電氣火災報警在地鐵中的應用

代磊

【摘 要】火災報警系統(tǒng)是地鐵安全運營的第一要素。電氣火災在地鐵發(fā)生火災中占了很大比例，電氣火災報警技術在地鐵中應用具有很大的現(xiàn)實意義。電氣火災的發(fā)生與電氣設備中電流和溫度等參數(shù)有著直接的關系，電氣火災報警系統(tǒng)通過對電氣設備相關參數(shù)的實時檢測，不僅能實現(xiàn)火災報警還能在電氣參數(shù)發(fā)生突變時進行火災預警，最大程度上降低了火災造成的損失。電氣火災報警系統(tǒng)集成度高、針對性強，具有很強的推廣意義。【關鍵詞】地鐵火災；電氣火災報警系統(tǒng)；火災成因

【中圖分類號】U260.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0092-02

引言

地鐵因為處于地面之下，空間較為狹小，因而在給城市交通帶來巨大便捷的同時，也存在較為嚴重的安全隱患。地鐵一旦發(fā)生事故特別是火災事故往往帶來巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。如2006年2月18日韓國大邱市地鐵發(fā)生特大火災，造成196人死亡、147人受傷的慘劇；1995年10月28日，一場火災的悲劇發(fā)生在阿塞拜疆巴庫地鐵，這場火災導致了289名乘客喪生，265人嚴重受傷。目前，我國正在大力進行地鐵的修建，而地鐵事故中最常見的、危害性最大的火災事故自然成為當下地鐵安全研究中的一個熱點。因此，研究地鐵發(fā)生火災的成因、建立完善的地鐵火災報警體系，降低火災損失，具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。

一、地鐵電氣火災簡介

世界地鐵發(fā)展已有百余年的歷史，我國地鐵的發(fā)展也有四十余年。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球發(fā)生大型地鐵火災事故50多宗，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟損失。通過這些地鐵火災事事故類型的統(tǒng)計分析，歸納總結出地鐵火災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%）、機械故障（13%）、其它原因（9%）。其中電氣火災居地鐵火災之首，是地鐵主要火災風險。

為什么地鐵的電氣故障引發(fā)的火災占那么大的比例？研究發(fā)現(xiàn)原因有以下兩點：一、電能是地鐵運營唯一原始能源，地鐵站內和地鐵客車上電氣設備無處不在。二、由于地鐵自身運行的特點造成了電氣設備具有以下特點：復雜多樣；用電負荷大；電氣設備接點繁多；震動無處不在；維護、維修不便等。這兩點原因導致地鐵易發(fā)生電氣故障，而電氣故障若不及時處理就極有可能造成電氣火災。

鑒于電氣火災目前嚴峻的安全形勢，國家公安消防等有關部門全面強力推進電氣火災預警防范工作，加強電氣過熱（火災）預警監(jiān)測系統(tǒng)在大型工程中的應用。對以地鐵行業(yè)而言，在地鐵車站設置電氣火災報警系統(tǒng)，實時監(jiān)測大容量開關、母線、電纜的溫度和剩余電流大小，在溫度和電流達到警戒值時發(fā)出警報，提醒值班人員及時處理，可以有效的避免地鐵電氣火災的發(fā)生。

二、電氣火災報警系統(tǒng)構成

地鐵電氣火災報警系統(tǒng)具備檢測臺式電氣設備、線型電氣設備的溫度和剩余電流值，設置了不同的溫度和剩余電流值分別對應1級預警、2級預警和火警三種報警級別，報警設置為自動語音告警。系統(tǒng)主要由電氣火災檢測主機、數(shù)據(jù)采集器、藍牙測溫式電氣火災探測器、剩余電流探測器等部件組成。電氣火災報警系統(tǒng)提供繼電器接口和TCP/IP協(xié)議接口，實現(xiàn)與車站火災自動報警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)互通功能，當檢測到溫度或電流報警時，電氣火災主機能夠將報警信息實時傳送給火災自動報警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

地鐵電氣火災報警系統(tǒng)結構如圖1所示：圖1：電氣火災報警系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)由三級設備組成，即主機、數(shù)據(jù)集中器、探測器。主機主要負責數(shù)據(jù)的處理、圖像化處理、語音告警和通訊控制等功能；數(shù)據(jù)集中器主要負責將探測器探測到數(shù)據(jù)傳送給主機；探測器設置感溫探頭和剩余電流線圈負責將現(xiàn)場的溫度和剩余電流轉換成數(shù)字信號發(fā)送給數(shù)據(jù)集中器。本系統(tǒng)主機、數(shù)據(jù)集中器、探測器均采用AC220V供電，主機與數(shù)據(jù)集中器之間采用RS485通訊方式，數(shù)據(jù)集中器與探測器之間采用藍牙無線通訊方式。

三、電氣火災報警系統(tǒng)的功能圖2：電氣火災報警系統(tǒng)圖

根據(jù)車站電氣設備的工作情況的差異，選擇合適的探測器對不同的電氣設備進行監(jiān)控。如上圖2所示，在地鐵的應用中藍牙測溫式電氣火災探測器主要對變壓器35kV側/400V側引流線接頭處、對高中壓臺式電氣設備接頭、進線低壓柜和大負荷（大于200A）饋線柜斷路器兩側接頭處等的溫度監(jiān)測；剩余電流探測器主要用于低壓饋線回路的剩余電流監(jiān)測；對重要的電纜采用感溫光纖進行溫度檢測。

監(jiān)控設備按類型、分點面進行分布，每個設備房針對不同設備分布不同的檢測點，這些監(jiān)測點測到的數(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RS485總線連接到一臺監(jiān)控主機上，實現(xiàn)了監(jiān)控功能的集成。報警系統(tǒng)實現(xiàn)點---線探測模式結合、有線--無線傳輸模式結合、定溫--差溫報警類型的結合，監(jiān)測范圍高度覆蓋地鐵電氣設備的各個角落。

監(jiān)控設備檢測到的參數(shù)通過數(shù)據(jù)集中器實時向監(jiān)控主機傳遞，當監(jiān)控主機發(fā)現(xiàn)監(jiān)控參數(shù)達到預警或報警值時會馬上發(fā)出語音告警，同時把告警信息傳遞給FAS報警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。若是預警（溫度偏高、電流突變等），工作人員會去現(xiàn)場查看，進行原因分析和進一步的處理；若收到的是報警信息（火警信息），監(jiān)控主機會通過FAS報警系統(tǒng)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動地鐵消防設備進行滅火，從而實現(xiàn)了自動滅火的功能。監(jiān)控主機上還設計了實時動態(tài)監(jiān)控畫面，可以方便的查看和監(jiān)控到每個設備的狀態(tài)參數(shù)。

四、電氣火災報警系統(tǒng)的特點

電氣火災報警系統(tǒng)應用了低壓藍牙測溫式電氣火災探測器、高壓藍牙測溫式電氣火災探測器、剩余電流電氣火災探測器、電弧探測器、感溫光纖探測器，對地鐵電氣設備火災進行全面的預警監(jiān)測，徹底消滅了地鐵火災的安全死角。

電氣火災報警系統(tǒng)與地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）互聯(lián)，實時將全線車站電氣設備的火災、過熱、漏電流、電弧狀態(tài)等信息傳送到綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息共享、管理信息化，為電氣設備的狀態(tài)檢修、運營調度中心（OCC）的環(huán)控管理、災害時災害決策的快速、準確制定提供科學、真實的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。