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                  淺談城市軌道交通電氣火災監控系統的研究與應用

                   更新日期:2023-10-08 點擊量:83

                  王蘭

                  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展,地鐵電能管理系統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、環控柜或配電柜,而電氣火災監控系統相關底層數據采集涉及的設備包括低壓開關柜、環控柜或配電柜。由此可見,地鐵電氣火災監控系統涉及的底層設備包含在能源管理系統涉及的底層設備范圍內。電氣火災監控系統的功能在于對電氣火災進行預警,其系統可靠性要求與能源管理系統基本相同,因而在工程設計中將電氣火災監控系統融入能源管理系統具備可行性。

                  關鍵詞:地鐵;電氣火災監控;能源管理

                  0引言

                  城市軌道交通工程改造項目,應貫徹執行新的規范標準,在施工過程中不能影響線路系統的運行,需充分做好其他相關系統的改造及接口調試工作,以保證本系統與其他系統的協調。除完成本系統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,城區地鐵密度在0.5km/km2以上,地鐵發展的趨勢在于完善、優化路網結構并向遠郊發展。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督機構和職能部門對其監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,因較少發生事故而略顯經驗不足。

                  2電氣火災監控方案

                  2.1電氣火災監控系統探測器設置方案

                  根據GB50116—2013《火災自動報警系統設計規范》的規定,剩余電流式電氣火災監控探測器應設置在低壓配電系統首端為基本原則,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控探測器,部分城市地鐵在二級配電的環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控探測器接入系統。在地鐵工程建設實踐中,一臺電氣火災監控探測器通常接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臺電氣火災監控探測器。

                  2.2現有地鐵安全系統的效能評估與改進

                  對已設計安裝的消防設施、設備的系統效能進行分析,范圍包括地鐵內及附屬的消防隊、站,基于調研和統計數據確定地鐵消防設施是否符合規范要求和常見故障模式;基于抽樣站點數據確定其系統效能指標,包括完好率、可用度、有效度以及故障率和平均維修時間,形成三維的系統效能評價指標。對照設計的安全目標進行功能、過程和區域數據分析,檢測判定系統的應用效能。確保的方式是建立動態客觀、高效的監測系統來及時發現故障和隱患,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,從而可以確保地鐵系統的運行安全??疾煺w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測閉環管理系統以及資源保障信息。

                  2.3火災報警系統的調試實施

                  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,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線纜,在拔出的過程中需做好標識,之后再插上新系統線纜。當天調試結束后恢復舊有系統線纜,同時,恢復舊系統通電,啟動無誤后再撤離現場,保證原5號線火災報警系統的正常運行。車站調試完成后,完成相關的審核和校驗,相關功能和手續確保無誤后,在設備端接上新系統的線纜以替換掉舊系統的線纜,使車站和控制中心系統能夠監控系統設備,并維持運轉10天,在此過程中檢驗系統運行是否正常。

                  2.4火災發生控制

                  火災發生的時間、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。當車站發生火災時,智慧安防系統通過和綜合監控系統的融合接口,迅速定位火情發生的位置,通過視頻監控系統調取火災點的現場視頻,按照設定的報警級別,發出聲光報警,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。同時系統實時聯動觸發公共廣播循環播放乘客疏散語音,乘客信息系統顯示乘客疏散信息,環境與設備監控系統啟動相應的火災模式,自動售檢票系統打開閘機,視頻監控系統顯示火情區域、臨近區域、疏散人員的圖像信息,門禁系統打開相關

                  區域門禁,確保乘客安全有序的撤離。

                  3對風管采取防火保護措施

                  1. 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定性、完整性和隔熱性。

                  2. 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。

                  3. 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。

                  4. 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安科瑞電氣火災監控系統

                  4.1概述

                  Acre1-6000電氣火災監控系統,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中的安全正常運行,現均已批量生產并在全國得到廣泛地應用。該系統通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視,實現對電氣火災的早期預防和報警,當必要時還能聯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企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統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、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

                  4.3系統結構

                  4.4系統功能

                  監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息,報警時發出聲、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。

                  222

                  當被監測回路報警時,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:當監控設備與所接的任一臺探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時,監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,并發出故障報警聲音。電源故障報警:當主電源或備用電源發生故障時,監控設備也發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。

                  111

                  當發生剩余電流、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。

                  事件頁面

                  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,壁掛式監控主機數量較多且需集中查看的場所,主要監測壁掛主機信息。

                  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,單回路剩余電流監測,4路溫度監測,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路剩余電流監測,4路溫度監測,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、漏電監測、線纜溫度監測,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、漏電監測、線纜溫度監測,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展,技術規范的修訂更新,火災報警系統設備的升級換代,地鐵行業高質量發展需要不斷提升機電設備系統整體技術裝備水平,穩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基礎,為后續的城市軌道交通安全防范工程技防系統的建設提供了參考。

                  參考文獻

                  1. 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.

                  2. 趙益林、胡啟建.城市軌道交通電氣火災監控系統應用.

                  3. 安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.5版.

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