城市轨道交通电气火灾监控系统的研究与应用

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，地铁电能管理系统相关底层数据的采集涉及的设备包含中压开关柜、低压开关柜、环控柜或配电柜，而电气火灾监控系统相关底层数据采集涉及的设备包括低压开关柜、环控柜或配电柜。由此可见，地铁电气火灾监控系统涉及的底层设备包含在能源管理系统涉及的底层设备范围内。电气火灾监控系统的功能在于对电气火灾进行预警，其系统可靠性要求与能源管理系统基本相同，因而在工程设计中将电气火灾监控系统融入能源管理系统具备可行性。

关键词：地铁；电气火灾监控；能源管理

0引言

城市轨道交通工程改造项目，应贯彻执行新的规范标准，在施工过程中不能影响线路系统的运行，需充分做好其他相关系统的改造及接口调试工作，以保证本系统与其他系统的协调。除完成本系统内设备的安装和调试外，还应以满足轨道交通运营和乘客服务的需求为前提。对我国地铁火灾防控行业和主体管理方面存在的问题进行分析，从社会治理和技术研究方面提出了改进措施和建议，为城轨治理的新格局奠定良好的基础。

1我国地铁的火灾防控现状

一种是进入成熟期，其基本特征是地铁运营里程在400km以上，站点在300以上，城区地铁密度在0.5km/km2以上，地铁发展的趋势在于完善、优化路网结构并向远郊发展。其日均客流接近1000万，在城市公交占比接近或超过50%以上。此类城市一般为超大城市，已建立了较为成熟的火灾防控体系，建设运营主体与政府监督机构和职能部门对其监管多为进行法定审核和不定期抽查，在火灾和应急事件处置方面，因较少发生事故而略显经验不足。

2电气火灾监控方案

2.1电气火灾监控系统探测器设置方案

根据ＧＢ50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》的规定，剩余电流式电气火灾监控探测器应设置在低压配电系统首端为基本原则，宜设置在配电柜（箱）出线端。结合地铁的特点，变电所的400Ｖ开关柜非消防负荷馈线回路均需配置剩余电流式电气火灾监控探测器，部分城市地铁在二级配电的环控柜或配电箱非消防负荷馈线回路也配置剩余电流式电气火灾监控探测器。对于采用剩余电流式传感器难以解决误报警问题的馈线回路，通常改用测温传感器的方案，可选用多传感器组合式电气火灾监控探测器接入系统。在地铁工程建设实践中，一台电气火灾监控探测器通常接6-10个传感器，一个标准地下二层地铁车站通常需设置20-30台电气火灾监控探测器。

2.2现有地铁安全系统的效能评估与改进

对已设计安装的消防设施、设备的系统效能进行分析，范围包括地铁内及附属的消防队、站，基于调研和统计数据确定地铁消防设施是否符合规范要求和常见故障模式；基于抽样站点数据确定其系统效能指标，包括完好率、可用度、有效度以及故障率和平均维修时间，形成三维的系统效能评价指标。对照设计的安全目标进行功能、过程和区域数据分析，检测判定系统的应用效能。确保的方式是建立动态客观、高效的监测系统来及时发现故障和隐患，并在设计和资源上保障其能尽快修复，恢复到完好有效状态，从而可以确保地铁系统的运行安全。考察整体消防安全组织体系建设，基于前述的地铁灾害和危险模式分析，包括消防

设施和设备在内，确定其整体组织结构和分类威胁应对响应机制；根据调研和监测数据，研判其人员的操作熟练程度，确定其平均响应时间和管理延迟时间，判断其是否有完备的消防安全信息监测闭环管理系统以及资源保障信息。

2.3火灾报警系统的调试实施

车站的调试一般在晚上地铁停运后，1个晚上可能只能调试1～2个专业，所以需要耗费数日才能调试完1个站。调试时，需要在控制箱端拔掉旧有系统线缆，在拔出的过程中需做好标识，之后再插上新系统线缆。当天调试结束后恢复旧有系统线缆，同时，恢复旧系统通电，启动无误后再撤离现场，保证原5号线火灾报警系统的正常运行。车站调试完成后，完成相关的审核和校验，相关功能和手续确保无误后，在设备端接上新系统的线缆以替换掉旧系统的线缆，使车站和控制中心系统能够监控系统设备，并维持运转10天，在此过程中检验系统运行是否正常。

2.4火灾发生控制

火灾发生的时间、地点具有相当的不可预见性，具有破坏性强，危害严重，易造成秩序混乱等特点，也是城市轨道交通安全防范的主要事件之一。当车站发生火灾时，智慧安防系统通过和综合监控系统的融合接口，迅速定位火情发生的位置，通过视频监控系统调取火灾点的现场视频，按照设定的报警级别，发出声光报警，记录事件，界面显示应急处理流程，告知车站管理人员前往处理。同时系统实时联动触发公共广播循环播放乘客疏散语音，乘客信息系统显示乘客疏散信息，环境与设备监控系统启动相应的火灾模式，自动售检票系统打开闸机，视频监控系统显示火情区域、临近区域、疏散人员的图像信息，门禁系统打开相关

