应急照明的分类及适用场合分析

应急照明的分类及选择

应急照明的分类及选择

摘要：本文对应急照明的分类、应急照明电源的分类和应急照明转换时间的确定、持续照明时间的确定及应急照明电源的选择等多方面展开论述，阐述了三类应急照明各自特点及适用场合，并且论述了应急照明电源的分类、特点、如何选择应用，其中重点论述了EPS的分类、特点、如何选择应用。

关键词：备用照明疏散照明安全照明

随着社会的不断发展，各行各业正在发生着日新月异的变化，建筑行业的崛起和变化更是来势迅猛、内容纷繁，现代化的建筑千姿百态、造型各异，并逐步呈现出高、大、全、新的特点。现代建筑的层数越来越高，占地面积越来越大，

内部设施越来越完善，功能越来越齐全，所用设备和材料越来越新。许多建筑里面包括水平交通、垂直交通的内部流量也越来越大。我们希望这些建筑（包括地下部分）不间断供电，而事实上有些灾害（如：火灾、爆炸和地震等）发生的时，正常电源往往发生故障或必须被断开，这时正常照明全部熄灭。为了保障人员及财产的安全，以及能够对进行着的生产、工作及时操作和处理，并有效地制止灾害或事故的蔓延，减小损失，这时启用应急照明将起到关键作用。

1、应急照明的分类

应急照明是在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下，

供人员疏散、保障安全或继续工作的照明。

应急照明不同于普通照明，它包括：备用照明、疏散照明、安全照明三种。

1.1.备用照明

在正常照明电源发生故障时，为确保正常活动继续进行而设的应急照明部分。通常在下列场所应设置备用照明：

(1)断电后不进行及时操作或处置可能造成爆炸、火灾及中毒等事故的

场所如制氢、油漆生产、化工、石油、塑料、炸药生产及溶剂生产的某些操作部位。

(2)断电后不进行及时操作或处置将造成生产流程混乱或加工处理的贵

重部件遭受损坏的场所。如化工、石油工业的某些流程、冶金、航空航天等工业的炼钢炉、金属熔化浇铸、热处理及精密加工车间的某些部门。

(3)照明熄灭将造成较大政治影响或严重经济损失的场所。如重要的通信中心、广播电台、电视台、发电厂与中心变电所、控制中心、国家和国际会议中心、重要宾馆、国际候机楼、交通枢纽、重要的动力供应站（供热、供气、供油）及

供水设施等。

(4)照明熄灭将妨碍消防救援工作进行的场所。如消防控制室、应急发

电机房、广播室及配电室等。

(5)重要的地下建筑因照明熄灭将无法工作和活动。如地铁车站、地下

医院、大中型地下商场、地下旅馆、地下餐厅、地下车库与地下娱乐场所等。

(6)照明熄灭将造成现金、贵重物品被窃的场所。如大中型商场的贵重

物品售货区、收款台及银行出纳台等。

1.2.疏散照明

在正常电源发生故障时，为使人员能容易而准确无误地找到建筑物出

口而设的应急照明部分。通常在下列场所应设疏散照明：

(1)人员众多、密集的公共建筑。如大礼堂、大会议室、剧院、电影院、文化宫、体育场馆、大型展览馆、博物馆、美术馆、大中型商场、大型候车厅、

候机楼及大型医院等。

(2)大中型旅馆、大型餐厅等建筑。

(3)高层公共建筑、超高层建筑。

(4)人员众多的地下建筑。如地铁车站、地下旅馆、地下商场、地下娱

乐场所等大面积无天然采光的建筑。

(5)特别重要的、人员众多的大型工业厂房。

1.3.安全照明

在正常电源发生故障时，为确保处于潜在危险中人员的安全而设的应急照明部分。通常在下列场所应设置安全照明：

(1)工业厂房中的正常照明因电源故障而熄灭时，在黑暗中可能造成人员挫伤、灼伤等严重危险的区域。如刀具裸露而无保护措施的圆盘锯等。

(2)正常照明因电源故障熄灭时，使危重患者的抢救工作不能及时进行，延

误急救时间而可能危及患者生命的。如医院的手术室、危重患者的抢救室等。

(3)正常照明因电源故障而熄灭后，由于众多人员聚集，且又不熟悉环境条件，容易引起惊恐而可能导致人身伤亡的场所，或人们难以与外界联系的电梯内等。

根据应急照明的概念及应急照明应设置的场所，我们很容易发现：应急照明既要满足做为照明的一般要求，又要满足应急作用的特殊要求，既要在紧急状态下照明，同时又要保证常年安装在建筑物内安全、可靠地处于良好的应急状态。

