隨著國家綜合實力的不斷提高，地鐵有效緩解了城市地面交通壓力,，但存在較大的安全隱患,，*多且危害*大的事故就是火災(zāi)，其中由電氣原因引起的火災(zāi)占37%,。因此,，應(yīng)對電氣火災(zāi)進行有效的防范。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)屬于先期預(yù)報警系統(tǒng),，是針對火災(zāi)的早期預(yù)防,、消除火災(zāi)隱患而設(shè)置的。國家有關(guān)部門相繼制訂或修改有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，對建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了更明確的要求,。GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第3.1.1條確定：“地下鐵道、車站屬*級保護對象,。"DBJ/T 15-77-2010《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計,、施工及驗收規(guī)范》第3.2.1條規(guī)定：“GB 50116—2013中保護對象為*級、*級的建筑應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),。"本文主要分析了廣州地鐵車站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置方案,。

1.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器(剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控器、測溫式電氣火災(zāi)探測器)和電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備兩部分組成,。

1.1 剩余電流探測原理

剩余電流火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般由剩余電流檢測元件,、現(xiàn)場處理設(shè)備和集中監(jiān)控設(shè)備組成。剩余電流火災(zāi)報警系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示,。

剩余電流檢測器的工作原理基于基爾霍夫電流定律,，即電路內(nèi)任意點的電流矢量和為0。檢測剩余電流時,，三相導(dǎo)線和中性線穿過一個電流互感器,，當(dāng)未發(fā)生接地故障時，無論三相負荷是否平衡,，電流矢量和均為0,；當(dāng)發(fā)生接地故障時，故障電流會經(jīng)過故障點流入大地,，使電流互感器中電流矢量和不為0,，該電流值即為剩余電流值。低壓配電系統(tǒng)的接地形式?jīng)Q定了剩余電流檢測元件是否能正常工作,。低壓配電系統(tǒng)的N線與PE線應(yīng)該嚴(yán)格分開,，通過剩余電流檢測元件的N線不能作為PE線使用，不能重復(fù)接地,，不能接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分,。TN-S系統(tǒng)剩余電流檢測示意圖如下圖所示。

剩余電流互感器的剩余電流值在30~1000mA時連續(xù)可調(diào),，內(nèi)置或外置的溫度探測器在55~140℃時連續(xù)可調(diào),。

1.2 溫度探測原理

熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加來進行溫度測量的。測溫傳感器一般設(shè)置在電氣系統(tǒng)的電纜接頭,、電纜本體,、開關(guān)觸點等相關(guān)發(fā)熱部位，用于監(jiān)測設(shè)備過熱而引起的火災(zāi),。探測位置包括開關(guān)柜,、配電箱接頭、母線,。

1.3 集中監(jiān)控設(shè)備

集中監(jiān)控設(shè)備通過有線/無線實時收集各個現(xiàn)場處理設(shè)備的信號,，并對信號進行比較,、分類等處理后，將相應(yīng)信息送往報警,、顯示,、控制信號輸出、存儲,、打印等設(shè)備,，實現(xiàn)集中顯示、控制,、記錄等功能,。集中監(jiān)控設(shè)備可以分為監(jiān)控單元與監(jiān)控主機兩種類型。監(jiān)控單元主要用于有限數(shù)量,、距 離的若干探測器的連接與管理,，適用于小型系統(tǒng)；監(jiān)控主機具有更強大的處理功能,，可通過監(jiān)控單元連接更多探測器,，適用于大中型系統(tǒng)，并具備人性化管理軟件及打印,、拷貝等功能,，能夠儲存12個月的報警信息記錄，便于站級管理,。

2.電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)方案

2.1 探測器選擇

電氣火災(zāi)探測器主要有分離型探測器(非獨立式)和組合型探測器(獨立式)兩種,。

1）分離型探測器(非獨立式)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器(包括終端探測頭剩余電流互感器,、溫度傳感器)分離配置,。通過監(jiān)控探測器采樣配電柜(箱)內(nèi)導(dǎo)電線路中的電流和剩余電流信號，經(jīng)內(nèi)置單片機系統(tǒng)分析處理后,，上報消防控制室或值班室里的電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,，經(jīng)過進一步分析處理后進行所需的聯(lián)動控制，從而完成該系統(tǒng)應(yīng)有的功能,。優(yōu)點：①系統(tǒng)分工明確,、結(jié)構(gòu)簡單、成本少,、故障率偏低,，不含電源控制開關(guān)，不串入配電系統(tǒng),，只通過剩余電流互感器(或測溫探頭)取樣信號,，性能穩(wěn)定可靠；②相對功能簡單，探測器尺寸較小,，適合安裝在地鐵低壓柜饋線電纜室等比較狹窄的安裝空間,。缺點：在采購數(shù)量很少(少于10個)并需要就地報警的情況下，造價較高,。