区域门禁，确保乘客安全有序的撤离。

3对风管采取防火保护措施

1. 需完善风管耐火试验的相关标准，普通风管判定标准为完整性和隔热性，消防风管判定标准为稳定性、完整性和隔热性。

2. 应根据吊顶的防火性能，决定是否缩短吊顶内风管的耐火极限，且缩短时间不超过吊顶的耐火极限。

3. 风管防火保护段不应开设风口，当开设风口时，此段风管可不设防火保护措施。

4. 轨道交通中风管穿越防火分隔体处无论是否有防火阀，均应设防火保护措施，其耐火极限不低于分隔体的耐火极限。

4安科瑞电气火灾监控系统

4.1概述

Acre1-6000电气火灾监控系统，是根据中心的消防电子产品试验认证，并且均通过严格的EMC电磁兼容试验，保证了该系列产品在低压配电系统中的安全正常运行，现均已批量生产并在全国得到广泛地应用。该系统通过对剩余电流、过电流、过电压、温度和故障电弧等信号的采集与监视，实现对电气火灾的早期预防和报警，当必要时还能联动切除被检测到剩余电流、温度和故障电弧等超标的配电回路;并根据用户的需求，还可以满足与AcreIEMS企业微电网管理云平台或火灾自动报警系统等进行数据交换和共享。

4.2应用场合

适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

4.3系统结构

4.4系统功能

监控设备能接收多台探测器的剩余电流、温度信息，报警时发出声、光报警信号，同时设备上红色“报警”指示灯亮，显示屏指示报警部位及报警类型，记录报警时间，声光报警一直保持，直至按设备的“复位”按钮或触摸屏的“复位”按键远程对探测器实现复位。对于声音报警信号也可以使用触摸屏“消声”按键手动消除。

当被监测回路报警时，控制输出继电器闭合，用于控制被保护电路或其他设备，当报警消除后，控制输出继电器释放。

通讯故障报警：当监控设备与所接的任一台探测器之间发生通讯故障或探测器本身发生故障时，监控画面中相应的探测器显示故障提示，同时设备上的黄色“故障”指示灯亮，并发出故障报警声音。电源故障报警：当主电源或备用电源发生故障时，监控设备也发出声光报警信号并显示故障信息，可进入相应的界面查看详细信息并可解除报警声响。

当发生剩余电流、超温报警或通讯、电源故障时，将报警部位、故障信息、报警时间等信息存储在数据库中，当报警解除、排除故障时，同样予以记录。历史数据提供多种便捷、快速的查询方法。

4.5配置方案

应用场合

型号

产品照片

功能

消防控制室

Acrel-6000/B

适用于1~4条通信总线多可连接256个探测器，可适用于壁挂安装的场所。

Acrel-6000/Q

适用于大型组网，壁挂式监控主机数量较多且需集中查看的场所，主要监测壁挂主机信息。

一、二级

低压配电

ARCM200L-Z 2

三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中)，视在电能、四象限电能计量，单回路剩余电流监测，4路温度监测，2路继电器输出，4路开关量输入，事件记录，内置时钟，点阵式LCD显示，2路独立RS 485/Modbus通讯

ARCM200L-J 8

8路剩余电流监测，2路继电器输出，4路开关量输入，事件记录，内置时钟，点阵式LCD显示，1路RS 485/Modbus通讯

ARCM 300-J 1

1路剩余电流监测，4路温度监测，1路继电器输出，事件记录，LCD显示，1路RS 485/Modbus通讯

AAFD-□

检测末端线路的故障电弧，485通讯，导轨式安装。

ASCP 200-□

短路限流保护、过载保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测，1路RS 485通讯，1路GPRS或NB无线通讯，额定电流为0-40A可设。

短路限流保护、过载保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测，1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯，额定电流为0-63A可设。

配套附件

AKH-0.66

测量型互感器，采集交流电流信号

AKH-0.66/L

剩余电流互感器，采集剩余电流信号

ARCM-NTC

温度传感器，采集线缆或配电箱体温度

5结束语

随着城市轨道交通建设的快速发展，技术规范的修订更新，火灾报警系统设备的升级换代，地铁行业高质量发展需要不断提升机电设备系统整体技术装备水平，稳步推进自动化和智能化，以减少运营维护的工作量。因此，推进机电设备系统融合将是大势所趋。大程度地保障城市轨道交通的安全运营，为城市安全出行奠定良好的信息系统基础，为后续的城市轨道交通安全防范工程技防系统的建设提供了参考