吸氣式感煙火災探測器在地鐵主變電所內的應用

摘要：地鐵主變電所原有的紅外對射探測器誤報率高，維護可達性低，通過吸氣式感煙火災探測器改造，有效解決了高大建筑探測器維護困難的問題，也保證了變壓器的火災安全。

關鍵詞：地鐵;主變電所;高大建筑;火災探測器

《火災自動報警系統設計規范》 （GB50116- 2013） 中對各類點型和線型火災探測器的選擇作出了原則性規定，但在某些防火要求高，需要對火警初期作出快速反應且維護困難不適合使用點型和線型火災探測器的特殊場所，如何進行火警探測，則需要在認真分析保護對象具體特點的基礎上，根據《報警規范》的基本精神和原則，必要時借鑒國內外的先進技術和經驗，才可提出具體可行的設計方案。本文結合某地鐵變電所火災自動報警系統的應用實例，介紹吸氣式感煙探測器在變電所類高大建筑內的應用。

1 地鐵變電所火災報警系統存在的問題

某地鐵公司主變電所四個110kv主變壓器室內原有8臺紅外對射探測器，安裝高度達到15米左右，現場無維修平臺，且無爬梯。根據老線設備長期運營情況來看，隨著房屋結構局部下沉，會導致紅外對射探測器對位發生偏差，繼而產生誤報等故障。技術人員在排除故障時，需等高壓專業在不影響行車的前提下，將主變壓器進行停電，這使得故障處理等待時間較長。同時設備安裝高達15米，而主變壓器室房間門較小，現場空間也有限，無法使用登高平臺進行作業，需要通過人工搭設腳手架的形式登高作業，施工準備時間較長，一方面對地鐵的正常運行影響較大，另一方面高空作業也存在較大的安全隱患。基于以上維護不便、故障排除困難等因素的考慮，需要通過改造加以解決。

2 火災探測器的對比選型

為了確定最優的改造方案，在對目前普遍使用的點型煙感火災探測器、紅外對射火災探測器、吸氣式感煙探測器三種火災探測器進行對比后，發現吸氣式感煙火災探測器能夠較好地解決維護困難、對現場影響大的問題，同時后期維護成本較低，相較其他類型的火災探測器來說，更適合變電所這種高大建筑的火災預警。

3 吸氣式感煙探測器簡介

3.1工作原理

吸氣式感煙探測器又稱極早期空氣采樣感煙探測器，20世紀 70年代中期由澳大利亞首創，由吸氣泵、過濾器、激光探測腔、控制電路、顯示電路等組成，配置空氣采樣管網使用。

吸氣泵通過采樣管網，從被保護區內連續采集空氣樣品，經過濾器組件濾去灰塵顆粒后送入激光探測腔，探測腔有一個穩定的激光光源和陣列式光接收器。煙霧粒子使激光發生散射，煙霧濃度越高，接收器接收到的散射光越強，接收器根據散射光的強弱將光信號轉換成相應電信號后輸入控制電路，電信號經處理轉換成煙霧濃度顯示，并與設定的報警閾值比對后發出報警信號。

吸氣式感煙探測器的靈敏度按其響應閾值（用遮光率M表示）可分為三級：

高靈敏：M≤0.8% obs/m;

靈敏：0.8% obs/mlt;M 2.0% obs/m;

普通：Mgt;2.0% obs/m。

吸氣式感煙探測器的報警有四級：預警、行動、火警1、火警2

3.2主要性能特點

（1）采用激光前向散射技術，可以達到極高的探測靈敏度，實現極早期報警。

（2）多級灰塵過濾，可自動識別灰塵顆粒與煙霧顆粒，不會因灰塵的影響產生誤報，極大的降低了誤報率。

（3）可以持續依據當時環境狀態調整適當的報警閾值，從而解決了高靈敏度可能出現的誤報問題。

（4）通過吸氣泵主動抽氣取樣，特別適合在強氣流場所使用，例如在空調回風口處取樣。

（5）通過采樣管網取樣，采樣管網可以根據建筑空間靈活布置。

3.3適用場所

除了普通感煙探測器適用的范圍，吸氣式感煙探測器還特別適用于以下場所：

（1）點型感煙探測器不適合的高大空間或有特殊要求的場所。

（2）需要進行極早期火災探測的重要場所。

（3）需要進行隱蔽探測的場所。

（4）人員不宜進入或維護不便的場所。

（5）低溫場所。

（6）具有較強的電磁輻射容易引起其他探測器誤報的場所。

4 現場設置與施工

地鐵公司主變電所四個110kv主變壓器室通過設計，現場設置4臺4管吸氣式感煙火災探測器，并基于以下原則：

（1）一個探測單元的采樣管總長不宜超過200m，單管長度不宜超過l00rn，同一根采樣管不應穿越防火分區。采樣孔總數不宜超過100個，單管上的采樣孔數量不宜超過25個。

（2）探測區域不跨越防火分區，有過梁、空間支架的建筑中，采樣管路固定在過梁、空間支架上。

（3）每個采樣孔覆蓋的區域為25m2，采樣孔間距為3.5m。

（4）采樣孔的開口方向垂直面對氣流及煙霧運動方向。

（5）最大允許煙霧傳輸時間不大于120s，報警響應時間不大于60s。

（6）采樣管使用難燃ABS塑料管敷設。

在現場施工作業時，由于高度較高，由施工方現場搭設腳手架，在確保不影響變壓器使用以及自身安全前提下，允許腳手架在現場保留，施工首先拆除原紅外對射感煙探測器及管線等原有設備，并移交給建設方;施工方按照圖紙完成該項目所有設備、管線吸氣式感煙探測器的安裝、施工及的安裝及調試，設備安裝在進門側墻壁上便于維護。

后續利用模塊、繼電器將每個吸氣式感煙火災探測器的預警、火警、故障等重要信號送給FAS系統，并完成原FAS系統中FAS主機、FAS圖形工作站等設備有關內容的編程及修改，使其也能夠正常監測并顯示新增點位信息的狀態，實現相關車站級報警主機及控制中心、工作站報警主機及圖形工作站吸氣式報警系統對應信號的顯示。

由于變電所天花板下約50cm處有通風百葉窗，煙氣在未達天花板時即由百葉窗溢出，在施工中特地將空氣采樣管通過鋼絲繩懸掛至百葉窗下沿，保證煙氣探測的及時性，現場施工完工后，施工方申報驗收，現場依據驗收規范對安裝情況和工程量進行核定后，采取煙餅放煙模擬火災，吸氣式感煙火災探測器及時發出報警，項目順利通過驗收。

5 結語

吸氣式感煙探測器投用后，探測器主機安裝在進門側墻壁上，維護在主機處進行巡檢和吹掃作業，即可實現日常檢修和故障處理，無需等待主變壓器停電，極大地保護了人員維修安全，另外吸氣式感煙火災探測器無需頻繁的檢查及維護，減少了維保的工作量，也降低了系統在生命周期內的維護成本。

參考文獻：

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