这除了选择合适的光源外，选择安全、可靠、经久、耐用的应急照明电源也是至关重要的。

2、应急照明电源的分类

应急照明电源是当正常电源不再提供正常照明需要的最低亮度的状态，即正常照明电源电压降为额定电压60％以下时，转换到应急照明电源供电。应急照

明电源大致可以分为以下几种类型：

（1）来自电力网有效地与正常电源分开的馈电线路。

（2）柴油发电机组。

（3）蓄电池组，又分为以下几种情况：

1）灯内自带蓄电池，即自带电源型应急灯。

2）集中设置的蓄电池组。

3）分区集中设置的蓄电池组。

（4）组合电源：即由以上任意两种以至三种电源组合供电方式。

3、转换时间的确定

转换时间根据实际工程及有关规范规定确定。

（1）备用照明的转换时间不应大于15s；

（2）疏散照明的转换时间不应大于15s；

（3）安全照明的转换时间不应大于0.5s；

转换时间的确定主要从必要的操作、处理及可能造成事故、经济损失考虑，某些场所要求更短的转换时间，如商场中心的收款台不宜大于 1.5s；对于有严重危险的生产场所，应按其生产实际需要确定。对于疏散照明和备用照明只要采用自动转换是容易实现的。即使使用柴油发电机组做为应急电源，采用自动启动、自动转换也是可以实现的。对于安全照明，因转换时间为0.5s极短，所

以不能采用柴油发电机组为应急电源，也不能用荧光灯做为光源，必须用瞬时点燃的白炽灯作为光源且须自动转换。

4、持续照明时间的确定

从应急照明电源的种类及转换时间的要求，不难看出应急照明持续工作

时间是受到一定条件限制的。通常规定疏散照明持续工作时间不宜小于30min，根据不同要求可分为30、60、90、120、180min等6个档次。备用照明和安全照明的持续工作时间应视使用场所的具体要求而定。对于接自电网或发电机组的应

急照明系统，其持续工作时间是容易满足要求的；对于蓄电池供电的应急照明系统，其工作时间受到容量大小的限制，对于要求持续工作时间较长的场所不宜单

独使用蓄电池组，应考虑与发电机组配合使用。在这种情况下，由蓄电池组供电，仅做为应急照明的过渡，因此，其持续工作时间可适当减少。在选择应急照明电源时，持续工作时间应根据具体情况确定。

5、应急照明电源的选择

应急照明电源的选择确定，应根据应急照明的种类、转换时间、持续工作时间、各种电源的特点及实际工程的客观需要和要求等多种因素综合考虑选择，

做到安全可靠、技术先进、经济合理。

5.1.来自电网的与正常馈电回路分开的电源

这种电源，具有转换时间短（转换时间易满足各种情况下的要求），持续工作时间长，工作可靠的特点。所以这种电源应用较为普遍。尤其是大中城市、大中型工厂取得这种电源比较容易。对于公共建筑和厂房，由于生产和工作需要，当具有电网备用电源时，应首先利用它做为应急照明电源。如果专门为应急照明设置上述这样的电源是不经济的。应结合当地电力实际及工程实际情况综合考虑，统筹安排电力设备的应急电源和应急照明电源。对于要继续维持生产的备用照明

及消防水泵房的备用照明，应与生产电力设备、消防泵使用同一备用电源，一般自电网取得。

5.2.柴油发电机组电源

对于应急发电机组，由于电机投入运行需要较长时间，经常处于后备状态的机组，停电时自启动时间约需15s，因此只能做为疏散照明和备用照明的应

急照明电源，而不能单独用于安全照明。专门为应急照明设置发电机组是不经济

的，也是不合理的。在高层建筑中常常为满足消防要求需设置发电机组；在某些工业生产厂房或通信、交通中心也往往是和生产运行的电力设备的需要一起考虑。

5.3.蓄电池电源

蓄电池电源可分为：灯内自带蓄电池、集中设置的蓄电池组、分区集中设置的蓄电池组三种类型。灯内自带蓄电池即自带电源型应急灯，这种方式供电可靠性高，转换迅速增减方便，线路故障无影响，电池损坏影响面小。缺点是投资大，持续照明时间受容量大小的限制，运行管理及维护要求高。这种方式适用于应急照明灯数不多，装设较分散，规模不大的建筑物。集中或分区集中设置的蓄电池组电源，优点是供电可靠性高、转换迅速，与自带蓄电池方式相比投资较少，管理及维护较方便。缺点是需要专门房间，电池故障影响面积大，当供电距离长时，导线截面大，将增加铜耗量，且线路的防火问题也要考虑。这种方式适用于应急照明灯数较多，灯具较集中，规模较大的建筑物。因此在重要的公共建筑、重要的地下建筑，有时要与其他类型的应急照明电源配合使用，这样较为经济合理。

