淺談城市軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，地鐵電能管理系統(tǒng)相關(guān)底層數(shù)據(jù)的采集涉及的設(shè)備包含中壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜、環(huán)控柜或配電柜，而電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)底層數(shù)據(jù)采集涉及的設(shè)備包括低壓開(kāi)關(guān)柜、環(huán)控柜或配電柜。由此可見(jiàn)，地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)涉及的底層設(shè)備包含在能源管理系統(tǒng)涉及的底層設(shè)備范圍內(nèi)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能在于對(duì)電氣火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警，其系統(tǒng)可靠性要求與能源管理系統(tǒng)基本相同，因而在工程設(shè)計(jì)中將電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)融入能源管理系統(tǒng)具備可行性。

關(guān)鍵詞：地鐵；電氣火災(zāi)監(jiān)控；能源管理

0引言

城市軌道交通工程改造項(xiàng)目，應(yīng)貫徹執(zhí)行新的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在施工過(guò)程中不能影響線路系統(tǒng)的運(yùn)行，需充分做好其他相關(guān)系統(tǒng)的改造及接口調(diào)試工作，以保證本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。除完成本系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的安裝和調(diào)試外，還應(yīng)以滿足軌道交通運(yùn)營(yíng)和乘客服務(wù)的需求為前提。對(duì)我國(guó)地鐵火災(zāi)防控行業(yè)和主體管理方面存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，從社會(huì)治理和技術(shù)研究方面提出了改進(jìn)措施和建議，為城軌治理的新格局奠定良好的基礎(chǔ)。

1我國(guó)地鐵的火災(zāi)防控現(xiàn)狀

一種是進(jìn)入成熟期，其基本特征是地鐵運(yùn)營(yíng)里程在400km以上，站點(diǎn)在300以上，城區(qū)地鐵密度在0.5km/km2以上，地鐵發(fā)展的趨勢(shì)在于完善、優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)并向遠(yuǎn)郊發(fā)展。其日均客流接近1000萬(wàn)，在城市公交占比接近或超過(guò)50%以上。此類城市一般為超大城市，已建立了較為成熟的火災(zāi)防控體系，建設(shè)運(yùn)營(yíng)主體與政府監(jiān)督機(jī)構(gòu)和職能部門(mén)對(duì)其監(jiān)管多為進(jìn)行法定審核和不定期抽查，在火災(zāi)和應(yīng)急事件處置方面，因較少發(fā)生事故而略顯經(jīng)驗(yàn)不足。

2電氣火災(zāi)監(jiān)控方案

2.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)器設(shè)置方案

根據(jù)ＧＢ50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設(shè)置在配電柜（箱）出線端。結(jié)合地鐵的特點(diǎn)，變電所的400Ｖ開(kāi)關(guān)柜非消防負(fù)荷饋線回路均需配置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，部分城市地鐵在二級(jí)配電的環(huán)控柜或配電箱非消防負(fù)荷饋線回路也配置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。對(duì)于采用剩余電流式傳感器難以解決誤報(bào)警問(wèn)題的饋線回路，通常改用測(cè)溫傳感器的方案，可選用多傳感器組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器接入系統(tǒng)。在地鐵工程建設(shè)實(shí)踐中，一臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器通常接6-10個(gè)傳感器，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地下二層地鐵車(chē)站通常需設(shè)置20-30臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

2.2現(xiàn)有地鐵安全系統(tǒng)的效能評(píng)估與改進(jìn)