2）組合型探測器(獨立式),。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組合配置。與分離型探測器相比,，不僅能滿足對剩余電流與非正常溫升的檢測，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能,，并通過設(shè)備的液晶屏實現(xiàn)測量結(jié)果顯示,、參數(shù)設(shè)置等功能。優(yōu)點：①采購數(shù)量很少并需要就地報警的情況下,，造價較低,；②在末端更易于維護人員操作與設(shè)置。缺點：①體積大,，在地鐵低壓柜饋線電纜室比較狹窄的安裝空間非常局促,；②功能復(fù)雜，故障率高,；③在探測點多的情況下,，造價非常高。

由于地鐵監(jiān)控點數(shù)多,，趨向于集中監(jiān)控方式,，且開關(guān)柜安裝空間有限，故建議采用分離型探測器,，并設(shè)專門的集中監(jiān)控裝置,。

2.2 探測器位置設(shè)置

目前，地鐵車站根據(jù)負荷重要性將負荷分為三級,，對于不同的負荷采用不同的配電形式,，為保證高可靠性，配電形式多為放射式配電,。

一般負荷設(shè)就地電源箱,，由變電所放射式配電；各類風(fēng)機,、空調(diào)器等環(huán)控設(shè)備由變電所饋出總電源給環(huán)控電控柜,，再由環(huán)控電控柜統(tǒng)一放射式配電至設(shè)備；冷水水泵,、冷卻塔等冷水系統(tǒng)制冷設(shè)備由變電所饋出總電源給冷水機房電控柜,，再由冷水機房電控柜統(tǒng)一配電至設(shè)備。冷水機組一般直接由變電所饋出到設(shè)備。

結(jié)合地鐵目前的供電方案電氣火災(zāi)探測器可安裝在變電所0.4kv饋線回路處或下*級配電箱進線處,。

1）安裝在變電所0.4 kV饋線回路處,。探測保護范圍大，包括配電柜饋線電纜和配電箱下級的用電設(shè)備,；安裝集中,，管理方便；空間跨度小,，可采用無線通信方式或總線連接方式,。

2）安裝在下*級配電箱進線處。探測保護范圍*確,，就是配電箱下級的用電設(shè)備,；無法探測配電柜至配電箱之間的電纜剩余電流情況；安裝分散,，管理不方便,；空間跨度大，連接總線通常很長,，信號衰減嚴(yán)重,。

因此建議地鐵新線將探測器設(shè)置在變電所0.4kv饋線回路處。

2.3 監(jiān)控設(shè)備要求

1）電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備應(yīng)具有直接連接剩余電流探測器,、測溫式電氣火災(zāi)探測器的功能,，應(yīng)能同時處理上述探測器探測信號的能力。

2）監(jiān)控設(shè)備應(yīng)對所轄范圍內(nèi)的各類探測器的報警信號進行聲,、光報警,，并在顯示器上顯示報警位置及探測器實測值。

3）不同類型探測器故障信息應(yīng)有明顯區(qū)別,。監(jiān)控設(shè)備能夠按用戶級和管理級權(quán)限靈活設(shè)置,，用戶級權(quán)限具有靈活分配模塊操作權(quán)限功能。

4）監(jiān)控設(shè)備應(yīng)具有以太網(wǎng)接口(RJ45),，可直接與綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),。綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過RJ45接口(TCP/IP協(xié)議)在訪問和獲取多功能火災(zāi)探測系統(tǒng)主機信息時，系統(tǒng)主機能夠提供以自定義的報警分區(qū)為單位的即時光纖溫度信息,，包括*大溫度,、平均溫度、*小溫度,、預(yù)報警信息,、報警信息等，提供測溫式電氣火災(zāi)探測器,、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器即時信息,；接收來自綜合監(jiān)控系統(tǒng)的時鐘同步信號,，并校正自身時鐘信號。