不过像计算站等建筑物内已有这样的电源且容量能满足要求时，可利用这种电源做为本场所内的应急照明电源。

5.4.组合电源

即由以上任意两种或两种以上电源组合的供电方式。

由于上述几种电源的结构、可靠程度都不同，对系统的要求和应用范围也不同。所以在实际当中只选择某一种应急照明电源有时是很难满足要求的，也很难做到安全可靠、经济合理。这时就有必要选择两种或两种以上的应急照明电源。

当应急照明电源是取自电网的独立电源时，要求由外部引来两路独立电源供电，确保一路故障时，另一路仍继续工作。应急照明配电系统应自成体系，

保证在火灾情况下，切除非消防负荷后，系统仍可供电。此种方式供电容量和供电时间不受限制，转换时间容易满足要求。但是在重大灾害时，其供电可靠性可能遭到破坏。因此，对于规模较大的高层建筑和一些特别重要的建筑仅采用此种

方式做应急照明电源是不够的，这时就有必要配以发电机组或蓄电池做为应急照

明电源的必要补充和加强。

发电机组供电方式的优点是供电容量和供电时间基本不受限制，不足之处是转换时间较长，不能用于安全照明及某些对转换时间要求较高场所的备用照明。需要用于这种场所时，应采用由蓄电池组供电的应急照明灯具做为过渡照明。高层建筑及一些特别重要的大型建筑，宜采用这种由发电机组与蓄电池组合作为应急照明电源的供电方式。

6、EPS集中蓄电池组供电介绍

多年来，运行经验表明，电网供电时采用两路独立的电源．若主供电线路停电，则由备用才路供电，采用这种方式虽然简单、可靠，但供电线路复杂。当发生大面积停电事故时，两路电源均可能发生停电事故。因此，应急电源作为独立于电网之外的备用电源．被广泛应用于各种建筑工程之中。目前，应急电源包括柴油发电机组和蓄电池，近年来，含蓄电池的EPS作为应急电源，被广泛应用，尤其是被用做消防应急电源。

6.1 EPS的工作原理

EPS应急电源工作原理图

EPS应急电源采用单体逆变技术，集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计了电池检测、分路检测回路,其他主要部件的工作原理如图所示，智能化应急电源,采用后备式运行方式。

(1)当市电正常时，由市电经过互投装置给重要负载供电，同时进行市电检

测及蓄电池充电管理,然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里,充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量(Ah)的充电电流的小功率直流电源,它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。此时,市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电。与此同时,在

EPS的逻辑控制板的调控下,逆变器停止工作处于自动关机状态。在此条件下,用户负载实际使用的电源是来自电网的市电,因此,EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态,可以有效的达到节能的效果。

(2)当市电供电中断或市电电压超限(±15%或±20%额定输入电压)时,互投装置将立即投切至逆变器供电，在电池组所提供的直流能源的支持下,此时,用户负载所使用的电源是通过EPS的逆变器转换的交流电源,而不是来自市电。

(3)当市电电压恢复正常工作时，EPS的控制中心发出信号对逆变器执行自动关机操作, 同时还通过它的转换开关执行从逆变器供电向交流旁路供电的切

换操作。此后,EPS在经交流旁路供电通路向负载提供市电的同时,还通过充电器向电池组充电。

(4)除用于应急照明系统外，其中三相智能化变频应急电源主要是为一级负

荷中的电动机提供一种可变频的应急电源系统，该产品方便解决了电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击影响。智能化应急电源可接受消防联动信号、建筑智能总线信号控制，并可设定优先级，防止越级控制。

6.2 EPS具有以下特点：

①电网有电时处于静态，无噪音；有市电时，小于60db，不需排烟、防

震处理，而且具有无公害、无火灾隐患的优点；

②自动切换，可实现无人值守，节能；电网供电与EPS电源供电相互切换

时间均为0.1～0.25ｓ；

③带载能力强。EPS适用于电感性、电容性及综合性负载设备，如电梯、

水泵、风机、办公自动化设备、应急照明等；

④使用可靠，主机寿命长达20ｈ以上；

⑤适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室甚至建筑竖井里，可以紧靠应急

负荷使用场所就地设置，减少供电线路；

⑥对于某些功率较大的用电设施，如消防水泵、风机等，EPS可直接与电机相连变频启动后，再进入正常运行状态，省去了电机的软启动和控制箱等设置；

⑦应急备用时间：标准型为60min（有延时接口），可长可短。

6.3如何选配EPS

EPS通常产品特征分为以下三类产品

⑴WY系列EPS(0.5～10KW)

