電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應用的分析

1、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應用的分析    2012-08-07     論文導讀:為了提高軌道交通安全運營水平，加強電氣火災的預防，指導電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的建設，需要明確設計原則、工程接口、注意事項等主要內容。 通過對該系統(tǒng)設備技術現(xiàn)狀的調研，借鑒其他領域的應用成果，采用預防為主、防消結合的指導原則，研究了軌道交通工程電氣.    為了提高軌道交通安全運營水平，加強電氣火災的預防，指導電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的建設，需要明確設計原則、工程接口、注意事項等主要內容。通過對該系統(tǒng)設備

2、技術現(xiàn)狀的調研，借鑒其他領域的應用成果，采用"預防為主、防消結合"的指導原則，研究了軌道交通工程電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍、設備選擇、管理方式。提出軌道交通車站的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用范圍宜為變電所低壓開關柜、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。結合已實施的工程，提出該系統(tǒng)的應用還應關注與其他系統(tǒng)的接口和安裝調試環(huán)節(jié)，以便更好發(fā)揮其作用。近年來，電氣火災事故的發(fā)生率居高不下，人們對電氣火災事故的認識和關注度逐步提高，越來越提醒應把"預防電氣火災事故"提上日程，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計以及應用也愈顯重要，并已應用到民建、公路、醫(yī)院、學校等各

3、個領域。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、負荷分布情況設置1座35/0. 4 kV降壓變電所為動力照明負荷供電。降壓變電所設置在重負荷端川，便于電纜線路引人、引出，車站降壓變電所原則上負責整個車站及其兩端各半個區(qū)間的動力照明設備的供電。此外，在車站的兩端各設1處0. 4 kV環(huán)控電控室，室內設環(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。由于車站機電設備密集、用電負荷很大，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、及吊頂內的電氣線路密集，容易發(fā)生電氣火災。鐵道標準設計RAILWAY2012(3)電辦/電氣裕羅學玲一電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應用的分析2電氣火災監(jiān)控設備的必要性等)。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)生電氣火災就會引起旅客恐慌，導致更大的人員傷亡及財產損失，還會對軌道交通運營造成嚴重影響。軌道交通工程中用電設備主要有空調系統(tǒng)的冷卻水泵、冷凍水泵和空調機組，給水、排水泵，消火栓泵和噴淋水泵、高壓汽水霧，送排風系統(tǒng)的送風機和排風、排煙機組，照明系統(tǒng)，售票網(wǎng)絡的終端計算機組，通信、信號系統(tǒng)，電子監(jiān)控系統(tǒng)的主機和探頭、扶梯

5、、電梯等，這些用電設備點多、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;并且車站的供電線路一般均采用在吊頂層內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隱患。此外，降壓變電所內低壓柜出線回路很多，動力設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)。軌道交通的安全運行，需要以供電系統(tǒng)的可靠性、安全性和靈活性為基礎，對其提出了更高的要求。傳統(tǒng)的斷路器和漏電保護器難以實現(xiàn)智能化的保護功能，無法有效地預防漏電的發(fā)生，更不能對電氣火災進行防范。在消防工作中，傳統(tǒng)的消防配套產品，實際上基本是以"消"為主，即在火災發(fā)生后，被動

6、地進行消防聯(lián)動撲救。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是以預防為主，以消除電氣火災隱患為實施準則。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)作為國家認定的消防設備，經過多年在大型公共建筑上的實際應用，其電氣火災的監(jiān)控功能、效果很明顯，可有效預防電氣火災的發(fā)生。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)( GB14287-2005 ) 1'是第一部真正的防止電氣火災的產品標準。火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范( GB50116-2008 ) " ,民用建筑電氣設計規(guī)范(JGJ16-2008) 16和高層民用建筑設計防火規(guī)范( GB50045-95 ) 1'均將"電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)"列人規(guī)范內容之中。隨著技術發(fā)展和監(jiān)控系統(tǒng)的日益完

7、善，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)已經具備設置條件。在構建和諧社會的歷史條件下，軌道交通設計中應用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。同時，這也是軌道交通設計中電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)防護發(fā)展的方向。圖1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)3電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)構成電氣火災監(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(含總線轉換器、系統(tǒng)軟件、自動轉換開關、UPS電源4軌道交通工程電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計理念電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計，是以"預防勝于救災"和"預防為主、防消結合"的先進理念和方針為基礎的。電氣火災監(jiān)

8、控系統(tǒng)能準確、全天候地監(jiān)測線路中的漏電、電流、溫度等變化。當線路發(fā)生異常時，可迅速發(fā)出報警信號并準確報出故障點，從而把電氣火災消滅在萌芽狀態(tài)，為有效預防電氣火災提供了全面的解決方案。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅是一個點，而是一套完整系統(tǒng)。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則首先對建筑物內防火區(qū)域做出合理的布局設計，確定要保護的范圍和保護對象的火災危險性等級;然后根據(jù)保護對象的使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度，分為特級、一級和二級。在特級和一級保護對象中如:火災危險性較大、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置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng);在這些區(qū)域或場所，除干線或總配電箱進線處外，在每個具體的供電回

