地铁车站非消防电源的切除分析

郭 莉

（广州地铁设计研究院有限公司，广东广州 510010）

地铁车站非消防电源的切除分析

郭 莉

（广州地铁设计研究院有限公司，广东广州 510010）

现行国家相关设计规范对火灾时非消防电源的切除提出了明确的规定，但对火灾时切除非消防电源的目的、方式（手动方式或自动方式）及位置并未形成一致的要求。针对这些问题，进行较为深入的分析。明晰了火灾时切除非消防电源的主要原则和目标，即：避免造成人员恐慌和二次事故；避免火灾的进一步扩大；保证火灾扑救人员的安全，避免造成触电事故；在保证消防救灾的前提下，尽量减小断电范围。最后，结合地铁车站用电负荷及运营管理的特点，提出车站设备区、公共区发生火灾时切除非消防电源的原则、方式及位置。

地铁车站；火灾；非消防电源切除；消防联动

0 引言

地铁工程一般采用难燃或不燃装修材料，线缆采用阻燃或耐火型材料，地下部分采用低烟无卤阻燃或耐火线缆，可大大降低地铁车站发生火灾的可能性。但是，地铁大量的乘客及其携带的行李不可避免地存在可燃甚至易燃物品，特别是地铁车站站台、站厅公共区几乎不间断对公众开放，楼扶梯下可能会有纸屑、烟头等垃圾积累，车站公共区有小型的商铺零售各种商品，都有可能发生火灾，人为纵火等其他火灾也是应该考虑的。地铁车站一旦发生火灾，排烟难度大，乘客疏散难度大，施救困难。因此，保障消防设备及应急照明供电是至关重要的。事实上，地铁设计从供配电系统、设备材料选型等方面作了全面考虑，消防设备按一级负荷供电，应急照明按特别重要的负荷供电，消防设备、应急照明选用耐火线缆供电。火灾确认后，立即启动应急照明、消防联动设备及灭火装置，并考虑切除着火区域非消防电源。一方面，切除非消防电源，保证容量较大的消防设备供电，避免供配电系统超负荷运行；另一方面，切除非消防电源并非简单地中断所有非消防负荷的供电，而是要结合着火部位、负荷类型及特点，有序地切断电源。切除非消防电源，还应考虑不同情形火灾、火灾误报的可能性以及合理确定火灾后恢复供电的操作方式。中断地铁供电，可能会引起乘客恐慌，造成踩踏事故，这种情况不可忽视。

文献［1］对民用建筑切除非消防电源做了较为全面的阐述，并针对文献［2］切除非消防电源位置不明确、自动切除方式欠合理等问题提出了自己的观点。文献［3］提出了火灾时照明负荷不应立即切除，以避免造成人员恐慌及二次人为事故；切除非消防负荷应保证消防负荷的安全、可靠供电，避免火灾时非消防负荷对消防负荷运行的影响。文献［4］通过对火灾时切除非消防电源的分析，提出了合理的非消防电源切除位置。文献［1，3－4］的有关观点和结论对地铁车站非消防电源的切除具有借鉴作用。

本文结合地铁车站用电负荷及运营管理的特点，按着火点位置、非消防电源类型等确定各类非消防电源的切除方式，重点分析车站设备区、公共区发生火灾的情形。地铁线路均采用封闭式管理，区间隧道不存在大量的可燃物，发生火灾的概率较小，因此不作为本文的重点。列车车厢内发生火灾是一个较为复杂的问题，也未纳入本文研究范围。

1 有关设计规范条款及分析

有关设计规范对非消防电源的切除做出了规定，主要包括：文献［5］第19.2.15条根据火灾涉及区域，按供电配电范围，消防控制设备应在配电室或变电所切断相关区域非消防电源，接通应急照明灯和疏散标志灯电源，监视工作状态。第19.2.15条的对应条款解释：地铁低压配电为放射式和树干式2种。放射式配电变电所或火灾点就地配电柜（箱）处切断非消防电源，树干式配电于火灾点就地配电柜（箱）切断非消防电源，在保证利于消防救灾的前提下，尽量缩小断电范围。