WY系列EPS由单路、双路供电输入二类产品组成(输入电压220Vac 或380Vac,输出电压220Vac),适应于应急照明和事故照明的照明负载。

(2)WYS系列EPS(2.2～400KW)

WYS系列EPS由单路、双路供电输入二类产品组成(输入电压380Vac,输出电压380Vac),除可用于应急照明、事故照明,同时也适应于消防电梯、卷帘门、风机、水泵、淋浴泵、供水泵等电感性负载或混合供电。

(3)WYS/B系列EPS(2.2～400KW)

WYS/B系列EPS由单逆变单台负载、单逆变单台负载一用一备用、双逆变单

台负载一用一备用三类产品组成(输入电压3800Vac,输出电压 380Vac),仅为只有一路电源的消防设施或一级负荷中的电动机提供一种可变频的三相应急电源

系统,在电源和电机之间无需任何启动装置就可以解决电动机的应急供电及其启动过程中对供电设备的冲击。适应于高层建筑的电梯、中央空调、消防水泵等电机负载。

根据产品所带负载特征如何选用您所需求的EPS及其注意的要点:

6.3.1应急照明或事故照明用EPS(1~50KVA)

按GB17945-2000国家标准(消防应急灯具),为确保大楼的应急照明系统能正常运行,对EPS提出如下基本要求:

(1)要求负责向普通应急照明灯供电EPS的供电中断时间<5s.但对于高危险工作区及关键工作区的应急照明而言,则要求EPS的供电中断时间<0.25s。

(2)为尽可能的利用市电,当市电电压在187~242V(220V,-15%,+10%)的范围内不允许EPS进入逆变器供电状态。

(3)要求EPS配置足够容量的电池组,以便在市电供电中断时,至少确保应急照明灯可以继续工作90min以上。

(4)EPS中的充电器对电池组的最长充电时间小于24H,最大充电电流小0.4C(A)

在市电供电正常时,EPS是通过它的交流旁路向负载供电.原则上,它可以带具有各种不同功率因数的负载.然而.在市电供电中断或市电电压或频率超限时, 则是有EPS中的逆变器来供电的.在此条件下,EPS的带载能力不仅需要考虑逆变

器在不同功率因数值负载时的降额度输出特性.而且,还需要根据所使用的应急照明灯具的不同来选配EPS的输出功率和机型.在选配EPS时应注意以下几个问题:

(1)普通的应急照明灯具.由于应急照明的功耗是用有功功率P(KW)来标注的,而EPS逆变器的输出功率是用功率因数cosφ=0.8(滞后)时的视在功率S(KVA)来标注的.所以,实际选用EPS的满载输出功率应为:S=P/0.8。

(2)应急照明灯具为荧光灯时,所选用的EPS满载输出功率应为S=(1.3~1.5)P/0.8.其原因是荧光灯启动时存在较大的”启动浪涌”电流。

(3) 应急照明灯具为高压气体灯时(例:高压钠灯,高压钯灯等),宜选用切换时间小于20ms的EPS产品.这是因为.如果对高压气体灯的供电中断时间超过

20ms时,就有可能致使气体灯中的放电电弧”熄灭或中断”.一旦发生放电电弧

中断现象,即使马上恢复供电也可能导致长达数分钟的灯具熄灭现象发生.这因为它需要足够长时间来重新预热高压气体灯中灯丝的缘故.显然,对于大型体育馆和演出场地的照明系统来说,是不允许出现这种故障的。

6.3.2应急照明+电动机混合型负载用EPS (三相,5~400KVA )

为了正确的选用EPS的输出功率,应首先分别统计电阻性照明负载与电感性

机电负载的比例.对于电机负载而言,因用户所选的机型及工作方式的不同,它的启动电流可能高达5~10倍额定工作电流.为确保电机及EPS本身的安全运行,对这部分电机负载而言,不仅要求所选的EPS输出功率应为6倍以上的电机标称

功率.而且,还宜选用其切换时间小于15ms的EPS机型。

6.3.3 带电机负载的EPS

(1)采用电机”硬启动:工作方式,对于这种EPS输出功率的选用方案同22所述.采用这种方案的优点是:不管在市电供电中断时还是在市电恢复正常工作

时,EPS均可确保电机的连续运行.其缺点是:需选用大功率的EPS,成本较高。

(2)选用带变频启动功能的电机专用型EPS

市电供电正常时,经交流旁路和转换开关向电机负载供电.与此同时,市电还经充电器向电池组充电.当市电供电中断时,为确保EPS的安全运行,希望他执行”延时切换”操作,以便让电机彻底停止转动后再启动变频器,由它对后接电

