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淺談城市軌道交通電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要:隨著經濟和科技水平的快速發(fā)展,地鐵電能管理系統(tǒng)相關底層數據的采集涉及的設備包含中壓開關柜、低壓開關柜、環(huán)控柜或配電柜,而電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)相關底層數據采集涉及的設備包括低壓開關柜、環(huán)控柜或配電柜。由此可見,地鐵電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)涉及的底層設備包含在能源管理系統(tǒng)涉及的底層設備范圍內。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的功能在于對電氣火災進行預警,其系統(tǒng)可靠性要求與能源管理系統(tǒng)基本相同,因而在工程設計中將電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)融入能源管理系統(tǒng)具備可行性。
關鍵詞:地鐵;電氣火災監(jiān)控;能源管理
0引言
城市軌道交通工程改造項目,應貫徹執(zhí)行新的規(guī)范標準,在施工過程中不能影響線路系統(tǒng)的運行,需充分做好其他相關系統(tǒng)的改造及接口調試工作,以保證本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的協(xié)調。除完成本系統(tǒng)內設備的安裝和調試外,還應以滿足軌道交通運營和乘客服務的需求為前提。對我國地鐵火災防控行業(yè)和主體管理方面存在的問題進行分析,從社會治理和技術研究方面提出了改進措施和建議,為城軌治理的新格局奠定良好的基礎。
1我國地鐵的火災防控現(xiàn)狀
一種是進入成熟期,其基本特征是地鐵運營里程在400km以上,站點在300以上,城區(qū)地鐵密度在0.5km/km2以上,地鐵發(fā)展的趨勢在于完善、優(yōu)化路網結構并向遠郊發(fā)展。其日均客流接近1000萬,在城市公交占比接近或超過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防控體系,建設運營主體與政府監(jiān)督機構和職能部門對其監(jiān)管多為進行法定審核和不定期抽查,在火災和應急事件處置方面,因較少發(fā)生事故而略顯經驗不足。
2電氣火災監(jiān)控方案
2.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)探測器設置方案
根據GB50116—2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》的規(guī)定,剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器應設置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則,宜設置在配電柜(箱)出線端。結合地鐵的特點,變電所的400V開關柜非消防負荷饋線回路均需配置剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器,部分城市地鐵在二級配電的環(huán)控柜或配電箱非消防負荷饋線回路也配置剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器。對于采用剩余電流式傳感器難以解決誤報警問題的饋線回路,通常改用測溫傳感器的方案,可選用多傳感器組合式電氣火災監(jiān)控探測器接入系統(tǒng)。在地鐵工程建設實踐中,一臺電氣火災監(jiān)控探測器通常接6-10個傳感器,一個標準地下二層地鐵車站通常需設置20-30臺電氣火災監(jiān)控探測器。
2.2現(xiàn)有地鐵安全系統(tǒng)的效能評估與改進
對已設計安裝的消防設施、設備的系統(tǒng)效能進行分析,范圍包括地鐵內及附屬的消防隊、站,基于調研和統(tǒng)計數據確定地鐵消防設施是否符合規(guī)范要求和常見故障模式;基于抽樣站點數據確定其系統(tǒng)效能指標,包括完好率、可用度、有效度以及故障率和平均維修時間,形成三維的系統(tǒng)效能評價指標。對照設計的安全目標進行功能、過程和區(qū)域數據分析,檢測判定系統(tǒng)的應用效能。確保的方式是建立動態(tài)客觀、高效的監(jiān)測系統(tǒng)來及時發(fā)現(xiàn)故障和隱患,并在設計和資源上保障其能盡快修復,恢復到完好有效狀態(tài),從而可以確保地鐵系統(tǒng)的運行安全。考察整體消防安全組織體系建設,基于前述的地鐵災害和危險模式分析,包括消防
設施和設備在內,確定其整體組織結構和分類威脅應對響應機制;根據調研和監(jiān)測數據,研判其人員的操作熟練程度,確定其平均響應時間和管理延遲時間,判斷其是否有完備的消防安全信息監(jiān)測閉環(huán)管理系統(tǒng)以及資源保障信息。
2.3火災報警系統(tǒng)的調試實施
車站的調試一般在晚上地鐵停運后,1個晚上可能只能調試1~2個專業(yè),所以需要耗費數日才能調試完1個站。調試時,需要在控制箱端拔掉舊有系統(tǒng)線纜,在拔出的過程中需做好標識,之后再插上新系統(tǒng)線纜。當天調試結束后恢復舊有系統(tǒng)線纜,同時,恢復舊系統(tǒng)通電,啟動無誤后再撤離現(xiàn)場,保證原5號線火災報警系統(tǒng)的正常運行。車站調試完成后,完成相關的審核和校驗,相關功能和手續(xù)確保無誤后,在設備端接上新系統(tǒng)的線纜以替換掉舊系統(tǒng)的線纜,使車站和控制中心系統(tǒng)能夠監(jiān)控系統(tǒng)設備,并維持運轉10天,在此過程中檢驗系統(tǒng)運行是否正常。
2.4火災發(fā)生控制
火災發(fā)生的時間、地點具有相當的不可預見性,具有破壞性強,危害嚴重,易造成秩序混亂等特點,也是城市軌道交通安全防范的主要事件之一。當車站發(fā)生火災時,智慧安防系統(tǒng)通過和綜合監(jiān)控系統(tǒng)的融合接口,迅速定位火情發(fā)生的位置,通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)調取火災點的現(xiàn)場視頻,按照設定的報警級別,發(fā)出聲光報警,記錄事件,界面顯示應急處理流程,告知車站管理人員前往處理。同時系統(tǒng)實時聯(lián)動觸發(fā)公共廣播循環(huán)播放乘客疏散語音,乘客信息系統(tǒng)顯示乘客疏散信息,環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)啟動相應的火災模式,自動售檢票系統(tǒng)打開閘機,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,門禁系統(tǒng)打開相關
