空气采样早期烟雾探测在配电系统中的应用

+郭建明

摘要：现代化的电力设施对设备精度的要求越来越高，对防火的要求也在不断提高，传统的防火系统已经不能适应现代的发展，先进的早期烟雾探测系统的应用已成为必然趋势。通过对空气采样烟雾探测系统的性能和工作原理进行分析，重点讨论了该系统在配电系统中的具体应用。

关键词：火灾预警；配电系统；感烟探测；应用

中图分类号：TM764文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0052－02

1空气采样烟雾探测系统的工作原理

从目前情况来看，空气采样烟雾探测系统在火灾预警方面的技术比较成熟。该系统的工作原理是利用光散射技术对预警空间的烟雾粒子进行有效探测。具体过程是先对预警空间进行管网铺设，然后启动抽气泵进行工作，在管网中形成稳定的气流，通过预设在管网上的气孔进行空气样本采集。同时，对采集到的样本进行过滤，去除较大的灰尘颗粒，并输送到测量室进行检测。在测量室内，由传感器作用在穿过测量室的反射镜中心孔上，并接受激光发射装置发射的激光光束照射。如果采集的空气样本中含有烟离子，激光光束会因为受到烟离子的作用而向前散射，经前方设置的反光镜反射至激光接受器。经过系统对散射光信号脉冲数的对比测算，得出采集样本中的烟离子量。如果这一数值高于设定的报警阀值，则探测系统会在监测显示器上显示出与之对应的不同级别的报警信号。

2火灾特征和防火意义

2.1配电系统的火灾特征

配电系统易燃物品数量大、种类多。由于输、配电技术的迅速发展，现代配电系统配置了大量高精度的设备、仪器以及与这些设备、仪器相连接的各种线缆。这些设备的外壳和外套都是易燃材料，一旦发生火灾，后果不堪设想。

配电系统发生火灾的原因复杂，危害多样。例如，配电室内的火灾可能由多种原因引发：①配电室的电力系统包括电源、电池、备用电机供电线路故障等；②配电室的空调照明系统故障；③电力设备内部线路故障。一旦发生火灾，由于这些特殊材料燃烧时产生的腐蚀性气体，会对设备造成永久性损害。

在现代配电系统中，空调设备的应用给火灾预警带来很大的困难。由于现代配电系统对环境的要求十分严格，所以，空调系统被广泛应用。由于空调系统的连续运行，使得烟雾浓度被稀释，不易达到传统探测系统的报警阈值。同时，当火灾发生时往往无法准确报告火源的位置。

2.2配电系统防范火灾的重要意义

随着国民经济的迅速发展，电力设施已经成为最重要的基础设施之一，与我们的生活和工作息息相关。如果一些关乎国民经济的关键部门和关乎民生的关键行业发生电力中断事故，带来的损失将是难以估量的。同时，由于电力设备的科技含量越来越高，其价值也越来越高，一旦发生火灾，电力设备损毁造成的损失是十分严重的。因此，对电力设施尤其是易发生火灾的配电系统进行火灾防范是十分重要的。

3基于VESDA烟雾探测系统在配电系统中的应用

3.1先进性和优越性

3.1.1高灵敏度和高可靠性

由于采用了现代科学技术成果和精确的数值计算预报方

对电力系统负荷、季节气候和电力设备检修情况，调度人员要有较高的专业素质，并做好事故预防措施，这样能够提高对安全风险的控制能力。另外，电力调度人员还需要做好安全事故信息的收集工作，熟悉电力系统的运行模式和事故发生时的天气状况，对基础信息进行有效分析，进一步得出造成事故发生的条件，同时要对电力调度设备、安全装置动作情况加强保护力度，这对鉴定人员分析事故现场有很大的帮助，从而找出事故发生的原因。以上这些都是电力调度人员必须要学的知识，通过分析数据来获得经验，从而对电力调度中的安全风险进行更为有效的控制。

4结束语

对电力调度安全风险的控制来说，要想增强安全事故的处理能力，就要结合现在所掌握的信息对事故进行分析。电力调度工作的重点是将设备监控和电网调度整合在一起，并以此为基础实现调控一体化管理。调控一体化的主要职能是有效增强电网的监控职责，另外，在电网信息上要改变以往信息被动者的形势，成为信息观测者。与以往相比，电网调度安全运行在很大程度上提高了要求。

参考文献

［1］安少明.供电企业生产作业过程中的安全风险控制问题研究［J］.山东工业技术，2013（15）：89-105.

