1、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應(yīng)用的分析    2012-08-07     論文導(dǎo)讀:為了提高軌道交通安全運(yùn)營水平，加強(qiáng)電氣火災(zāi)的預(yù)防，指導(dǎo)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，需要明確設(shè)計原則、工程接口、注意事項(xiàng)等主要內(nèi)容。 通過對該系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀的調(diào)研，借鑒其他領(lǐng)域的應(yīng)用成果，采用預(yù)防為主、防消結(jié)合的指導(dǎo)原則，研究了軌道交通工程電氣.    為了提高軌道交通安全運(yùn)營水平，加強(qiáng)電氣火災(zāi)的預(yù)防，指導(dǎo)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，需要明確設(shè)計原則、工程接口、注意事項(xiàng)等主要內(nèi)容。通過對該系統(tǒng)設(shè)備

2、技術(shù)現(xiàn)狀的調(diào)研，借鑒其他領(lǐng)域的應(yīng)用成果，采用"預(yù)防為主、防消結(jié)合"的指導(dǎo)原則，研究了軌道交通工程電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍、設(shè)備選擇、管理方式。提出軌道交通車站的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍宜為變電所低壓開關(guān)柜、一二級配電箱及主要電纜通道，全線統(tǒng)一性管理是其發(fā)展方向。結(jié)合已實(shí)施的工程，提出該系統(tǒng)的應(yīng)用還應(yīng)關(guān)注與其他系統(tǒng)的接口和安裝調(diào)試環(huán)節(jié)，以便更好發(fā)揮其作用。近年來，電氣火災(zāi)事故的發(fā)生率居高不下，人們對電氣火災(zāi)事故的認(rèn)識和關(guān)注度逐步提高，越來越提醒應(yīng)把"預(yù)防電氣火災(zāi)事故"提上日程，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計以及應(yīng)用也愈顯重要，并已應(yīng)用到民建、公路、醫(yī)院、學(xué)校等各

3、個領(lǐng)域。軌道交通車站供配電系統(tǒng)概述軌道交通典型地下車站為站廳站臺2層，車站長度在200 m左右，車站面積1000多耐。模、負(fù)荷分布情況設(shè)置1座35/0. 4 kV降壓變電所為動力照明負(fù)荷供電。降壓變電所設(shè)置在重負(fù)荷端川，便于電纜線路引人、引出，車站降壓變電所原則上負(fù)責(zé)整個車站及其兩端各半個區(qū)間的動力照明設(shè)備的供電。此外，在車站的兩端各設(shè)1處0. 4 kV環(huán)控電控室，室內(nèi)設(shè)環(huán)控電控柜。地上車站較地下車站供電系統(tǒng)相對簡化，無環(huán)控電控室。由于車站機(jī)電設(shè)備密集、用電負(fù)荷很大，動力配電采用放射式為主、樹干式為輔的供電方式，照明配電采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式，變電所出線回路很多，電纜夾層及電纜通道

4、及吊頂內(nèi)的電氣線路密集，容易發(fā)生電氣火災(zāi)。鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAY2012(3)電辦/電氣裕羅學(xué)玲一電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應(yīng)用的分析2電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的必要性等)。見圖城市軌道交通位于城市中心，已成為普通市民交通首選出行方式。車站作為軌道交通的唯一通道，人流集中，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)就會引起旅客恐慌，導(dǎo)致更大的人員傷亡及財產(chǎn)損失，還會對軌道交通運(yùn)營造成嚴(yán)重影響。軌道交通工程中用電設(shè)備主要有空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水泵、冷凍水泵和空調(diào)機(jī)組，給水、排水泵，消火栓泵和噴淋水泵、高壓汽水霧，送排風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)、排煙機(jī)組，照明系統(tǒng)，售票網(wǎng)絡(luò)的終端計算機(jī)組，通信、信號系統(tǒng)，電子監(jiān)控系統(tǒng)的主機(jī)和探頭、扶梯

5、、電梯等，這些用電設(shè)備點(diǎn)多、分散，供電距離較長，供電線路極易發(fā)生漏電而引發(fā)電氣火災(zāi);并且車站的供電線路一般均采用在吊頂層內(nèi)沿電纜橋架集中無間隙布置，電纜的散熱條件差，增加了供配電線路的火災(zāi)隱患。此外，降壓變電所內(nèi)低壓柜出線回路很多，動力設(shè)備由低壓柜采用放射式供電的回路占總量的80%以上，其回路均需要監(jiān)測狀態(tài)。軌道交通的安全運(yùn)行，需要以供電系統(tǒng)的可靠性、安全性和靈活性為基礎(chǔ)，對其提出了更高的要求。傳統(tǒng)的斷路器和漏電保護(hù)器難以實(shí)現(xiàn)智能化的保護(hù)功能，無法有效地預(yù)防漏電的發(fā)生，更不能對電氣火災(zāi)進(jìn)行防范。在消防工作中，傳統(tǒng)的消防配套產(chǎn)品，實(shí)際上基本是以"消"為主，即在火災(zāi)發(fā)生后，被動

