吸氣式感煙火災(zāi)探測器在地鐵主變電所內(nèi)的應(yīng)用

晁偉

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

關(guān)鍵詞：地鐵; 主變電所; 高大建筑; 吸氣式感煙火災(zāi)探測器

《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116-2013）中對各類點型和線型火災(zāi)探測器的選擇作出了原則性規(guī)定，但在某些防火要求高，需要對火警初期作出快速反應(yīng)且維護(hù)困難不適合使用點型和線型火災(zāi)探測器的特殊場所，如何進(jìn)行火警探測，則需要在認(rèn)真分析保護(hù)對象具體特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)《報警規(guī)范》的基本精神和原則，必要時借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，才可提出具體可行的設(shè)計方案。本文結(jié)合某地鐵變電所火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的應(yīng)用實例，介紹吸氣式感煙探測器在變電所類高大建筑內(nèi)的應(yīng)用。

1 ? 地鐵變電所火災(zāi)報警系統(tǒng)存在的問題

某地鐵公司主變電所四個110kv主變壓器室內(nèi)原有8臺紅外對射探測器，安裝高度達(dá)到15米左右，現(xiàn)場無維修平臺，且無爬梯。根據(jù)老線設(shè)備長期運營情況來看，隨著房屋結(jié)構(gòu)局部下沉，會導(dǎo)致紅外對射探測器對位發(fā)生偏差，繼而產(chǎn)生誤報等故障。技術(shù)人員在排除故障時，需等高壓專業(yè)在不影響行車的前提下，將主變壓器進(jìn)行停電，這使得故障處理等待時間較長。同時設(shè)備安裝高達(dá)15米，而主變壓器室房間門較小，現(xiàn)場空間也有限，無法使用登高平臺進(jìn)行作業(yè)，需要通過人工搭設(shè)腳手架的形式登高作業(yè)，施工準(zhǔn)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(yè)也存在較大的安全隱患。基于以上維護(hù)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(zāi)探測器的對比選型

為了確定最優(yōu)的改造方案，在對目前普遍使用的點型煙感火災(zāi)探測器、紅外對射火災(zāi)探測器、吸氣式感煙探測器三種火災(zāi)探測器進(jìn)行對比后（詳見表1），發(fā)現(xiàn)吸氣式感煙火災(zāi)探測器能夠較好的解決維護(hù)困難、對現(xiàn)場影響大的問題，同時后期維護(hù)成本較低，相較其他類型的火災(zāi)探測器來說，更適合變電所這種高大建筑的火災(zāi)預(yù)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(jì)70年代中期由澳大利亞首創(chuàng)，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(wǎng)使用。其工作原理如圖1所示。

吸氣泵通過采樣管網(wǎng)，從被保護(hù)區(qū)內(nèi)連續(xù)采集空氣樣品，經(jīng)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(wěn)定的激光光源和陣列式光接收器。煙霧粒子使激光發(fā)生散射，煙霧濃度越高，接收器接收到的散射光越強(qiáng)，接收器根據(jù)散射光的強(qiáng)弱將光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號后輸入控制電路，電信號經(jīng)處理轉(zhuǎn)換成煙霧濃度顯示，并與設(shè)定的報警閾值比對后發(fā)出報警信號。

吸氣式感煙探測器的靈敏度按其響應(yīng)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/m<M2.0%obs/m;

普通：M>2.0%obs/m。

吸氣式感煙探測器的報警有四級：預(yù)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(shù)，可以達(dá)到極高的探測靈敏度，實現(xiàn)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(chǎn)生誤報，極大地降低了誤報率。

（3）可以持續(xù)依據(jù)當(dāng)時環(huán)境狀態(tài)調(diào)整適當(dāng)?shù)膱缶撝担瑥亩鉀Q了高靈敏度可能出現(xiàn)的誤報問題。

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

（5）通過采樣管網(wǎng)取樣，采樣管網(wǎng)可以根據(jù)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(jìn)行極早期火災(zāi)探測的重要場所。

（3）需要進(jìn)行隱蔽探測的場所。

（4）人員不宜進(jìn)入或維護(hù)不便的場所。

（5）低溫場所。

（6）具有較強(qiáng)的電磁輻射容易引起其他探測器誤報的場所。

4 ? 現(xiàn)場設(shè)置與施工

地鐵公司主變電所四個110kv主變壓器室通過設(shè)計，現(xiàn)場設(shè)置4臺4管吸氣式感煙火災(zāi)探測器，并基于以下原則（詳見圖2）：

（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(yīng)穿越防火分區(qū)。采樣孔總數(shù)不宜超過100個，單管上的采樣孔數(shù)量不宜超過25個。

（2）探測區(qū)域不跨越防火分區(qū)，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(qū)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(yīng)時間不大于60s。

（6）采樣管使用難燃ABS塑料管敷設(shè)。

在現(xiàn)場施工作業(yè)時，由于高度較高，由施工方現(xiàn)場搭設(shè)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(xiàn)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(shè)備，并移交給建設(shè)方;施工方按照圖紙完成該項目所有設(shè)備、管線吸氣式感煙探測器的安裝及調(diào)試，設(shè)備安裝在進(jìn)門側(cè)墻壁上便于維護(hù)。

后續(xù)利用模塊、繼電器將每個吸氣式感煙火災(zāi)探測器的預(yù)警、火警、故障等重要信號送給FAS系統(tǒng)，并完成原FAS系統(tǒng)中FAS主機(jī)、FAS圖形工作站等設(shè)備有關(guān)內(nèi)容的編程及修改，使其也能夠正常監(jiān)測并顯示新增點位信息的狀態(tài)，實現(xiàn)相關(guān)車站級報警主機(jī)及控制中心、工作站報警主機(jī)及圖形工作站吸氣式報警系統(tǒng)對應(yīng)信號的顯示。

由于變電所天花板下約50cm處有通風(fēng)百葉窗，煙氣在未達(dá)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(xiàn)場施工完工后，施工方申報驗收，現(xiàn)場依據(jù)驗收規(guī)范對安裝情況和工程量進(jìn)行核定后，采取煙餅放煙模擬火災(zāi)，吸氣式感煙火災(zāi)探測器及時發(fā)出報警，項目順利通過驗收。

5 ? 結(jié)語

吸氣式感煙探測器投用后，探測器主機(jī)安裝在進(jìn)門側(cè)墻壁上，維護(hù)在主機(jī)處進(jìn)行巡檢和吹掃作業(yè)，即可實現(xiàn)日常檢修和故障處理，無需等待主變壓器停電，極大地保護(hù)了人員維修安全，另外吸氣式感煙火災(zāi)探測器無需頻繁檢查及維護(hù)，減少了維保的工作量，也降低了系統(tǒng)在生命周期內(nèi)的維護(hù)成本，本次改造完全達(dá)到預(yù)期效果。

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