9、路和照明回路上也要設計電氣火災監(jiān)控探測器，用于監(jiān)視線路和設備的正常泄漏電流值的變化，及時發(fā)現(xiàn)問題消除隱患。地鐵車站電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計范圍各車站均設置1套電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，主機設置在綜合控制室或消防值班室內。車站內設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)時，首先應對防火區(qū)域做出合理的布局設計，然后再確定保護區(qū)域的范圍和保護對象火災危險性等級。保護對象的順序依照: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、用電設備、照明燈具和應急消防設備等來進行。對特定保護對象，在配電室的低壓柜出線回路、防火區(qū)域照明配電箱進線處以及人員密集保護等級高的

10、公共場所(如站廳、站臺、出人口等)的配電箱內總開關輸出端，應設置電氣火災探測器。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)雖然是以預防為主，但不需在每個配電箱的每個回路都設置，也不是設置級數(shù)越多越精確。要按照規(guī)范要求的監(jiān)測點鐵道標準設計RAILWAY STANDARD DESIGN 2012韻羅學玲一電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應用的分析電力/電氣億設置電氣火災探測器，實現(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。綜合考慮項目資金情況，應平衡設置數(shù)量、產品檔次、安全保障等和成本之間的關系。為此，車站的電氣火災探測器主要應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)的進線端。特別需

11、要注意的是:重要線路，包括安防、消防、應急電源、通道照明線路以及不允許停電的重要場所，根據(jù)剩余電流動作保護裝置安裝和運行( GB13955-2005)之4.6條規(guī)定都應該安裝純報警式剩余電流探測報警器。當系統(tǒng)被檢測出異常情況時，電氣火災監(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。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)產品的選擇電氣火災監(jiān)控產品出現(xiàn)在國內市場不到10年時間，在電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)( GB 14287-2005)頒布實施以后，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)產品和應用得到了廣泛的發(fā)展。選擇的產品必需通過國家消防電子產品質量監(jiān)督檢驗中心檢測。目

12、前，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的總線形式沒有統(tǒng)一標準，采用2總線和CAN總線技術的較多，而采用CAN總線技術的較為主流。此類總線價格低，布線簡單，但需注意廠家主機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，還要注意產品主機支持管理幾條總線，以便布線設計及施工更簡單。此外，國內現(xiàn)在有部分電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)生產廠家已經開發(fā)出無線網(wǎng)關技術，此項技術可以將幾個不同物理區(qū)域的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，通過無線技術聯(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用有實用價值，也便于未來的系統(tǒng)拓展。 軌道交通電氣火災監(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行統(tǒng)一管理。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)各車站均設置一套獨立系統(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，具有抗電磁、抗干擾性強、抗高溫和耐腐蝕性抵御惡劣的工作環(huán)境等優(yōu)點，但抗沖擊力差，連接比較困難，技術要求較高，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，需加交換設備，定期維護成本費高。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)能力強等特點，只要在覆蓋區(qū)域范圍內，所有信息均可以采集，擴展性非常強。但國家對此沒有相應的規(guī)范作為依據(jù)，產品成熟的廠商少。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換設備，通過中央控制室的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主機，對各站的電氣火災監(jiān)控數(shù)據(jù)進行采集、處理，以達到對全線范圍內的監(jiān)控目的?；谕顿Y的原因，目前軌道交通工程的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用單獨組網(wǎng)實現(xiàn)全線統(tǒng)一管理的不多，但集成與綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)全線統(tǒng)一管理是一個經濟、實用的選擇。電氣火災監(jiān)控應用的注意事項要綜合考慮電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的投資與設置范圍，平衡設置監(jiān)測點的數(shù)量、產品檔次、安全保障以及投資之間的關系。一般監(jiān)測點應設置在低壓柜、一級配電箱中，這樣既能保證基本功能，還能節(jié)省設備投資及布線成本。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由于跨專業(yè)性強，監(jiān)測數(shù)據(jù)較為精密，且各探測器分布

15、較為分散，這就要求在設計過程中各個環(huán)節(jié)的接口銜接標識要清晰、完整。在實施過程中選用經驗豐富、技術可靠的公司進行安裝調試，保證系統(tǒng)在日后運行中的穩(wěn)定性。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的施工界面應明確。目前很多項目由配電箱廠家負責采購及安裝，現(xiàn)場配電箱經常由幾個供應商分別提供，而電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是一個完整的系統(tǒng)，一旦"各自為政"，最終可能導致整個系統(tǒng)無法調試或調試不通。有些項目電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由消防或弱電專業(yè)采購及安裝，系統(tǒng)性以及總線敷設得到了保障，但是大部分安裝工作需要協(xié)調配電箱供貨商，而這些具體協(xié)調工作要涉及到產品選型、型號確認等。如果沒有一個強有力的合同關系約束，僅通過業(yè)務聯(lián)絡函溝通，經常會出現(xiàn)各類問題，并影響工程工期及質量。比較現(xiàn)實有效的方法則是由甲方或總包方牽頭，先制定電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)