文献［6］第6.3.1.8条规定：消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，并接通报警装置及火灾应急照明等和疏散标志灯。对应条款解释：为了扑救方便，火灾时切断非消防电源是必要的。但是切断非消防电源时应控制在一定范围之内。有关部位是指着火的那个分区或楼层，一旦着火，切断本防火分区或楼层的非消防电源。切断方式可以人工切断，也可以自动切断，切断顺序应考虑按楼层或防火分区的范围，逐个实施，以减少断电带来的不必要的惊慌。

文献［2］第13.4.9条规定：非消防电源及电梯的应急控制应符合下列规定：1）火灾确认后，应在消防控制室自动切除相关区域的非消防电源；2）火灾发生后，应根据火情强制所有电梯依次停于首层或电梯转换层。除消防电梯外，应切断客梯电源。

综上所述，切除非消防电源应主要考虑以下几个问题：避免造成人员恐慌；避免火灾的进一步扩大；满足火灾扑救人员的安全，避免造成触电事故；在保证利于消防救灾的前提下，尽量缩小断电范围。

规范条款对切除非消防电源的位置及手/自动切除方式要求是不一致的，需要做进一步探讨。

2 切除非消防电源难点分析

鉴于上述3个设计规范对切除非消防电源的方式要求不一致，轨道交通工程可结合工程实际，按着火点的位置及情形确定切除非消防电源的方式，不排除手动、自动方式。手动方式通过人工操作完成；自动方式通过软件实现，即通过延时或逻辑判断实现。

文献［6］对切除非消防电源的部位并未明确，只是提出了按着火点分区或楼层切断非消防电源。文献［5］规定切除非消防电源与配电系统方式及火灾点有关，基本明确了切除非消防电源的位置，见图1。

图1 切除非消防电源位置示意图Fig.1 Positions of cutting-off of non-fire-fighting power supply

图1中，n1，n2，n3，n4为回路编号，a，b，c，d，e，f，g为切除非消防电源位置或断电分界面。n1为采用树干式配电的回路。当火灾点在配电柜（箱）附近，则应从就地配电柜（箱）切除非消防电源，断电位置可以是a，b，c，e，f，g。由于规范并未对就地配电柜（箱）做解释，考虑到可实施性，当第一防火分区发生火灾时，应从c处切断电源；当第二防火分区发生火灾时，应从g处切断电源。n2为采用放射式供电的回路，则应从变电所或火灾点就地配电柜（箱）切除非消防电源，即断电位置可以是c或d。依此类推，n3回路断电界面是g，n4回路断电界面是g或d。

地铁工程，大多采用放射式配电方式。因此，可以在环控电控室、照明配电室或设备就地配电柜（箱）切除非消防电源。也可以在变电所切除非消防电源。值得注意的是，就地配电柜（箱）切除非消防电源，就地配电柜（箱）的进线电缆是带电的。地铁工程较少采用树干式配电方式，基本是一些与地铁行车无关、与消防无关的三级负荷。

以下结合地铁工程的具体情况进行分析。地铁火灾确认后，首先必须确定火灾点或着火点，然后确定火灾点就地配电柜（箱）。对于属于同一防火分区的地铁车站站厅、站台公共区，当某一位置发生火灾时，应切除车站公共区所有的非消防电源。切除位置可以是非消防负荷对应的变电所馈出回路或就地配电箱。

对于车站设备管理区，着火点可能是某个房间、走道、夹层，楼梯间等，应切除着火点楼层或防火分区内的所有非消防电源。切除位置可以是非消防负荷对应的变电所馈出回路或就地配电箱。

