大型鐵路車輛基地火災自動報警系統特殊設計

張文芳 王凱杰

張文芳:鐵道第三勘察設計院電化電信處 工程師 300251天津

王凱杰:鐵道第三勘察設計院電化電信處 高級工程師 300251天津

大功率機車檢修基地、客運專線綜合維修基地、動車檢修基地 (簡稱檢修基地)是高速列車的“體檢中心”，是保障高速列車安全、穩定運行的基礎設施，承擔著和諧型大功率機車檢修、快速客運鐵路基礎設施綜合養護維修、動車組3～5級檢修的重大任務。檢修基地具有建筑物種類多，地點分散，大型重要生產廠房、庫房較多的特點，其火災自動報警系統 (簡稱系統)設計與鐵路站房或民用建筑既有系統設計有很大區別，具有一定的特殊性和復雜性。

1 消防管理體制

檢修基地管理人員少、建筑分散，許多大型庫房無24 h值班人員。為了保證及時處理災害狀況，減少火災損失，系統設計采用集中監控方案，如圖1所示。將基地綜合辦公樓的消防控制室作為基地的消防監控指揮中心，實時對全基地范圍內火災進行監測，以及對相關消防設施聯動控制，同時消防控制中心向部綜合調度中心及市內相關消防部門上報災情信息。

圖1 集中監控方案示意圖

基地消防控制中心設置有火災報警主控制器、系統監控工作站、消防聯動控制盤、消防專用電話總機、火警119電話等設備;主要建筑及庫房的值班室配置區域型火災報警控制器;各建筑的區域型火災報警控制器與主控制器之間組成光纖環網。

2 大型檢修庫房火災探測器的選擇

檢查庫、檢修庫等大型庫房庫區面積大、凈空高，為火災自動報警一級保護對象。庫房邊跨的各辦公房屋、公共區域設置常規的感煙探測器。庫房的開敞區域為重點保護區域，火災探測器的設置宜采用復合式探測方案:凈空高于12 m的庫區采用吸氣式煙霧探測火災報警系統，可對煙霧進行極早期探測，同時采用圖像型感火焰探測系統進行定位探測，配合暖通專業設置的消防炮實現滅火功能。

吸氣式煙霧探測火災報警系統，由消防控制室的吸氣式火災報警監控工作站、現場的吸氣式感煙探測主機及空氣采樣管網組成。通過分布在探測區域采樣管網上的采樣孔，將空氣樣品抽吸到探測報警器內進行分析，并在監控工作站上實時顯示保護區域的煙霧濃度和報警、故障狀態。吸氣式煙霧探測器通過專用信號總線與消防控制室的吸氣式火災報警監控工作站連接，同時通過監視模塊連接至集中火災自動報警系統信號總線上。

圖像型火災探測系統，包括設置于消防控制室的信息處理主機、防火并行處理器、視頻切換、控制設備、電視墻，以及設置于庫區現場的圖像型探測器、現場電源等。圖像型探測器設置于現場，在探測方式上屬于感火焰型火災探測器，由紅外攝像機、彩色攝像機組成，可將采集到的紅外視頻圖像信號、彩色視頻圖像信號傳送給信息處理主機，將火災探測和圖像監控有機結合，同時獲取現場火災和圖像信息。圖像型火災探測系統通過監視模塊與集中火災報警控制器連接。

3 消火栓遠程啟泵

消火栓泵一般采用集中設置方式，各建筑內的消火栓按鈕均需接入消火栓泵控制柜，遇火災時能夠實現遠程啟泵功能。消防控制室內的手動控制盤設手動啟泵按鈕，采用硬線方式將水泵控制柜連接至消火栓泵，實現直啟功能。

消火栓啟泵按鈕工作電壓一般為DC 24V，如果建筑物間距離過遠，串接的消火栓啟泵控制電纜距離過長，電壓損耗較大，通過控制電纜直接啟泵的功能可能無法保證。按照《火災自動報警系統設計規范》(GB-50186-98)第6.3.2條，及《消防聯動控制系統》 (GB16806-2006)4.12.1.2的規定，要求消防控制室應顯示啟泵按鈕的位置，并沒有強制消火栓具有直接啟泵按鈕。為了保證消火栓按鈕按下后的啟泵功能，設計了消火栓按鈕直接啟泵、消防聯動控制啟泵及消防控制室手動直接啟動3種啟泵方式。當消火栓按鈕按下后，如消火栓按鈕無法啟泵，則報警信號通過回路線傳至集中火災報警控制器，由集中火災報警控制器自動聯動啟動消火栓泵，緊急情況下還可通過手動控制盤的緊急按鈕直啟。消防泵消火栓啟泵原理如圖2所示。