6、地進(jìn)行消防聯(lián)動撲救。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是以預(yù)防為主，以消除電氣火災(zāi)隱患為實(shí)施準(zhǔn)則。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為國家認(rèn)定的消防設(shè)備，經(jīng)過多年在大型公共建筑上的實(shí)際應(yīng)用，其電氣火災(zāi)的監(jiān)控功能、效果很明顯，可有效預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)( GB14287-2005 ) 1'是第一部真正的防止電氣火災(zāi)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范( GB50116-2008 ) " ,民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范(JGJ16-2008) 16和高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范( GB50045-95 ) 1'均將"電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)"列人規(guī)范內(nèi)容之中。隨著技術(shù)發(fā)展和監(jiān)控系統(tǒng)的日益完

7、善，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)具備設(shè)置條件。在構(gòu)建和諧社會的歷史條件下，軌道交通設(shè)計中應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。同時，這也是軌道交通設(shè)計中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)防護(hù)發(fā)展的方向。圖1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由執(zhí)行硬件系統(tǒng)和軟件支持系統(tǒng)2部分構(gòu)成，其中硬件系統(tǒng)有檢測剩余電流的互感器、剩余電流探測器、報警器或控制器、終端控制臺(含總線轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)軟件、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、UPS電源4軌道交通工程電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計理念電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，是以"預(yù)防勝于救災(zāi)"和"預(yù)防為主、防消結(jié)合"的先進(jìn)理念和方針為基礎(chǔ)的。電氣火災(zāi)監(jiān)

8、控系統(tǒng)能準(zhǔn)確、全天候地監(jiān)測線路中的漏電、電流、溫度等變化。當(dāng)線路發(fā)生異常時，可迅速發(fā)出報警信號并準(zhǔn)確報出故障點(diǎn)，從而把電氣火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，為有效預(yù)防電氣火災(zāi)提供了全面的解決方案。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅是一個點(diǎn)，而是一套完整系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則首先對建筑物內(nèi)防火區(qū)域做出合理的布局設(shè)計，確定要保護(hù)的范圍和保護(hù)對象的火災(zāi)危險性等級;然后根據(jù)保護(hù)對象的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性、疏散和撲救難度，分為特級、一級和二級。在特級和一級保護(hù)對象中如:火災(zāi)危險性較大、人員密集的場所、特別重要的房間、具有可燃物的庫房需要設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);在這些區(qū)域或場所，除干線或總配電箱進(jìn)線處外，在每個具體的供電回

9、路和照明回路上也要設(shè)計電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，用于監(jiān)視線路和設(shè)備的正常泄漏電流值的變化，及時發(fā)現(xiàn)問題消除隱患。地鐵車站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計范圍各車站均設(shè)置1套電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，主機(jī)設(shè)置在綜合控制室或消防值班室內(nèi)。車站內(nèi)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時，首先應(yīng)對防火區(qū)域做出合理的布局設(shè)計，然后再確定保護(hù)區(qū)域的范圍和保護(hù)對象火災(zāi)危險性等級。保護(hù)對象的順序依照:低壓配電柜、干線電纜、配電箱(包括:照明配電室中一、二級配電箱，設(shè)備房間一級配電箱，二級配電柜)、豎井中電纜、末端的戶箱、用電設(shè)備、照明燈具和應(yīng)急消防設(shè)備等來進(jìn)行。對特定保護(hù)對象，在配電室的低壓柜出線回路、防火區(qū)域照明配電箱進(jìn)線處以及人員密集保護(hù)等級高的

10、公共場所(如站廳、站臺、出人口等)的配電箱內(nèi)總開關(guān)輸出端，應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)探測器。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)雖然是以預(yù)防為主，但不需在每個配電箱的每個回路都設(shè)置，也不是設(shè)置級數(shù)越多越精確。要按照規(guī)范要求的監(jiān)測點(diǎn)鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAY STANDARD DESIGN 2012韻羅學(xué)玲一電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應(yīng)用的分析電力/電氣億設(shè)置電氣火災(zāi)探測器，實(shí)現(xiàn)對本地配電回路漏電電流及電纜溫度的監(jiān)控、尋址、信息處理、控制等功能。綜合考慮項(xiàng)目資金情況，應(yīng)平衡設(shè)置數(shù)量、產(chǎn)品檔次、安全保障等和成本之間的關(guān)系。為此，車站的電氣火災(zāi)探測器主要應(yīng)涉及降壓所低壓柜各回路、采用樹干式供電的一級配電箱(柜)的進(jìn)線端。特別需

