电气火灾报警在地铁中的应用

代磊

【摘 要】火灾报警系统是地铁安全运营的第一要素。电气火灾在地铁发生火灾中占了很大比例，电气火灾报警技术在地铁中应用具有很大的现实意义。电气火灾的发生与电气设备中电流和温度等参数有着直接的关系，电气火灾报警系统通过对电气设备相关参数的实时检测，不仅能实现火灾报警还能在电气参数发生突变时进行火灾预警，最大程度上降低了火灾造成的损失。电气火灾报警系统集成度高、针对性强，具有很强的推广意义。【关键词】地铁火灾；电气火灾报警系统；火灾成因

【中图分类号】U260.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0092-02

引言

地铁因为处于地面之下，空间较为狭小，因而在给城市交通带来巨大便捷的同时，也存在较为严重的安全隐患。地铁一旦发生事故特别是火灾事故往往带来巨大的人员伤亡和财产损失。如2006年2月18日韩国大邱市地铁发生特大火灾，造成196人死亡、147人受伤的惨剧；1995年10月28日，一场火灾的悲剧发生在阿塞拜疆巴库地铁，这场火灾导致了289名乘客丧生，265人严重受伤。目前，我国正在大力进行地铁的修建，而地铁事故中最常见的、危害性最大的火灾事故自然成为当下地铁安全研究中的一个热点。因此，研究地铁发生火灾的成因、建立完善的地铁火灾报警体系，降低火灾损失，具有十分重要的理论和现实意义。

一、地铁电气火灾简介

世界地铁发展已有百余年的历史，我国地铁的发展也有四十余年。据不完全统计，全球发生大型地铁火灾事故50多宗，造成重大人员伤亡和经济损失。通过这些地铁火灾事事故类型的统计分析，归纳总结出地铁火灾的几类原因及所占的比例：电气故障（32%）、人为纵火和爆炸（11%）、吸烟（11%）、机械故障（13%）、其它原因（9%）。其中电气火灾居地铁火灾之首，是地铁主要火灾风险。

为什么地铁的电气故障引发的火灾占那么大的比例？研究发现原因有以下两点：一、电能是地铁运营唯一原始能源，地铁站内和地铁客车上电气设备无处不在。二、由于地铁自身运行的特点造成了电气设备具有以下特点：复杂多样；用电负荷大；电气设备接点繁多；震动无处不在；维护、维修不便等。这两点原因导致地铁易发生电气故障，而电气故障若不及时处理就极有可能造成电气火灾。

鉴于电气火灾目前严峻的安全形势，国家公安消防等有关部门全面强力推进电气火灾预警防范工作，加强电气过热（火灾）预警监测系统在大型工程中的应用。对以地铁行业而言，在地铁车站设置电气火灾报警系统，实时监测大容量开关、母线、电缆的温度和剩余电流大小，在温度和电流达到警戒值时发出警报，提醒值班人员及时处理，可以有效的避免地铁电气火灾的发生。

二、电气火灾报警系统构成

地铁电气火灾报警系统具备检测台式电气设备、线型电气设备的温度和剩余电流值，设置了不同的温度和剩余电流值分别对应1级预警、2级预警和火警三种报警级别，报警设置为自动语音告警。系统主要由电气火灾检测主机、数据采集器、蓝牙测温式电气火灾探测器、剩余电流探测器等部件组成。电气火灾报警系统提供继电器接口和TCP/IP协议接口，实现与车站火灾自动报警系统和综合监控系统的互联互通功能，当检测到温度或电流报警时，电气火灾主机能够将报警信息实时传送给火灾自动报警系统和综合监控系统。

地铁电气火灾报警系统结构如图1所示：图1：电气火灾报警系统原理图

系统由三级设备组成，即主机、数据集中器、探测器。主机主要负责数据的处理、图像化处理、语音告警和通讯控制等功能；数据集中器主要负责将探测器探测到数据传送给主机；探测器设置感温探头和剩余电流线圈负责将现场的温度和剩余电流转换成数字信号发送给数据集中器。本系统主机、数据集中器、探测器均采用AC220V供电，主机与数据集中器之间采用RS485通讯方式，数据集中器与探测器之间采用蓝牙无线通讯方式。

三、电气火灾报警系统的功能图2：电气火灾报警系统图

根据车站电气设备的工作情况的差异，选择合适的探测器对不同的电气设备进行监控。如上图2所示，在地铁的应用中蓝牙测温式电气火灾探测器主要对变压器35kV侧/400V侧引流线接头处、对高中压台式电气设备接头、进线低压柜和大负荷（大于200A）馈线柜断路器两侧接头处等的温度监测；剩余电流探测器主要用于低压馈线回路的剩余电流监测；对重要的电缆采用感温光纤进行温度检测。

监控设备按类型、分点面进行分布，每个设备房针对不同设备分布不同的检测点，这些监测点测到的数据上传给数据集中器，所有的数据集中器通过RS485总线连接到一台监控主机上，实现了监控功能的集成。报警系统实现点---线探测模式结合、有线--无线传输模式结合、定温--差温报警类型的结合，监测范围高度覆盖地铁电气设备的各个角落。

监控设备检测到的参数通过数据集中器实时向监控主机传递，当监控主机发现监控参数达到预警或报警值时会马上发出语音告警，同时把告警信息传递给FAS报警系统和综合监控系统。若是预警（温度偏高、电流突变等），工作人员会去现场查看，进行原因分析和进一步的处理；若收到的是报警信息（火警信息），监控主机会通过FAS报警系统和综合监控系统联动地铁消防设备进行灭火，从而实现了自动灭火的功能。监控主机上还设计了实时动态监控画面，可以方便的查看和监控到每个设备的状态参数。

四、电气火灾报警系统的特点

电气火灾报警系统应用了低压蓝牙测温式电气火灾探测器、高压蓝牙测温式电气火灾探测器、剩余电流电气火灾探测器、电弧探测器、感温光纤探测器，对地铁电气设备火灾进行全面的预警监测，彻底消灭了地铁火灾的安全死角。

电气火灾报警系统与地铁综合监控系统（ISCS）互联，实时将全线车站电气设备的火灾、过热、漏电流、电弧状态等信息传送到综合监控系统，实现了信息共享、管理信息化，为电气设备的状态检修、运营调度中心（OCC）的环控管理、灾害时灾害决策的快速、准确制定提供科学、真实的现场数据。