4 消防電話系統特殊設計

圖2 消防泵消火栓啟泵原理

檢修基地設置消防專用電話系統，采用總線制專用電話，由設置于基地綜合辦公樓消防控制室的消防電話總機、設置于現場 (包括各類檢修庫等生產建筑的值班室、消防泵房等處)的消防專用電話分機及電話插孔構成。在消防控制室設置用于“119”火災報警的外線電話。

如果檢修基地建筑分散，各建筑之間距離較遠，建筑內電話分機至綜合辦公樓消防控制室的消防電話總機距離過長 (超過1500 m)，不滿足消防電話線纜的傳輸距離，這種情況下需要在庫區中間位置 (滿足消防電話線纜傳輸距離)，且有消防控制室的建筑內增設一部消防電話總機。具體設置方法為:在該建筑內的消防值班室設置消防電話分機與綜合辦公樓消防控制室的總機A相連，再增設一臺消防電話總機B與遠端幾個建筑的消防電話分機相連;當遠端建筑采用消防電話分機向消防電話總機B報警后，值班員再通過該房間內的消防電話分機向綜合辦公樓消防控制室的消防電話總機A報警，通過人工操作實現遠距離消防電話分機向電話總機報警的功能。消防電話網絡如圖3所示。

圖3 消防電話網絡

5 接觸網壓開關控制設計

在檢查庫、檢修庫等庫內設有接觸網，其電力網壓開關設置在庫前或庫后。火災情況下，為保證人員和電力系統設備安全，需切斷高壓接觸網電源。為避免非正常因素導致接觸網27.5 kV高壓短路電流對現場設備的危險影響，火災自動報警系統需采取加強方案。

1．系統構成方案。庫門內側設置集中模塊箱，內配控制模塊、監視模塊、中間繼電器及隔離變壓器。控制模塊和監視模塊通過獨立的信號總線連接至系統主機，并經中間繼電器、隔離變壓器與室外接觸網桿操縱機構控制箱接口，對接觸網隔離開關的分閘控制和反饋信號進行回采。消防控制室內系統主機增設1塊專用回路板，僅接入接觸網隔離開關控制/監視模塊信號總線。配置1塊聯動控制盤，實現火警情況下，遠程人工控制切斷接觸網隔離開關的功能。

2．接口及傳輸電路方案。系統與接觸網隔離開關分閘控制電路之間，采用干接點接口及光纜傳輸，點對點配置一對干接點光電轉換器，其中近端 (靠近機房側)光電轉換器設置于庫門內側的模塊箱內，遠端 (靠近接觸網桿側)設置于距離模塊箱有一定距離(間距不小于1 m，光纜長度不小于5 m)的另一個傳輸接口箱內。近端、遠端光電轉換器之間通過室內多模光纜互連，實現控制干節點信號、回采輔助干接點信號的“電—光—電”轉換及傳輸。近端光電轉換器由系統的24 V電源供電，遠端光電轉換器需獨立設置雙路AC 220 V電源供電 (不利用系統電源)。接觸網開關接口原理如圖4所示。

火警情況下，系統主機向控制模塊輸出控制信號，控制模塊通過“電—光—電”轉換，將控制信號傳至接觸網桿操縱機構控制箱隔離開關，實現AC 220V分閘控制。接觸網隔離開關分閘信號通過“電—光—電”轉換，傳至監視模塊，由監視模塊向火災自動報警系統輸出分閘狀態信號。電纜引入傳輸接口箱處設置電涌保護器，以防因外界干擾突然產生尖峰電流或者電壓，起到一定的電涌防護作用。

6 結論

對大功率機車檢修基地、客運專線綜合維修基地、動車檢修基地等大型鐵路車輛基地的火災報警設計特殊性及難點進行分析，介紹火災自動報警系統在鐵路車輛基地的設計方案，為大型鐵路車輛基地火災自動報警系統的設計提供參考和借鑒。

圖4 接觸網開關接口原理

［1］ 中華人民共和國鐵道部．GB50116－1998火災自動報警系統設計規范［S］ .1998．

［2］ 鐵道第三勘察設計院.北京動車段工程施工圖防災安全監控系統施工圖設計［R］ .2008.