［2］钟利群.基于大运行体系电网调控运行安全风险及对策探究［J］.科协论坛，2013（12）：93-94.

［3］王博.复杂电力系统安全风险及脆弱性评估方法研究［D］.武汉：华中科技大学，2011.

［4］潘晓筠.电力企业班组安全风险评估系统设计与实现［D］.成都：电子科技大学，2012.

〔编辑：刘晓芳〕

Control in the Power Regulation on Security Risks and Countermeasures

Lin Xiaoming, Lan Youren

Abstract: Through the power of regulating the safety of malpractice and risk factors were analyzed and discussed, and effective countermeasures. This has great practical significance to the safe operation of grid scheduling.

Key words: power scheduling; safety risks; control; measures

法，使这种探测系统比传统的报警系统在精度上提高了1 000倍以上。此外，这一系统采用的是不同于以往的被动接受烟雾的形式，而是采用主动取样探测的方式，这些都使系统的灵敏度得到了极大的提高，因此，系统的误报率几乎为零，做到了预警结果的准确、可靠。

VESDA烟雾探测器具有极高的灵敏度，并且可以根据实际情况进行精度调节。在配电室内发生火灾时能及时发现、准确预报，甚至是电缆层间的电缆由于线缆过载造成的外皮软化产生的微小烟雾也能够被VESDA烟雾探测器及时捕捉到。基于VESDA的烟雾探测系统一般采用四级报警模式，不同级别的报警阈值可以根据用户环境的不同灵活设置。由于分级设置和系统探测的高灵敏度，当有火情发生时，在没有可见烟出现之前就可以进行早期预警，为及时处置火灾赢得了宝贵的时间，从而能够最大限度地保护电力设备和电力中断给用户带来的影响。因此，相比传统的预警系统起拥有巨大的优势。

3.1.2自动化和智能化

VESDA空气采样烟雾探测系统的自动化和智能化水平得到了极大提升，主要体现在以下三个方面：①自动调节功能。这一探测系统能够根据所处的不同环境进行精度的自我调节，根据采集到的不同环境数据调节系统探测的灵敏度，以达到不同用户对探测精确度的要求，从而达到良好的探测效果。②系统可以进行自动比较。空气采样烟雾探测系统有延时报警功能，如果检测数值突然超过报警数值，可以进行延时报警，当监测数据稳定时再发出警报，从而降低环境突变造成误报的情况。③VESDA烟雾探测器的探测方式为主动空气采样探测，即采用气泵连续不断地把监测区的空气进行抽样，并输送到检测室进行检测。这种方式的优点在于系统的探测结果和时间不受探测空间气流的影响，特别适合于配电室这种有空调的地方使用。

3.2基于VESDA烟雾探测系统的安装方式

采样管网一般采用阻燃管，采样孔打在阻燃管上，管路安装形式十分灵活。基于VESDA烟雾探测器的空气采样探测系统的安装形式可分为以下三类。

3.2.1标准采样方式

探测管网安装最基本的方式是标准采样方法。这种采样方法可应用于配电室内的吊顶、地板、机柜内、机柜上和电缆槽内，现主要介绍以下三种采样方式：①配电室天花板下普通采样。采样传输管直接安装在天花板下，采样管和吊顶之间保持20～80 mm，最大间距为9 m。②室内天花板下悬挂式采样。这种方式适用于配电室内空调系统运行时室内空气大量流动的情况下。由于室内的空气流动形成了独立的气流层，它阻碍了空气对流，烟雾不易到达天花板上的采样点，因此，采样管必须安装在烟雾能够到达的地方。③地板下采样。电缆层间常采用这种安装方式。将采样管固定在地面或支柱上，常用于监视地板下有大量电缆的场所。