5）監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)主機采用網(wǎng)絡(luò)接口直接與火災(zāi)報警系統(tǒng)專業(yè)聯(lián)網(wǎng),，火災(zāi)報警系統(tǒng)可通過該接口訪問和獲取系統(tǒng)主機信息,，包括饋電回路剩余電流、饋電回路三相溫度,。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方案

1）有線傳輸方案

對于分離式的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器,，有以下幾點要求：能獨立與監(jiān)控設(shè)備進行通信；具有1組剩余電流探測和6組溫度探測的功能,；剩余電流為30～500mA時能在監(jiān)控設(shè)備后臺連續(xù)可調(diào),；溫度報警在55~140℃時監(jiān)控設(shè)備后臺連續(xù)可調(diào)。

2） 無線傳輸方案

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無線傳輸方案如下圖所示,。下圖中,，數(shù)據(jù)集中器和分離式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器采用藍牙無線傳輸方式，而數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控設(shè)備采用有線傳輸方式進行組網(wǎng),。

對于分離式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，有以下幾點要求：能獨立與數(shù)據(jù)集中器進行藍牙通信,。

具有1組剩余電流探測和6組溫度探測的功能,；剩余電流為30~500mA時能在監(jiān)控設(shè)備后臺連續(xù)可調(diào)；溫度報警在55~140℃時監(jiān)控設(shè)備后臺連續(xù)可調(diào),。

對于數(shù)據(jù)集中器,，要求有以下幾點：能獨立與分離式的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器進行藍牙通信；具有環(huán)網(wǎng)RS485接口功能,；接收點數(shù)容量大于100,。

藍牙無線通信方式具有以下特點：短距無線通信；臨時性對等連接的無線通信,，一個主設(shè)備和一個從設(shè)備組成的點對點的通信連接,；很好的抗干擾能力；模塊體積很小,，便于集成,。低功耗；適用2.4GHz的無線通信頻段,；開放的接口標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)以上分析,，兩種方案各有其優(yōu)勢,。有線傳輸?shù)漠a(chǎn)品目前國內(nèi)廠家比較多，選擇比較容易,，性能可靠,，缺點是后期維護更換存在不便。無線傳輸方案的缺點是產(chǎn)品選擇較困難，但在地鐵中也有成功的案例,，如深圳地鐵,、昆明地鐵，其優(yōu)點是性能非?？煽?，后期維護更換方便。

3.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

3．1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng),，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗,，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行,，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流,、過電流,、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視,，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警,，當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求,，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享,。

3．2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓,、賓館,、飯店、商廈,、工礦企業(yè),、國家*點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生,、金融,、電信等領(lǐng)域。

3．3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3．4系統(tǒng)功能

.       監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流,、溫度信息,，報警時發(fā)出聲、光報警信號,，同時設(shè)備上紅色“報警"指示燈亮,，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間,，聲光報警一直保持,，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復(fù)位,。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

.       當(dāng)被監(jiān)測回路報警時,，控制輸出繼電器閉合,，用于控制被保護電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后,，控制輸出繼電器釋放,。

.       通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示,，同時設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮,，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時,，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,，可進入相應(yīng)的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

.       當(dāng)發(fā)生剩余電流,、超溫報警或通訊,、電源故障時，將報警部位,、故障信息,、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除,、排除故障時，同樣予以記錄,。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷,、快速的查詢方法。

4.結(jié)束語

地鐵采用放射式供電方式,，在變電所0.4kv開關(guān)柜饋線回路處設(shè)置電氣火災(zāi)探測器,，既可探測末端設(shè)備的剩余電流情況，也可探測開關(guān)柜至末端配電箱段電纜的剩余電流情況,。地鐵低壓柜饋線電纜室空間比較狹窄,，分離式探測器便于安裝，且造價更低,。無線傳輸方案接線簡單,、故障點少，后期維護更換更簡便,。所以,，在廣州地鐵新線路建設(shè)中建議采用在變電所0.4kv開關(guān)柜饋線回路處設(shè)置分離式探測器，并采用無線傳輸?shù)姆桨浮?/span>

【參考文獻】

.       付朝立.基于泄漏電流監(jiān)測的電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用[J]. 城市軌道研究,，2014(4)：132-134.

.       GB50116—2013 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

.       DBJ/T15-77—2010 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計,、施工及驗收規(guī)范[S].

.       GB50157—2013 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

.       諶小莉.廣州地鐵車站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置方案,，廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司.

.       安科瑞消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電

氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊. 2022.05版