地鐵消防聯(lián)動(dòng)切非方案芻議

何 晶

（北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，北京 100007）

1 引言

為提高地鐵運(yùn)營的安全，確保地鐵在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能實(shí)現(xiàn)自防自救，在地鐵車站設(shè)置了較為完善的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。然而，在火災(zāi)發(fā)生后，實(shí)施正確的消防聯(lián)動(dòng)是非常重要的環(huán)節(jié)，在確定火情后，如何通過FAS實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)切除非消防電源（以下簡稱切非）又經(jīng)常使設(shè)計(jì)者和調(diào)試人員感到困擾，如何通過理解消防聯(lián)動(dòng)的切非需求和原理，制定合理的聯(lián)動(dòng)切非方案尤為重要。

2 切非原理

在火情確認(rèn)后，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)通過控制模塊對(duì)動(dòng)照箱或低壓柜內(nèi)需要切非的回路發(fā)出聯(lián)動(dòng)切非命令。

一般在動(dòng)照箱或低壓柜內(nèi)需要切非回路中，選用帶分勵(lì)線圈的斷路器來進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)切非。分勵(lì)脫扣器是一種遠(yuǎn)距離操縱分閘的附件，為短時(shí)工作制，線圈通電時(shí)間一般不能超過1s，否則線會(huì)被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀，在分勵(lì)脫扣線圈串聯(lián)一個(gè)微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)分勵(lì)脫扣器通過銜鐵吸合，微動(dòng)開關(guān)從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開，由于分勵(lì)脫扣器電源的控制線路被切斷，即使人為地按住按鈕，分勵(lì)線圈始終不再通電就避免了線圈燒損情況的產(chǎn)生。當(dāng)斷路器再扣合閘后，微動(dòng)開關(guān)重新處于常閉位置。FAS切非原理及過程如圖1所示。

圖1

圖1中，QF1為分勵(lì)脫扣線圈，右側(cè)QF1為其觸點(diǎn)。當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，動(dòng)照箱或低壓柜內(nèi)的斷路器閉合, 微動(dòng)開關(guān)QF1’處于常閉狀態(tài)；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)且火情確認(rèn)后，由FAS聯(lián)動(dòng)控制模塊輸出切非命令，F(xiàn)AS中間繼電器線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合，動(dòng)照箱或低壓柜內(nèi)1KA線圈得電，1KA的觸點(diǎn)吸合，QF1分勵(lì)脫扣線圈得電，微動(dòng)開關(guān)QF1’從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開，斷路器斷開，由105和107端子反饋FAS切非信號(hào)。

在設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)計(jì)者應(yīng)注意兩點(diǎn)：

（1）一般消防輸出控制模塊的聯(lián)動(dòng)電源在24V左右，不能直接控制 220V的聯(lián)動(dòng)設(shè)備，必須為受控設(shè)備增設(shè)中間繼電器。而且雙方觸點(diǎn)形式為常開接點(diǎn)，所有DI/DO信號(hào)均可構(gòu)成獨(dú)立回路，無公共接線端，保證FAS設(shè)備正常運(yùn)行。

（2）FAS反饋信號(hào)來自分勵(lì)脫扣器斷開信號(hào)，不應(yīng)取斷路器斷開信號(hào)，因?yàn)楫?dāng)受控設(shè)備故障維修時(shí)，斷路器斷開信號(hào)同樣會(huì)反饋到FAS中。

3 聯(lián)動(dòng)控制輸出命令形式的選擇

在FAS發(fā)出聯(lián)動(dòng)控制命令的時(shí)候，通常有兩種形式：一種是電平輸出信號(hào)，即輸出命令信息由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保持；另一種是脈沖輸出信號(hào)，即火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的命令是具有一定寬度的脈沖信號(hào)。這兩種輸出命令，需要設(shè)計(jì)者和調(diào)試人員選擇合適的輸出信號(hào)來保證FAS系統(tǒng)的可靠性。

第一種方式：在聯(lián)動(dòng)切非過程中，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)控制模塊發(fā)出 DC24V持續(xù)電平信號(hào)進(jìn)行切非，信號(hào)始終處于保持控制狀態(tài)。這種方式帶來的缺點(diǎn)是長時(shí)間的電平輸出擴(kuò)大了系統(tǒng)的帶電范圍，增加了故障的可能性。而且在北京地鐵四號(hào)線項(xiàng)目中出現(xiàn)了脫扣器較緊，脫扣器分勵(lì)不下來線圈長期帶 220V電壓過熱，燒毀分勵(lì)線圈燒毀繼電器觸點(diǎn)，造成了設(shè)備的損害。