對(duì)已設(shè)計(jì)安裝的消防設(shè)施、設(shè)備的系統(tǒng)效能進(jìn)行分析，范圍包括地鐵內(nèi)及附屬的消防隊(duì)、站，基于調(diào)研和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定地鐵消防設(shè)施是否符合規(guī)范要求和常見(jiàn)故障模式；基于抽樣站點(diǎn)數(shù)據(jù)確定其系統(tǒng)效能指標(biāo)，包括完好率、可用度、有效度以及故障率和平均維修時(shí)間，形成三維的系統(tǒng)效能評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)照設(shè)計(jì)的安全目標(biāo)進(jìn)行功能、過(guò)程和區(qū)域數(shù)據(jù)分析，檢測(cè)判定系統(tǒng)的應(yīng)用效能。確保的方式是建立動(dòng)態(tài)客觀、高效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和隱患，并在設(shè)計(jì)和資源上保障其能盡快修復(fù)，恢復(fù)到完好有效狀態(tài)，從而可以確保地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行安全。考察整體消防安全組織體系建設(shè)，基于前述的地鐵災(zāi)害和危險(xiǎn)模式分析，包括消防

設(shè)施和設(shè)備在內(nèi)，確定其整體組織結(jié)構(gòu)和分類威脅應(yīng)對(duì)響應(yīng)機(jī)制；根據(jù)調(diào)研和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研判其人員的操作熟練程度，確定其平均響應(yīng)時(shí)間和管理延遲時(shí)間，判斷其是否有完備的消防安全信息監(jiān)測(cè)閉環(huán)管理系統(tǒng)以及資源保障信息。

2.3火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的調(diào)試實(shí)施

車(chē)站的調(diào)試一般在晚上地鐵停運(yùn)后，1個(gè)晚上可能只能調(diào)試1～2個(gè)專業(yè)，所以需要耗費(fèi)數(shù)日才能調(diào)試完1個(gè)站。調(diào)試時(shí)，需要在控制箱端拔掉舊有系統(tǒng)線纜，在拔出的過(guò)程中需做好標(biāo)識(shí)，之后再插上新系統(tǒng)線纜。當(dāng)天調(diào)試結(jié)束后恢復(fù)舊有系統(tǒng)線纜，同時(shí)，恢復(fù)舊系統(tǒng)通電，啟動(dòng)無(wú)誤后再撤離現(xiàn)場(chǎng)，保證原5號(hào)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的正常運(yùn)行。車(chē)站調(diào)試完成后，完成相關(guān)的審核和校驗(yàn)，相關(guān)功能和手續(xù)確保無(wú)誤后，在設(shè)備端接上新系統(tǒng)的線纜以替換掉舊系統(tǒng)的線纜，使車(chē)站和控制中心系統(tǒng)能夠監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，并維持運(yùn)轉(zhuǎn)10天，在此過(guò)程中檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行是否正常。

2.4火災(zāi)發(fā)生控制

火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)具有相當(dāng)?shù)牟豢深A(yù)見(jiàn)性，具有破壞性強(qiáng)，危害嚴(yán)重，易造成秩序混亂等特點(diǎn)，也是城市軌道交通安全防范的主要事件之一。當(dāng)車(chē)站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，智慧安防系統(tǒng)通過(guò)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)的融合接口，迅速定位火情發(fā)生的位置，通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)取火災(zāi)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)視頻，按照設(shè)定的報(bào)警級(jí)別，發(fā)出聲光報(bào)警，記錄事件，界面顯示應(yīng)急處理流程，告知車(chē)站管理人員前往處理。同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)觸發(fā)公共廣播循環(huán)播放乘客疏散語(yǔ)音，乘客信息系統(tǒng)顯示乘客疏散信息，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)的火災(zāi)模式，自動(dòng)售檢票系統(tǒng)打開(kāi)閘機(jī)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯示火情區(qū)域、臨近區(qū)域、疏散人員的圖像信息，門(mén)禁系統(tǒng)打開(kāi)相關(guān)

區(qū)域門(mén)禁，確保乘客安全有序的撤離。

3對(duì)風(fēng)管采取防火保護(hù)措施

需完善風(fēng)管耐火試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，普通風(fēng)管判定標(biāo)準(zhǔn)為完整性和隔熱性，消防風(fēng)管判定標(biāo)準(zhǔn)為穩(wěn)定性、完整性和隔熱性。

應(yīng)根據(jù)吊頂?shù)姆阑鹦阅埽瑳Q定是否縮短吊頂內(nèi)風(fēng)管的耐火極限，且縮短時(shí)間不超過(guò)吊頂?shù)哪突饦O限。