机执行从0~220Hz的频率逐渐增高的变频启动的操作(启动时间为几秒钟). 采用变频启动方案带来的好处是:

①防止在EPS与处于”惯性运动状态”下的电机所产生的自激励电源处于

互相”非同步入锁”状态而产生的鼓掌隐患;

②可以降低EPS的输出功率和降低投资成本.此时,EPS的输出功率只需选取

1.2~1.4倍电机的额定功率就可满足要求。

其缺点是:

①要求用户的电机负载首先停机,然后在满速”变频启动”,从而造成电机负载工作的”不连续性”

②如果后接的几台电机需要在不同的时刻进行”分时启动”操作时,可能会遇到这样的技术难题:在启动处于静止状态的电机时,若EPS的输出功率足够大它可能承受5~10倍的电机启动浪涌电流的冲击.否则,就会迫使EPS重新进入新一轮的”变频启动”工作状态.由此带来的问题之一是:原来处于正常工作转速的电机,会再次转入转速由0~50Hz的变速启动阶段,从而给用户的工作带来麻烦。

6.3.4 EPS负载容量选型原则:

因电动机的启动冲击，与其配用的集中应急电源容量按以下容量选配。

（1）电动机变频启动时，应急电源容量可按电动机容量 1.2倍选项配。

（2）电动机软启动时，应急电源容量应不小于电动机容量的 2.5倍。

（3）电动机Y-△启动时，应急电源应不小于电动机容量的3倍。

（4）电动机直接启动时,应急电源容量应不小于电动机容量的5倍。

（5）混合负载中,最大电机的容量若小于总负载容量的1/7.

6.3.5选型容量计算方法:

6.3.5.1用于带应急灯具负载时：

（1）当负载为电子镇流器日光灯，EPS容量计算方法：EPS容量=电子镇流器日光灯功率和×1.1倍。

（2）当负载为电感镇流器日光灯，EPS容量计算方法：EPS容量=电感镇流器日光灯功率和× 1.5倍。

（3）当负载为金属卤化物灯或金属钠灯，EPS容量计算方法：EPS容量=

金属卤化物灯或金属钠灯功率和× 1.6倍。

6.3.5.2用于带混合负载时,EPS容量的计算方法:

（1）当EPS带多台电动机且都同时启动时,则EPS的容量应遵循如下原则：EPS容量=变频启动电动机功率之和+软启动电动机功率之和× 2.5+星三角启动机功率之和×3+直接启动电动机之和×５倍

（2）当EPS带多台电动机且都分别单台启动时(不是同时启动),则EPS的容量应遵循如下原则：

EPS容量=各个电动机功率之和,但必须满足以下条件：

※上述电动机中直接启动的最大的单台电动机功率是EPS容量的1/7.

※星三角启动的最大的单台电动机功率是EPS容量的1/4.

※软启动的最大的单台电动机功率是EPS容量的1/3.

※变频启动的最大的单台电动功率不大于EPS的容量.

※如果不满足上述条件,则应按上述条件中的最大数调整EPS的容量,

电动机启动时的顺序为直接启动在先,其次是星三角的启动,有软启

动的再启动,最后是变频启动的再启动.

（3）当YJS系列EPS带混合负载时EPS应遵循如下原则：

EPS容量=所有负载总功率之和,但必须中以下六条件,若不满足,再按照其中最大的容量确定EPS容量.

※负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7

※负载中星三角同时启动电动机功率之和是EPS容量的1/4

※负载中软启动同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3

※负载中变频启动同时启动电动机功率之和不大于EPS的容量.

※同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS的容量.

电动机功率容量=直接启动的电动机总功率x5+星三角同时启动的电动机总功率x3+软启动同时启动的电动机总功率x2.5+变频启动且同时启动的电动机总功率

若电动机前后启动时间相差大于1分钟均不视为同时启动。

同时启动的所有负载(含非电动机负载)的当量功率之和不大于EPS的容量。

同时启动的所有负载的功率之和=同时启动的非电动机总功率×功率因数+电动机当量总功率。

7.结语：

随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防意识也越来越被人们重视。EPS以其特有的优越性将被人们认识和采用，在一个工程中，它可以灵活的

运用在消防供电回路末端、个别重要场合等多种情况。在选择应急电源上，不

再只局限于柴油发电机了，因为它们各自的特点分别适用于不同的工程，这将为整个社会的安全提供更有力的保障。