福州至长乐机场城际铁路工程35kV电缆通道图像型火灾探测器应用研究

蒲井岗

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州 510010）

1.研究背景

福州既有线路的35kV电缆通道设置有通风空调、给排水、动力照明等专业。其中福州地铁1号线及福州地铁2号线由于建设年份较早，部分电缆通道设计标准与现行规范《城市综合管廊工程技术规范》GB 50838-2015存在偏差，消防系统未设置到位。而且，既有电缆通道建设完毕后，由于地处地下潮湿、渗水等复杂环境，也未进行及时管养维护，已设置的机电设备及管线出现不同程度的腐蚀及损坏。其中，线缆间短路、对地短路、接触不良和线路过载等原因都有可能导致电缆着火，引起火灾。给保障电缆通道的安全、列车运行及运营安全带了了风险。

既有线路电缆通道存在的火灾探测设备锈蚀严重、重要设备部位渗水、部分区域未配套消防报警设备、管廊内线缆凝露情况严重等现状如图1所示。

图1 既有线路电缆通道现状图

2.研究目的

本研究拟通过在福州至长乐机场城际铁路工程35kV电缆通道设置图像型火灾探测器，使地铁运营部门火情可视、提高探测效率、实现地下35kV电缆通道火灾自动报警的同同时，避免运营人员频繁出入该复杂地下电缆通道更换感烟探测器，从而大大降低了地铁运营人员对该区域的运营维护成本及工作强度。

3.研究方案

福州至长乐机场城际铁路工程35kV电缆通道内的可燃物主要是电缆和管线，电缆主要构成是导体、绝缘层和护套3部分，采用较多的是聚氯乙烯电缆，对地短路、接触不良和线路过载等原因都有可能导致电缆着火[1]。

福州至长乐机场城际铁路工程35kV电缆通道着火点原因分析：

（1）电缆接触不良引起火灾，电力系统中电缆之间接头出现松动，局部接触不良，使电阻增大，发热造成火灾[2]。

（2）电缆短路引起火灾，管廊内电缆由不同芯线组成，各芯线之间存在电位差[2]，地下电缆通道环境易滋生老鼠等小动物，若芯线绝缘层因动物撕咬破裂、损坏就会导致放电短路，破裂处温度升高将产生火灾。

（3）电力系统线路过载也将导致火灾。

3.1 方案一：采用传统普通点式感烟探测器进行报警

延35kV电缆通道顶布置点式感烟探测器，间距约10m布置一个点式感烟探测器，实现地下35kV电缆通道火灾自动报警。

方案优缺点分析：

采用点式感烟探测器的优点是对烟雾灵敏度高、可精确点位进行报警，但点式感烟探测器常规防护等级为IP44，管廊内环境潮湿易损坏，经常误报，需运营人员频繁更换感烟探测器，导致了运营维护成本增高。复杂的廊道环境也加大了运营的工作强度。

长期在潮湿环境工作的点式感烟探测器锈蚀情况如图2所示。

图2 电缆通道内锈蚀点式感烟探测器样图

3.2 方案二：采用感温光纤系统进行报警

在首站车控室单独为35kV电缆通道设置一套感温光纤系统。感温光纤系统与FAS系统通过底层模块互通火警信息。福州至长乐机场城际铁路工程35kV电缆通道探测需占用两个回路，安装在电缆桥架上方的通道壁上，火灾报警按20m为一个报警区段划分，实现地下35kV电缆通道火灾自动报警。

方案优缺点分析：

采用设置一套感温光纤系统，优点是降低了运营的维护成本，便于运营人员维护。但感温光纤系统无法精确火灾报警点位，且感温光纤系统成本相对较高。福州5号线工程35kV电缆通道内就采用感温光纤系统进行报警。

福州5号线35kV电缆通道感温光纤系统示意图如图3所示。

图3 福州5号线35kV电缆通道感温光纤系统示意图

3.3 方案三：采用图像型感烟火灾探测器+点式感烟探测结合的方式进行报警

延35kV电缆通道顶，布置图像型火灾探测器，间距约100m；在图像型火灾探测器视线盲区布置点式感烟探测器，间距约10m布置一个点式感烟探测器，实现地下35kV电缆通道火灾自动报警。

方案优缺点分析：

该方案相对于传统的火灾报警系统的最大优势就是可视性，一般情况下，所有的火灾报警系统都存在一定的误报率，当出现火警时，由于传统的火灾报警系统无法看到火灾现场的实际情况，也就无法确定是火警还是误报，而图像火灾报警监控系统是在视频图像上发出的报警，消防值班人员可以根据图像很方便的确认火警或误报[3]。同时，该方案探测区域覆盖较全面，探测速度快、火灾定位准确，且造价及运营维护成本相对较低。

图像型感烟火灾探测器+点式感烟探测结合布置立面示意如图4所示。

图4 图像型感烟火灾探测器+点式感烟探测结合布置立面示意

3.3.1 图像型感烟火灾探测器介绍

图像型感烟火灾探测器分两个部分：

（1）图像型火灾探测器，满足国标《GB 15631-2008特种火灾探测器》。

（2）线型光束感烟火灾探测器，满足国标《GB14003-2005线型光束感烟火灾探测器》。

图像型火灾探测器同时满足这两个探测器标准，所以图像型感烟火灾探测又称为复合火灾探测器。

在地下电缆通道复杂自然环境中，图像感烟火灾探测技术不仅具有烟火火灾探测的功能，同时也具备视频监控的功能，防护等级IP65，具有防潮、防尘及耐高低温功能，可满足电缆通道防火预警的需求。

3.3.2 图像型感烟火灾探测器与车站火灾自动报警系统连接方式

（1）图探通过输入模块，采用总线方式与火灾报警控制器连接。

（2）图探通过网络与NVR网络录像机连接，直接进入数字CCTV监控系统，可远程显示。

图像型感烟火灾探测器与车站火灾自动报警系统接口示意图如图5所示。

图5 图像型感烟火灾探测器与车站火灾自动报警系统接口示意图

3.4 方案比选

3种方案比选如表1所示。

表1 3种方案比选

4.结论

在方案一中，在电缆通道设置传统点式感烟探测器，虽然满足了火灾自动报警系统的要求，但由于电缆通道复杂的环境，给运营后期维护带来了极大的不便；方案二感温光纤系统虽然降低了运营成本，便于运营人员维护，但感温光纤系统无法精确火灾报警点位；方案三不但满足了火灾自动报警系统的要求，更有火情可视、精准定位、防止误报、更大范围、投资成本低、降低运营维护成本及工作强度等多方面好处。因此，通过以上综合比选，推荐采用方案三图像型感烟火灾探测器+点式感烟探测结合的方式对福州至长乐机场城际铁路工程35kV电缆通道进行报警，该方案对其地下综合管廊（电力管廊）的消防报警应用也具有指引作用。