地铁工程主要设备材料均选用阻燃、难燃或不燃型材料，因此车站设备管理区某处发生火灾时，一般情况下火势发展相对较慢（不存在大量的易燃物质）；另外，地铁车站设置了火灾自动报警系统，车站重要的电气设备用房设置了自动灭火系统。车站设置自动灭火系统的房间主要有：综合监控设备室、信号设备室（含电源室）、通信设备室（含电源和PIDS室）、UPS整合室、屏蔽门设备室、环控电控室、变电所的0.4 kV开关柜室、直流开关柜室、整流变压器、控制室、制动能量回馈装置室等。当上述电气用房内发生电气火灾时，能及时报警，启动防排烟设备及自动灭火设备，将火势控制并扑灭。在这种情况下，一般不需要切除非消防电源（其前提是启动消防联动设备，变压器不会过载）。

对于重要的电气设备房以外的其他设备管理区，由于着火点火势发展较慢、地铁车站长期有通过专门训练的人员值守，能有效地控制和扑救火灾。因此，建议此种情况下按分区局部切断非消防电源。必要时，才考虑按分区或楼层切断所有非消防电源。地铁公共区发生火灾时，由于客流较大，火灾危害较大。当火灾确认后，应在不造成人员恐慌的前提下，切除防火分区的非消防电源。

3 车站非消防电源的切除方式分析

3.1 各类非消防电源切除方式

考虑到地铁火灾的复杂性，对于重要性较低的非消防电源，即三级负荷电源，可以自动或手动切除，切除位置一般在变电所低压室、环控电控室或照明配电室。

考虑到火灾确认后切除三级负荷并不会造成乘客的恐慌，也不会影响地铁运营，因此建议采用自动切除方式。详见图2和图3，切除位置在降压变电所馈出回路下端。

火灾确认后，工作照明负荷采用延时分区切除方式。延时切除主要是为了避免人员恐慌，可以自动切除或手动切除，即按防火分区切除。公共区火灾只切除公共区工作照明，设备管理区火灾只切除设备管理区工作照明。具体见表1。

图2 车站照明配电系统示意图Fig.2 Power distribution of lighting of Metro station

图3 车站动力配电系统示意图Fig.3 Power distribution of motor of Metro station

表1 车站火灾切除照明负荷模式表Table 1 Lighting control modes in case of fire in Metro station

车站照明配电系统如图2所示。广告照明属于三级负荷，自切位置在变电所馈出回路；其他非消防照明负荷按表1在照明总箱馈出回路切除。

考虑到自动扶梯的特殊性，自动扶梯电源采用就地停机的方式，避免远程断电造成人员恐慌或双重伤害。自动扶梯就地断电停机按钮宜同时设置在自动扶梯的上部和下部。事实上，当自动扶梯设置了视频监视，也可以远程切断其电源，使扶梯停止运行。

由于排雨泵、排水泵、人防门、防淹门等都是防灾设施，因此，发生火灾时，建议不考虑切除其电源。

对于自动售检票系统、门禁系统、PIDS系统、民用通信系统、屏蔽门电源等，虽然属于非消防负荷，但作为地铁的一级负荷，双电源供电，且自带UPS，因此，发生火灾时切除其电源也不能中断末端设备的供电，可考虑在UPS或设备自带电池的下端切断电源。当屏蔽门、民用通信、PIDS参与救灾时，建议不考虑切除其电源。

车站通风空调设备在环控电控室集中配电和控制，所有设备是通过时间表和模式实现控制。当地铁火灾确认后，只启动火灾模式，开启相关的防排烟设备，与消防无关的设备都保持断电状态，即非消防电源处于切除状态。对于通风空调二级负荷，也可以考虑在环控电控室设置总开关，统一切除其电源。

