電氣火災(zāi)報(bào)警在地鐵中的應(yīng)用

代磊

【摘 要】火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是地鐵安全運(yùn)營(yíng)的第一要素。電氣火災(zāi)在地鐵發(fā)生火災(zāi)中占了很大比例，電氣火災(zāi)報(bào)警技術(shù)在地鐵中應(yīng)用具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。電氣火災(zāi)的發(fā)生與電氣設(shè)備中電流和溫度等參數(shù)有著直接的關(guān)系，電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，不僅能實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警還能在電氣參數(shù)發(fā)生突變時(shí)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警，最大程度上降低了火災(zāi)造成的損失。電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)集成度高、針對(duì)性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的推廣意義。【關(guān)鍵詞】地鐵火災(zāi)；電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)；火災(zāi)成因

【中圖分類號(hào)】U260.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0092-02

引言

地鐵因?yàn)樘幱诘孛嬷拢臻g較為狹小，因而在給城市交通帶來(lái)巨大便捷的同時(shí)，也存在較為嚴(yán)重的安全隱患。地鐵一旦發(fā)生事故特別是火災(zāi)事故往往帶來(lái)巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。如2006年2月18日韓國(guó)大邱市地鐵發(fā)生特大火災(zāi)，造成196人死亡、147人受傷的慘劇；1995年10月28日，一場(chǎng)火災(zāi)的悲劇發(fā)生在阿塞拜疆巴庫(kù)地鐵，這場(chǎng)火災(zāi)導(dǎo)致了289名乘客喪生，265人嚴(yán)重受傷。目前，我國(guó)正在大力進(jìn)行地鐵的修建，而地鐵事故中最常見(jiàn)的、危害性最大的火災(zāi)事故自然成為當(dāng)下地鐵安全研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。因此，研究地鐵發(fā)生火災(zāi)的成因、建立完善的地鐵火災(zāi)報(bào)警體系，降低火災(zāi)損失，具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

一、地鐵電氣火災(zāi)簡(jiǎn)介

世界地鐵發(fā)展已有百余年的歷史，我國(guó)地鐵的發(fā)展也有四十余年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球發(fā)生大型地鐵火災(zāi)事故50多宗，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)這些地鐵火災(zāi)事事故類型的統(tǒng)計(jì)分析，歸納總結(jié)出地鐵火災(zāi)的幾類原因及所占的比例：電氣故障（32%）、人為縱火和爆炸（11%）、吸煙（11%）、機(jī)械故障（13%）、其它原因（9%）。其中電氣火災(zāi)居地鐵火災(zāi)之首，是地鐵主要火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

為什么地鐵的電氣故障引發(fā)的火災(zāi)占那么大的比例？研究發(fā)現(xiàn)原因有以下兩點(diǎn)：一、電能是地鐵運(yùn)營(yíng)唯一原始能源，地鐵站內(nèi)和地鐵客車(chē)上電氣設(shè)備無(wú)處不在。二、由于地鐵自身運(yùn)行的特點(diǎn)造成了電氣設(shè)備具有以下特點(diǎn)：復(fù)雜多樣；用電負(fù)荷大；電氣設(shè)備接點(diǎn)繁多；震動(dòng)無(wú)處不在；維護(hù)、維修不便等。這兩點(diǎn)原因?qū)е碌罔F易發(fā)生電氣故障，而電氣故障若不及時(shí)處理就極有可能造成電氣火災(zāi)。

鑒于電氣火災(zāi)目前嚴(yán)峻的安全形勢(shì)，國(guó)家公安消防等有關(guān)部門(mén)全面強(qiáng)力推進(jìn)電氣火災(zāi)預(yù)警防范工作，加強(qiáng)電氣過(guò)熱（火災(zāi)）預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在大型工程中的應(yīng)用。對(duì)以地鐵行業(yè)而言，在地鐵車(chē)站設(shè)置電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大容量開(kāi)關(guān)、母線、電纜的溫度和剩余電流大小，在溫度和電流達(dá)到警戒值時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒值班人員及時(shí)處理，可以有效的避免地鐵電氣火災(zāi)的發(fā)生。