11、要注意的是:重要線路，包括安防、消防、應(yīng)急電源、通道照明線路以及不允許停電的重要場所，根據(jù)剩余電流動作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行( GB13955-2005)之4.6條規(guī)定都應(yīng)該安裝純報警式剩余電流探測報警器。當(dāng)系統(tǒng)被檢測出異常情況時，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能在不切斷電源(不控制脫扣)的情況下發(fā)出警報，通知相關(guān)人員。這樣，既保證了系統(tǒng)的用電安全，又保證了系統(tǒng)供電的不間斷性。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的選擇電氣火災(zāi)監(jiān)控產(chǎn)品出現(xiàn)在國內(nèi)市場不到10年時間，在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)( GB 14287-2005)頒布實(shí)施以后，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品和應(yīng)用得到了廣泛的發(fā)展。選擇的產(chǎn)品必需通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測。目

12、前，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的總線形式?jīng)]有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，采用2總線和CAN總線技術(shù)的較多，而采用CAN總線技術(shù)的較為主流。此類總線價格低，布線簡單，但需注意廠家主機(jī)能夠支持的總線長度，一般建議超過2 km。同時為了布線便利，還要注意產(chǎn)品主機(jī)支持管理幾條總線，以便布線設(shè)計及施工更簡單。此外，國內(nèi)現(xiàn)在有部分電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)廠家已經(jīng)開發(fā)出無線網(wǎng)關(guān)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)可以將幾個不同物理區(qū)域的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，通過無線技術(shù)聯(lián)接起來而不需要再穿管布線，這樣對于建筑較為分散的車站費(fèi)用有實(shí)用價值，也便于未來的系統(tǒng)拓展。 軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一管理的分析目前軌道交通工程中的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括PSCADA系統(tǒng)、FAS

13、系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)均按軌道交通全線進(jìn)行統(tǒng)一管理。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)各車站均設(shè)置一套獨(dú)立系統(tǒng)，使得站與站之間具備全線統(tǒng)一管理的條件。全線統(tǒng)一管理方式可分為有線組網(wǎng)方式和無線組網(wǎng)方式。有線組網(wǎng)方式采用雙絞線和光纖作為介質(zhì)，具有抗電磁、抗干擾性強(qiáng)、抗高溫和耐腐蝕性抵御惡劣的工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，但抗沖擊力差，連接比較困難，技術(shù)要求較高，彎曲半徑不宜太小，一旦出現(xiàn)問題，不易查找;有線組網(wǎng)方式傳輸距離短，需加交換設(shè)備，定期維護(hù)成本費(fèi)高。無線組網(wǎng)方式是一種全新的方式，具有布網(wǎng)便捷，系統(tǒng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，只要在覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)，所有信息均可以采集，擴(kuò)展性非常強(qiáng)。但國家對此沒有相應(yīng)的規(guī)范作為依據(jù)，產(chǎn)品成熟的廠商少。對于全線統(tǒng)

14、一管理，不論無線還是有線組網(wǎng)方式，站與站之間均要加轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過中央控制室的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，對各站的電氣火災(zāi)監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，以達(dá)到對全線范圍內(nèi)的監(jiān)控目的?；谕顿Y的原因，目前軌道交通工程的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用單獨(dú)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全線統(tǒng)一管理的不多，但集成與綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全線統(tǒng)一管理是一個經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的選擇。電氣火災(zāi)監(jiān)控應(yīng)用的注意事項(xiàng)要綜合考慮電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的投資與設(shè)置范圍，平衡設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量、產(chǎn)品檔次、安全保障以及投資之間的關(guān)系。一般監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在低壓柜、一級配電箱中，這樣既能保證基本功能，還能節(jié)省設(shè)備投資及布線成本。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由于跨專業(yè)性強(qiáng)，監(jiān)測數(shù)據(jù)較為精密，且各探測器分布

15、較為分散，這就要求在設(shè)計過程中各個環(huán)節(jié)的接口銜接標(biāo)識要清晰、完整。在實(shí)施過程中選用經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)可靠的公司進(jìn)行安裝調(diào)試，保證系統(tǒng)在日后運(yùn)行中的穩(wěn)定性。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的施工界面應(yīng)明確。目前很多項(xiàng)目由配電箱廠家負(fù)責(zé)采購及安裝，現(xiàn)場配電箱經(jīng)常由幾個供應(yīng)商分別提供，而電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一個完整的系統(tǒng)，一旦"各自為政"，最終可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法調(diào)試或調(diào)試不通。有些項(xiàng)目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由消防或弱電專業(yè)采購及安裝，系統(tǒng)性以及總線敷設(shè)得到了保障，但是大部分安裝工作需要協(xié)調(diào)配電箱供貨商，而這些具體協(xié)調(diào)工作要涉及到產(chǎn)品選型、型號確認(rèn)等。如果沒有一個強(qiáng)有力的合同關(guān)系約束，僅通過業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)函溝通，經(jīng)常會出現(xiàn)各類問題，并影響工程工期及質(zhì)量。比較現(xiàn)實(shí)有效的方法則是由甲方或總包方牽頭，先制定電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)