目前，设备管理区插座、区间维修电源、二级小动力等按二级负荷设计，火灾确认后，可以采取自动或手动切除，可以考虑在变电所或照明配电室切断电源。

作为非消防设施的电梯，火灾确认后，停至首层（或地下一层）后再切断电源。

3.2 控制接线方式

切除非消防电源主要包括以下几种方式：

1）回路采用电动开关、智能断路器或其他智能开关电器，可远程接通或断开回路；

2）回路设置接触器、继电器，通过控制接触器、继电器实现回路的接通和断开，接触器适用于电流较大的回路，继电器适用于电流较小的回路；

3）回路断路器选配分励脱扣器，通过控制分励脱扣器可以分断回路，但不能远程或自动恢复回路的接通。

4）回路设置手动开关，可以手动接通或断开回路。

考虑到火灾后易于恢复送电，建议采用1）、2）实施非消防电源的切除。考虑到火灾后需要人工确认恢复供电，可采用3）、4）实施非消防电源的切除。对于采用了智能化配电系统的地铁工程，可利用智能配电系统实现非消防电源的切除和灾后恢复供电，而不必额外增加其他设备和接口。

4 结论与讨论

本文从分析有关规范条款入手，旨在明确地铁车站发生火灾时切除非消防电源的方案。地铁工程大多位于地下，客流量大，且乘客为流动人员，因此，地铁一旦发生火灾，逃生困难，施救难度大。火灾确认后切除非消防电源是消防联动的一个步骤，目的是辅助地铁工作人员及消防人员安全扑救火灾，避免扑救过程中发生触电事故，避免火灾范围扩大，避免造成人员恐慌。地铁火灾确认后，宜自动切除三级负荷，其他非消防电源按防火分区切除，照明负荷电源宜延时自动切除，通风空调设备宜按模式实现非消防电源的切除或分断二级负荷总开关切除，自动扶梯、电梯电源以就地切除为主，其他非消防负荷可以自动或手动切除。

（References）：

［1］ 樊海东.民用建筑非消防电源的切除［J］.现代建筑电气，2011，2（4）：51－53.（FAN Haidong.Cut-off the nonfire power supply in civil building［J］.Modern Architecture Electric，2011，2（4）：51－53.（in Chinese））

［2］ 中国建筑东北设计研究院.JGJ 16—2008民用建筑电气设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008：194.

［3］ 陈富贵，唐烨.建筑物火灾发生后非消防电源的切断方式［J］.建筑电气，2004，24（1）：29，35.

［4］ 杨威.谈谈火灾时切断非消防电源的问题［J］.科技资讯，2011，9（8）：72.

［5］ 北京城建设计研究总院.GB 50157—2003地铁设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2003：156，412.

［6］ 中华人民共和国公安部.GB 50116—1998火灾自动报警系统设计规范［S］.北京：中国计划出版社，1999：14－15，69.

Analysis on Cutting-off of Non-fire-fighting Power Supply of Metro Stations

GUO Li
（Guangzhou Metro Design and Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，Guangdong，China）

In the current national design codes and standards，there are definite provisions for the cutting-off of the nonfire-fighting power supply，however，there are no specific provisions on the purposes，manners（manual cutting-off manner or automatic cutting-off manner）and positions of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply.In this article，analysis is made on the purposes，manners（manual cutting-off manner or automatic cutting-off manner）and positions of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply.The main principles and purposes of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply in case of fire are defined，i.e.，trying to avoid passenger chaos and secondary incident，trying to avoid further spread of the fire，trying to ensure the safety of the firefighters and trying to minimize the power cutting-off scope.Finally，the principles，manners and positions of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply in case of fire occurring in the equipment area and public area of Metro stations are proposed on basis of the features of the power load and operation management of Metro stations.

Metro station；fire disaster；cutting-off of non-fire-fighting power supply；fire-fighting coordination

10.3973/j.issn.1672－741X.2014.04.002

U 45

A

1672－741X（2014）04－0298－05

2013－11－30；

2014－02－14

郭莉（1965—），女，湖南益阳人，1991年毕业于西安矿业学院，电力传动及其自动化专业，硕士，高级工程师，主要从事供配电设计工作。