風(fēng)管防火保護(hù)段不應(yīng)開(kāi)設(shè)風(fēng)口，當(dāng)開(kāi)設(shè)風(fēng)口時(shí)，此段風(fēng)管可不設(shè)防火保護(hù)措施。

軌道交通中風(fēng)管穿越防火分隔體處無(wú)論是否有防火閥，均應(yīng)設(shè)防火保護(hù)措施，其耐火極限不低于分隔體的耐火極限。

4安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

4.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)中心的消防電子產(chǎn)品試驗(yàn)認(rèn)證，并且均通過(guò)嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗(yàn)，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國(guó)得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號(hào)的采集與監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報(bào)警，當(dāng)必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測(cè)到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)或火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

4.2應(yīng)用場(chǎng)合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國(guó)家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺(tái)探測(cè)器的剩余電流、溫度信息，報(bào)警時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)設(shè)備上紅色“報(bào)警”指示燈亮，顯示屏指示報(bào)警部位及報(bào)警類型，記錄報(bào)警時(shí)間，聲光報(bào)警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。對(duì)于聲音報(bào)警信號(hào)也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

當(dāng)被監(jiān)測(cè)回路報(bào)警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報(bào)警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺(tái)探測(cè)器之間發(fā)生通訊故障或探測(cè)器本身發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫(huà)面中相應(yīng)的探測(cè)器顯示故障提示，同時(shí)設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報(bào)警聲音。電源故障報(bào)警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報(bào)警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報(bào)警或通訊、電源故障時(shí)，將報(bào)警部位、故障信息、報(bào)警時(shí)間等信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)報(bào)警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.5配置方案

應(yīng)用場(chǎng)合	型號(hào)	產(chǎn)品照片	功能
消防控制室	Acrel-6000/B		適用于1~4條通信總線多可連接256個(gè)探測(cè)器，可適用于壁掛安裝的場(chǎng)所。
Acrel-6000/Q		適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機(jī)數(shù)量較多且需集中查看的場(chǎng)所，主要監(jiān)測(cè)壁掛主機(jī)信息。
一、二級(jí) 低壓配電	ARCM200L-Z 2		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，4路開(kāi)關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時(shí)鐘，點(diǎn)陣式LCD顯示，2路獨(dú)立RS 485/Modbus通訊
ARCM200L-J 8	8路剩余電流監(jiān)測(cè)，2路繼電器輸出，4路開(kāi)關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時(shí)鐘，點(diǎn)陣式LCD顯示，1路RS 485/Modbus通訊
ARCM 300-J 1		1路剩余電流監(jiān)測(cè)，4路溫度監(jiān)測(cè)，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS 485/Modbus通訊
AAFD-□		檢測(cè)末端線路的故障電弧，485通訊，導(dǎo)軌式安裝。
ASCP 200-□		短路限流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)，1路RS 485通訊，1路GPRS或NB無(wú)線通訊，額定電流為0-40A可設(shè)。
	短路限流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、線纜溫度監(jiān)測(cè)，1路RS485通訊，1路NB或4G無(wú)線通訊，額定電流為0-63A可設(shè)。
配套附件	AKH-0.66		測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)
AKH-0.66/L		剩余電流互感器，采集剩余電流信號(hào)
ARCM-NTC		溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度

5結(jié)束語(yǔ)

隨著城市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，技術(shù)規(guī)范的修訂更新，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的升級(jí)換代，地鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需要不斷提升機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)整體技術(shù)裝備水平，穩(wěn)步推進(jìn)自動(dòng)化和智能化，以減少運(yùn)營(yíng)維護(hù)的工作量。因此，推進(jìn)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)融合將是大勢(shì)所趨。大程度地保障城市軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)，為城市安全出行奠定良好的信息系統(tǒng)基礎(chǔ)，為后續(xù)的城市軌道交通安全防范工程技防系統(tǒng)的建設(shè)提供了參考。

審核編輯 黃宇