第二種方式：在聯(lián)動(dòng)切非過程中，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)控制模塊采用帶有一定寬度的脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是脈沖信號(hào)發(fā)出后脫扣不下來時(shí)不會(huì)燒分勵(lì)脫扣器，保證了設(shè)備的安全性。但是由于脈沖信號(hào)的瞬時(shí)性，在查找故障的時(shí)候不容易監(jiān)視到模塊控制的輸出24V電壓。

綜上所述，為了保證設(shè)備的安全可靠性，建議設(shè)計(jì)者和調(diào)試編程人員在聯(lián)動(dòng)控制輸出命令選擇脈沖信號(hào)。

4 切非優(yōu)化方案

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中19.2.15 條款規(guī)定：“根據(jù)火災(zāi)涉及區(qū)域，按供電配電范圍，消防控制設(shè)備應(yīng)在配電室或變電所切除相關(guān)區(qū)域非消防電源，接通應(yīng)急照明燈和疏散標(biāo)志燈電源，監(jiān)視工作狀態(tài)”。

根據(jù)以上條款，按照切非位置即 400V低壓配電柜、照明配電室、環(huán)控電控室及現(xiàn)場就地配電箱，詳細(xì)闡述如何制定聯(lián)動(dòng)切非方案。

動(dòng)力照明及低壓配電按其不同用途及重要性分為三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷有兩路來自變電所不同低壓母線的電源供電，一用一備在末端配電箱處自動(dòng)切換。二級(jí)負(fù)荷由來自變電所的一段低壓母線的電源供電，當(dāng)該段的低壓母線失電時(shí)由低壓母聯(lián)斷路器切換保證供電。三級(jí)負(fù)荷由一路電源供電，當(dāng)供電系統(tǒng)一路電源失電時(shí)，自動(dòng)切除該負(fù)荷。

（1）400V低壓配電柜切非方案

對(duì)于一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷根據(jù)設(shè)備用途按照防火分區(qū)在 400V低壓配電柜分支路進(jìn)行切非。由于一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷所帶設(shè)備有許多是消防專用設(shè)備（如消防泵、專用排煙風(fēng)機(jī)等），還有許多是兼用設(shè)備（如車站主送/排風(fēng)機(jī)、疏散扶梯、主排水泵、廢水泵等），這些設(shè)備火災(zāi)時(shí)都要執(zhí)行消防救災(zāi)任務(wù)，火災(zāi)時(shí)不能切除電源。因此，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷在 400V低壓配電柜分支路切除非消防電源較為合理。

以下需設(shè)計(jì)者注意的是在一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷中不切非的回路和切非點(diǎn)的位置：

1）廢水泵用于火災(zāi)時(shí)排除車站內(nèi)滅火的消防水。

2）暖通空調(diào)電控柜除火災(zāi)排煙兼用設(shè)備外可切除，切非點(diǎn)應(yīng)在環(huán)控室暖通空調(diào)電控柜。

3）車站主送/排風(fēng)機(jī)為火災(zāi)排煙兼用設(shè)備。

4）消防泵火災(zāi)專用設(shè)備。

5）疏散扶梯為站廳站臺(tái)疏散扶梯，用于火災(zāi)時(shí)人員疏散。

6）1-2#動(dòng)力箱切非點(diǎn)在照明配電室動(dòng)力箱中。

7）出入口自動(dòng)扶梯切非點(diǎn)在現(xiàn)場配電箱等。

對(duì)于三級(jí)負(fù)荷，火災(zāi)時(shí)在三級(jí)負(fù)荷總開關(guān)切除較為適宜。

首先根據(jù)負(fù)荷重要性分析：三級(jí)負(fù)荷回路中所帶設(shè)備為車站設(shè)備中非重要負(fù)荷，主要有冷水系統(tǒng)中的設(shè)備、廣告照明、商業(yè)用電、維修用電等。在非火災(zāi)情況下，當(dāng)車站雙路電源中一路出現(xiàn)故障的情況下，允許設(shè)備斷電。因此在火災(zāi)緊急情況下，應(yīng)以人為本，立即疏散火災(zāi)相關(guān)區(qū)域人員，不要兼顧考慮商業(yè)利益和工作需要等因素，采取最簡單快捷的切非措施，完全沒有必要按照防火分區(qū)分支路切除。