3.2.2毛细管采样方式

这种采样方法具有灵活性和隐蔽性，因此，它能够伸入设备内部采样。这种方式的采样孔一般设在毛细管的末端，孔径2 mm左右，此种毛细管采样主要有以下几种形式：①毛细管机柜内采样。这样做的目的是为了保护配电机柜内的各种设备，对机柜内的各种设备因过热而产生的烟雾提供最早的警报。由于这种方式采样的空间狭小，因此，要在机柜内进行。②将采样主管埋设在配电室地板下，毛细管在设备后部穿过并悬挂在机柜上方进行采样。这种设计方式可以充分照顾到室内的美观。③在配电室天花板下进行采样时，将采样主管埋设在天花板内，各个采样点再用毛细管与主采样管连接，这样既可以节省室内空间，又可以达到美观的效果。

3.2.3回风采样方式

如果配电室的空气流速较大，可以在空调或其他通风设备的回风口处布设采样管。因为在室内空气流通过程中，空气会由回风口返回，在这个位置布设采样管网就能够对整个配电室内的烟雾变化进行探测。

由于这种采样方式比较复杂，因此，只适用于空气流速较大的室内环境中。这种方式的好处是投入较低而保护面积较大。采样孔可以根据回风口的宽度进行设置，一般5～8个即可。此外，还可以在回风口的栅板前方90～150 mm处设置采样管，并在气流方向设置采样点。

4应用

某鞋厂用电容量为16 000 kVA，由于制鞋生产线上要保持恒温状态，所以用电负荷很大。供电方式是由两路10 kV电源供8台2 000 kVA变压器；2个低压主配电房分别由四路变压器进线和三个母联连接成系统，发电机电源是由4台800 kVA发电机组并机供电，输出到22个车间配电房。采用毛细管机柜内采样方式安装配置并入到自动监控系统，安装费用成本为10多万元。由于该厂部分车间生产任务重，偶然会超负荷用电，造成柜内过热会产生烟雾，VESDA烟雾探测器通过开放Modbus协议传输信号给监控系统，监控可以及时将安全隐患排除，避免鞋厂电力设备损坏和停产造成的经济损失。

5结束语

随着科学技术的不断发展，电力设备的先进性不断提高，设备的价格也越来越高。同时，全社会对供电连续性和稳定性的要求也越来越高。因此，电力设施尤其是配电系统对火灾预警的要求也在不断提高，传统的预警系统已经不能满足要求。空气采样烟雾探测技术在配电系统的普及、应用是必然的发展趋势。本文对这一系统的工作原理、先进性和在配电系统中的具体应用进行了简要分析，希望对提高电力设施配电系统的火灾预警水平有所帮助。

参考文献

［1］陈卓.空气采样早期烟雾探测系统在网络通信机房中的应用［J］.广东土木与建筑，2006（08）.

［2］杨丹.VESDA极早期烟雾探测系统特点及在火力发电厂的应用［J］.四川建材，2006（05）.

［3］张军.空气采样式极早期烟雾探测系统在电力系统的应用［J］.消防技术与产品信息，2006（12）.

［4］杨玉娟.对火灾自动报警系统的认识［J］.内蒙古科技与经济，2011（15）.

〔编辑：白洁〕

Early Air Sampling Smoke Detection in Distribution System

Guo Jianming

Abstract: The modern power facilities on the increasingly high demand for precision equipment, fire safety requirements are also rising, the traditional fire protection systems can not adapt to modern development, the application of advanced early warning smoke detection system has become an inevitable trend. Through the performance and working principle of air sampling smoke detection system is analyzed, focusing on the specific application of the system in the distribution system.

Key words: fire alarm; distribution system; smoke detection; application