劉浩愷，王吉鑫，侯猛

（中鐵電氣化勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司）

1 問題的提出

建筑物的專用消防電話系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立于普通電話的通信系統(tǒng)，它由專用的消防電話線路和消防電話產(chǎn)品構(gòu)成，為建筑物/建筑群的消防控制室與各個(gè)消防設(shè)備之間提供通信服務(wù)。在一個(gè)規(guī)模很大的建筑群中單根消防電話線路的長度可能長達(dá)3km～4km，如果線纜選型不當(dāng)將造成通話質(zhì)量不清晰，影響緊急情況下的消防救災(zāi)工作開展，因此有必要對(duì)消防電話系統(tǒng)的電話線極限長度進(jìn)行計(jì)算。

2 消防電話產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)限制

目前，國內(nèi)銷售的消防電話產(chǎn)品通常均按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》GB 16806-2006進(jìn)行檢測和制造，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)消防電話總機(jī)性能要求中有關(guān)電話線路參數(shù)的要求為：“在線路條件為環(huán)路電阻不大于300Ω（不含話機(jī)電阻）、線間絕緣電阻不小于20kΩ、線間電容不大于0.7μF條件下，消防電話總機(jī)和消防電話分機(jī)之間應(yīng)能清晰通過，無振鳴現(xiàn)象（見表1）。”

表1 消防電話產(chǎn)品清晰通話時(shí)對(duì)線路的技術(shù)參數(shù)要求

因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證電話線路的上述參數(shù)滿足產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定的線路參數(shù)最低要求，即可保證清晰的通話質(zhì)量。

3 影響消防電話線路長度的因素以及計(jì)算方法

根據(jù)消防電話系統(tǒng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在消防電話主機(jī)的性能滿足GB16806-2006的最低條件下，電話線路長度取決于以下幾個(gè)參數(shù)：線路電阻（與線纜長度、芯線截面、芯線材料有關(guān)），線間絕緣電阻（與芯線絕緣材料、線纜長度等因素有關(guān)），線間電容（與電話線的長度、芯線絞合系數(shù)、填充介質(zhì)、工作電壓等因素有關(guān)），如表2所示。

表2 影響消防電話線路長度的因素

需要指出的是，影響消防電話線路電阻的因素除了與電話線有關(guān)，還有電話分機(jī)接線的接觸電阻有關(guān)，特別是當(dāng)一路消防電話線路帶有多個(gè)電話機(jī)或者電話插孔時(shí)必須考慮接觸電阻。通常每個(gè)串聯(lián)設(shè)備的接觸電阻可按照100mΩ考慮。

消防電話系統(tǒng)分為多線式和總線式兩種，多線式消防電話系統(tǒng)中同一路電話線上的設(shè)備均被主機(jī)認(rèn)為是一個(gè)地址點(diǎn)（1個(gè)位置或區(qū)域），而總線式消防電話系統(tǒng)中一路電話線路上的分機(jī)可通過編碼呼叫的方式分時(shí)占用線路。因此需要特別注意的是，總線式消防電話系統(tǒng)中一路電話線可能帶有很多設(shè)備，在這種情況話就不能忽略串接設(shè)備的接觸電阻，串接設(shè)備的接觸電阻Ck計(jì)算可采用公式：

式中：n為單路電話線上串接的電話或電話插孔的數(shù)量，0.1為每處的接觸電阻，Ω。

關(guān)于電話線的線間電容，表2 中給出的公式是按照平行雙導(dǎo)線的方式進(jìn)行計(jì)算，如果采用多芯電纜時(shí)則可以按照《通信電纜》（鄭玉東）中的3-14公式計(jì)算。消防電話系統(tǒng)通常使用的電話線均為0.75mm2～2.5mm2截面的屏蔽控制電纜，不論是芯線絞接還是平行，其芯線中心間距都非常小，因此可直接采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即PVC 絕緣控制電纜為0.06μF/km～0.1μF/km 左右，XLPE 絕緣控制電纜為0.1μF/km～0.2μF/km左右[1]。

4 各種電話線參數(shù)的計(jì)算結(jié)果

根據(jù)前文所列的方法我們對(duì)幾種主要的控制電纜在消防電話線路中應(yīng)用時(shí)的參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，得出了線纜單位長度線路電阻、單位長度線間絕緣電阻、單位長度線間電容這幾個(gè)限制參數(shù)，如表3所示。

根據(jù)表3 計(jì)算得到的電話線參數(shù)，結(jié)合消防電話產(chǎn)品對(duì)線路的不同參數(shù)要求可以得到各種電話線路的長度限值，如表4所示。

表3 各種電話線參數(shù)的計(jì)算結(jié)果

5 單路電話線路上有多個(gè)電話插孔或分機(jī)的情況

當(dāng)單路電話線路上有多個(gè)電話插孔或分機(jī)時(shí)必須考慮串接設(shè)備接觸電阻的影響，假設(shè)每個(gè)串接設(shè)備的接觸電阻為0.1Ω，則對(duì)不同規(guī)格的線纜其減少長度與線路所接設(shè)備數(shù)量的關(guān)系如表5所示。

表5 電話線路長度限值核減量與線路終端數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系

從表4-5對(duì)比可見，線路上的終端數(shù)量主要影響線路電阻，而電話線路長度的主要影響因素是線間絕緣電阻和線間電容，在工程上可以忽略，線路所接終端設(shè)備的數(shù)量可參考設(shè)備廠商的產(chǎn)品說明書。

表4 各種電話線路的長度限值

6 結(jié)語

根據(jù)本文總結(jié)的工程計(jì)算用表，影響消防專用電話系統(tǒng)通話質(zhì)量的因素主要是電話線的線間絕緣和線間電容這兩個(gè)因素。其中，影響線間電容的主要決定因素是所選用的電話線是聚氯乙烯（PVC）絕緣還是交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣，如果采用PVC電纜將嚴(yán)重限制電話線路的長度，因此對(duì)規(guī)模較大的建筑群，為了保證消防電話系統(tǒng)的通話質(zhì)量，線路應(yīng)優(yōu)先選擇銅芯交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣控制電纜。同時(shí)，由于線間電容的限制，電話線路的長度不宜超過3.5km。