其次出于安全性考慮，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，車站及區(qū)間的空間狹小，救火時(shí)防火分區(qū)以外產(chǎn)生的水和帶電的設(shè)備及易發(fā)生事故。因此在火災(zāi)緊急情況下，應(yīng)將與消防無關(guān)的三類負(fù)荷在總開關(guān)切除，以減少火災(zāi)時(shí)的安全隱患。

（2）照明配電室切非方案

照明配電室負(fù)責(zé)站廳、站臺(tái)、出入口、人行通道、風(fēng)道及設(shè)備管理用房的照明配電及控制，同時(shí)也負(fù)責(zé)區(qū)間照明和動(dòng)力維修的配電及控制。

照明配電室內(nèi)一般設(shè)有動(dòng)力箱和照明箱。其中，動(dòng)力箱內(nèi)需切非的為電伴熱，包括風(fēng)道電伴熱、疏散通道電伴熱及出入口電伴熱等，而且任一防火分區(qū)著火均應(yīng)切除。節(jié)電照明和工作照明等照明箱按照防火分區(qū)切除。

需要設(shè)計(jì)者注意的是照明配電箱內(nèi)分支路可按防火分區(qū)適度整合設(shè)置總接觸器或者總分總分勵(lì)脫扣器，便于消防切非且不會(huì)造成切非范圍過大引起恐慌。

（3）環(huán)控電控室切非方案

環(huán)控電控室為暖通空調(diào)設(shè)備的集中配電控制房間，設(shè)在通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的負(fù)荷中心附近，負(fù)責(zé)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的配電及控制。其中許多是火災(zāi)兼用排煙設(shè)備，需切非的回路有：人防加壓風(fēng)機(jī)及環(huán)控電控柜三級(jí)負(fù)荷。

需設(shè)計(jì)者注意的是由環(huán)控電控柜配電的閥門箱一般分為電閥門箱和水閥門箱。電閥門箱為火災(zāi)兼用的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥配電箱；水閥門箱為冷卻泵、塔內(nèi)閥門配電箱。

（4）現(xiàn)場就地配電箱切非方案

需要注意的是出入口自動(dòng)扶梯配電箱的切非，此配電箱一般兼用出入口潛水泵配電，在火災(zāi)切非時(shí)切除出入口扶梯的回路，潛水泵回路不能切除，潛水泵除排除雨水外還兼用消防排水用。

（5）建議車站綜合控制室電源火災(zāi)時(shí)不切除

地鐵車站綜合控制室兼用消防控制室是車站發(fā)生火災(zāi)時(shí)的救災(zāi)指揮中心，各系統(tǒng)的救災(zāi)模式指令均從這里發(fā)出，消防員通過廣播和CCTV等設(shè)備組織救災(zāi)工作。雖然系統(tǒng)配有UPS電源，但火災(zāi)時(shí)如將市電切除，所有系統(tǒng)均靠 UPS供電，此時(shí) UPS電源用電容量集中，各系統(tǒng)對(duì)它的依賴性很大，一旦UPS電源或電池故障，將影響救災(zāi)工作。因此，建議車站綜合控制室電源火災(zāi)時(shí)不切除。

通過以上切非方案簡單優(yōu)化，400V及動(dòng)力照明系統(tǒng)與FAS系統(tǒng)接口清晰，使雙方系統(tǒng)均通過優(yōu)化更趨于合理。對(duì)FAS系統(tǒng)來說，通過優(yōu)化，減少了模塊（箱）的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性； 400V及動(dòng)力照明系統(tǒng)通過優(yōu)化，減少了元器件數(shù)量，降低系統(tǒng)設(shè)備的成本；對(duì)于運(yùn)營來說，方便運(yùn)營及后期維護(hù)。

5 結(jié)論

合理的消防聯(lián)動(dòng)方案應(yīng)根據(jù)聯(lián)動(dòng)對(duì)象的功能，在滅火和疏散過程中所起的作用確定，做到既滿足規(guī)范的要求，又最大限度的發(fā)揮火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在防火滅火中的作用，同時(shí)又要不致因?yàn)樗膭?dòng)作引起火災(zāi)擴(kuò)大或其他不良影響。不能隨意擴(kuò)大，也不能隨意縮小，真正達(dá)到自防自救的目的。

[1]火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50116-98.

[2]火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范.50166-2007.

[3]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范.GB50016-2006.

[4]高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范.GB50045-2005.

[5]地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50157-2003.