求，即消防线路过负荷不切断电路，又能通过消防电源监控系统向消防控制室报警。
3.2.1、3200断路器与3300断路器的区别
3300代表的是热磁式脱扣，3200代表的是电磁脱扣。3300和3200主要的区别是脱扣方式不同，3300具有的热磁脱扣包括热脱扣与电磁脱扣两个基本功能，热脱扣就是利用金属片的电流发热情况，推动脱扣传动机构，磁脱扣就是利用电磁线圈的短路方式，推动衔铁带动脱扣的方式。差别：前者性能稳定且不受电压波动影响、寿命长、灵敏度低、不易整定；后者功能完善、灵敏度高、整定方便、受电源影响、略易损坏。
3.2.2消防用电的电源设置
根据GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》3.4.2条规定：在消防控制室内设置好的消防设备其中包括火灾报警器控制、消防专用电话、消防电源监控以及消防应急疏散与照明设置等，这些都是消防控制室不应该缺少的组合设置。在消防控制室内，应该设置消防电源的监测系统，这个监控系统应该按照国家的相关标准进行制定，基于《消防设备电源监控系统》的基础上研发出这个设备，整套设备主要包括消防电源监控器、电源总线、电压信号传感器、电流信号传感器以及通讯总线和与其连接的电流传感器组成，通过这个系统对消防设备进行全面的检测，检查电流以及备用电流的详细情况，进而判断出电流的正常运行情况，是否存在欠压、过压、过流以及短路等问题，当这些问题出现之后就会在控制器上显示出来，同时将故障的位置详细显示出来，故障出现的时间与种类都会记录下来，同时伴随着报警信号，这样的装置保证了火灾发生中消防联动系统的安全可靠性。
4、根据线路计算电流，放大1.5~2倍，整定断路器长延时脱扣器及选择电缆（电线）
《工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）实施导则》（2004年版）对《低压配电设计规范》（95版）第4.3.5条中明确指出：如果选择突然的断电方式比过负荷电压对线路造成的损害更加严重，也就是说我们采取的过负荷保护方式不是切断电路。例如，无备用泵的消防泵与排烟机会形成热点保护触点，如果出现问题不切断电路，也会发生警报。更因该注意的问题是，排烟风机与消防泵在主电路中的断路器经过长时间的脱扣整个值也会对应增大，计算电流会达到1.5倍到2倍，并按此整定值选择线、缆截面。这是根据GB50054-95《低压配电设计规范》的条文的相关说明，之后根据新版规范再无相关内容说明。
根据消防设备配电线路的计算电流，放大1.5~2倍，选择开关及线缆。但是通过放大电缆、提高开关整定值的方式，除经济方面不是很合理外，还存在一个开关整定值放大1.5～2倍是否合理问题。
4.1最大转矩与电流之间存在的关联
通过最大转矩技术可以测量电动机短时间内电流的过载能力，也是一个硬性指标。最大转矩越大电动机相对应承受的受负就会越大。电动机在起动初期到中正常运转这个阶段，电磁转矩存在变化性，会存在一个最大值，这就是最大转矩或者临界转矩，可以用Mmax来表示。针对最大转矩通常会使用额定转矩的倍数展示出来，会形成一个比值，就是Mmax与额定转矩的比值，最后电动机过载能力可以用λ来表示。
公式：
λ＝Mmax/Mn
通过最大允许电流与额定电流计算过载系数
公式：
λ＝Imax/In
其中Imax为最大允许电流，In为额定电流。
由公式：电机功率P=1.732×U×I×cosφ电机转矩T=9549×P/nn为输出的转速，转矩与电流成正比关系。
根据JB/T8680-2008《Y2系列（IP54）三相异步电动机技术条件（机座号63～355）》规定，4.7条，在额定电压下，电动机最大转矩对额定转矩之比的保证值应在1.9～2.3（仅额定功率0.12～0.37KW，同步转速为750r/min情况下保证值为1.9，其他在2～2.3）。
4.2三相电动机过载与时间关系：
三相异步电动机的过载是指其在某个允许的时间内流过电机的电流超过额定电流。根据JB/T8680-20084.12《Y2系列（IP54）三相异步电动机技术条件（机座号63~355）》4.12条规定：电动机应能承受1.5倍额定电流历时不少于2min的偶然过电流试验而不损坏。GB755-2008《旋转电机定额和性能》9.3.3条也有类似说法：额定输出在315KW及以下和额定电压在1KV及以下的多相电动机应能承受1.5倍额定电流，历时不少于2min。这仅是标准的最低要求。由于各个生产厂家技术力量及使用材料的差异，很多电机能够做得更好。
当电动机短时过载能力为2.75倍额定负载时，5sec切断电路，对电动机不损坏；当电动机短时过载能力为2.5倍额定负载时，20sec切断电路，对电动机不损坏；当电动机短时过载能力为2.2倍额定负载时，60sec切断电路，对电动机不损坏；当电动机短时过载能力为1.15倍额定负载时时，电动机能连续运行。
5.总结
主要阐述的是消防设备配电线路的过负荷保护电器的选择问题。针对消防设备配电线路的过负荷保护，给出了三个个人观点，也就是1、采用过负荷报警不切断电路形式，断路器带报警附件，过负荷报警。报警信号传输到消防值班室。2.采用3200型式+消防电源监控，即断路器取消过负荷附件（断路器仅带MA附件）。消防电源监控点除设置在配电箱进线开关处外，多台消防设备的配电箱还应在消防设备回路保护电器处设置。3、放大电缆、提高开关整定值的方式。在具体设计过程中，建议采用观点1、2。
参考文献：
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[5]《消防设备电源监控系统》发行方：全国消防标准化技术委员会火灾探测与报警分技术委员会时间：2011年12月12日