二、電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成

地鐵電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)具備檢測(cè)臺(tái)式電氣設(shè)備、線型電氣設(shè)備的溫度和剩余電流值，設(shè)置了不同的溫度和剩余電流值分別對(duì)應(yīng)1級(jí)預(yù)警、2級(jí)預(yù)警和火警三種報(bào)警級(jí)別，報(bào)警設(shè)置為自動(dòng)語(yǔ)音告警。系統(tǒng)主要由電氣火災(zāi)檢測(cè)主機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、藍(lán)牙測(cè)溫式電氣火災(zāi)探測(cè)器、剩余電流探測(cè)器等部件組成。電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)提供繼電器接口和TCP/IP協(xié)議接口，實(shí)現(xiàn)與車(chē)站火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)互通功能，當(dāng)檢測(cè)到溫度或電流報(bào)警時(shí)，電氣火災(zāi)主機(jī)能夠?qū)?bào)警信息實(shí)時(shí)傳送給火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

地鐵電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1：電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)由三級(jí)設(shè)備組成，即主機(jī)、數(shù)據(jù)集中器、探測(cè)器。主機(jī)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、圖像化處理、語(yǔ)音告警和通訊控制等功能；數(shù)據(jù)集中器主要負(fù)責(zé)將探測(cè)器探測(cè)到數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)；探測(cè)器設(shè)置感溫探頭和剩余電流線圈負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)的溫度和剩余電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器。本系統(tǒng)主機(jī)、數(shù)據(jù)集中器、探測(cè)器均采用AC220V供電，主機(jī)與數(shù)據(jù)集中器之間采用RS485通訊方式，數(shù)據(jù)集中器與探測(cè)器之間采用藍(lán)牙無(wú)線通訊方式。

三、電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的功能圖2：電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)圖

根據(jù)車(chē)站電氣設(shè)備的工作情況的差異，選擇合適的探測(cè)器對(duì)不同的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。如上圖2所示，在地鐵的應(yīng)用中藍(lán)牙測(cè)溫式電氣火災(zāi)探測(cè)器主要對(duì)變壓器35kV側(cè)/400V側(cè)引流線接頭處、對(duì)高中壓臺(tái)式電氣設(shè)備接頭、進(jìn)線低壓柜和大負(fù)荷（大于200A）饋線柜斷路器兩側(cè)接頭處等的溫度監(jiān)測(cè)；剩余電流探測(cè)器主要用于低壓饋線回路的剩余電流監(jiān)測(cè)；對(duì)重要的電纜采用感溫光纖進(jìn)行溫度檢測(cè)。

監(jiān)控設(shè)備按類型、分點(diǎn)面進(jìn)行分布，每個(gè)設(shè)備房針對(duì)不同設(shè)備分布不同的檢測(cè)點(diǎn)，這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)集中器，所有的數(shù)據(jù)集中器通過(guò)RS485總線連接到一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控功能的集成。報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)---線探測(cè)模式結(jié)合、有線--無(wú)線傳輸模式結(jié)合、定溫--差溫報(bào)警類型的結(jié)合，監(jiān)測(cè)范圍高度覆蓋地鐵電氣設(shè)備的各個(gè)角落。

監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)到的參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)集中器實(shí)時(shí)向監(jiān)控主機(jī)傳遞，當(dāng)監(jiān)控主機(jī)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控參數(shù)達(dá)到預(yù)警或報(bào)警值時(shí)會(huì)馬上發(fā)出語(yǔ)音告警，同時(shí)把告警信息傳遞給FAS報(bào)警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。若是預(yù)警（溫度偏高、電流突變等），工作人員會(huì)去現(xiàn)場(chǎng)查看，進(jìn)行原因分析和進(jìn)一步的處理；若收到的是報(bào)警信息（火警信息），監(jiān)控主機(jī)會(huì)通過(guò)FAS報(bào)警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)地鐵消防設(shè)備進(jìn)行滅火，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)滅火的功能。監(jiān)控主機(jī)上還設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫(huà)面，可以方便的查看和監(jiān)控到每個(gè)設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)。

四、電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的特點(diǎn)

電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用了低壓藍(lán)牙測(cè)溫式電氣火災(zāi)探測(cè)器、高壓藍(lán)牙測(cè)溫式電氣火災(zāi)探測(cè)器、剩余電流電氣火災(zāi)探測(cè)器、電弧探測(cè)器、感溫光纖探測(cè)器，對(duì)地鐵電氣設(shè)備火災(zāi)進(jìn)行全面的預(yù)警監(jiān)測(cè)，徹底消滅了地鐵火災(zāi)的安全死角。

電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）互聯(lián)，實(shí)時(shí)將全線車(chē)站電氣設(shè)備的火災(zāi)、過(guò)熱、漏電流、電弧狀態(tài)等信息傳送到綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了信息共享、管理信息化，為電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修、運(yùn)營(yíng)調(diào)度中心（OCC）的環(huán)控管理、災(zāi)害時(shí)災(zāi)害決策的快速、準(zhǔn)確制定提供科學(xué)、真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。