區(qū)域門禁,確保乘客安全有序的撤離。
3對風管采取防火保護措施
需完善風管耐火試驗的相關標準,普通風管判定標準為完整性和隔熱性,消防風管判定標準為穩(wěn)定性、完整性和隔熱性。
應根據吊頂的防火性能,決定是否縮短吊頂內風管的耐火極限,且縮短時間不超過吊頂的耐火極限。
風管防火保護段不應開設風口,當開設風口時,此段風管可不設防火保護措施。
軌道交通中風管穿越防火分隔體處無論是否有防火閥,均應設防火保護措施,其耐火極限不低于分隔體的耐火極限。
4安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)
4.1概述
Acre1-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),是根據中心的消防電子產品試驗認證,并且均通過嚴格的EMC電磁兼容試驗,保證了該系列產品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行,現(xiàn)均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視,實現(xiàn)對電氣火災的早期預防和報警,當必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶的需求,還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網管理云平臺或火災自動報警系統(tǒng)等進行數據交換和共享。
4.2應用場合
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
4.3系統(tǒng)結構
4.4系統(tǒng)功能
監(jiān)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息,報警時發(fā)出聲、光報警信號,同時設備上紅色“報警"指示燈亮,顯示屏指示報警部位及報警類型,記錄報警時間,聲光報警一直保持,直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。
當被監(jiān)測回路報警時,控制輸出繼電器閉合,用于控制被保護電路或其他設備,當報警消除后,控制輸出繼電器釋放。
通訊故障報警:當監(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時,監(jiān)控畫面中相應的探測器顯示故障提示,同時設備上的黃色“故障"指示燈亮,并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警:當主電源或備用電源發(fā)生故障時,監(jiān)控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。
當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時,將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數據庫中,當報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。
4.5配置方案
應用場合 | 型號 | 產品照片 | 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個探測器,可適用于壁掛安裝的場所。 | |
Acrel-6000/Q | 適用于大型組網,壁掛式監(jiān)控主機數量較多且需集中查看的場所,主要監(jiān)測壁掛主機信息。 | ||
一、二級 低壓配電 | ARCM200L-Z 2 | 三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中),視在電能、四象限電能計量,單回路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,2路繼電器輸出,4路開關量輸入,事件記錄,內置時鐘,點陣式LCD顯示,2路獨立RS 485/Modbus通訊 | |
ARCM200L-J 8 | 8路剩余電流監(jiān)測,2路繼電器輸出,4路開關量輸入,事件記錄,內置時鐘,點陣式LCD顯示,1路RS 485/Modbus通訊 | ||
ARCM 300-J 1 | 1路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,1路繼電器輸出,事件記錄,LCD顯示,1路RS 485/Modbus通訊 | ||
AAFD-□ | 檢測末端線路的故障電弧,485通訊,導軌式安裝。 | ||
ASCP 200-□ | 短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測,1路RS 485通訊,1路GPRS或NB無線通訊,額定電流為0-40A可設。 | ||
短路限流保護、過載保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測,1路RS485通訊,1路NB或4G無線通訊,額定電流為0-63A可設。 | |||
配套附件 | AKH-0.66 | 測量型互感器,采集交流電流信號 | |
AKH-0.66/L | 剩余電流互感器,采集剩余電流信號 | ||
ARCM-NTC | 溫度傳感器,采集線纜或配電箱體溫度 |
5結束語
隨著城市軌道交通建設的快速發(fā)展,技術規(guī)范的修訂更新,火災報警系統(tǒng)設備的升級換代,地鐵行業(yè)高質量發(fā)展需要不斷提升機電設備系統(tǒng)整體技術裝備水平,穩(wěn)步推進自動化和智能化,以減少運營維護的工作量。因此,推進機電設備系統(tǒng)融合將是大勢所趨。大程度地保障城市軌道交通的安全運營,為城市安全出行奠定良好的信息系統(tǒng)基礎,為后續(xù)的城市軌道交通安全防范工程技防系統(tǒng)的建設提供了參考。
參考文獻
張曉武.城市軌道交通安防集成平臺建設方案[J].城市軌道交通研究,2018(z2):21.
趙益林、胡啟建.城市軌道交通電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用.
安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.5版.
作者簡介:任運業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應用。