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方案设计

电气火灾监控系统在轨道交通领域的应用分析

发布时间:2015-7-10 14:52:20  作者:

  电气火灾监控系统在轨道交通领域的应用

  摘要

  力安科技剩余电流式电气火灾监控系统通过LFT201剩余电流式电气火灾监控装置,对商场、宾馆、机场、银行、医院、车站、机场、体育馆、会展中心、剧院、商厦、博物馆、铁路等建筑低压配电系统进行电气火灾监控。本文通过对地铁及高铁站等轨道交通领域的电气火灾监控系统项目的介绍,重点阐述LFS200电气火灾监控系统所实现的功能及其重要意义。

  关键词: 火灾探测器;电气火灾;高铁站;铁路;轨道交通

  1、前言

  自2012年以来,全国共接报火灾15.2万起,死亡1028人,受伤575 人,直接财产损失21.8亿元,与上 年 相 比 , 起 数 上 升21.3%,死亡人数下降7.2%,受伤人数上升0.7%,直接财产损失上升5.8%;其中较大火灾同比下降 25%,重大火灾同比下降71.4%。另外,接报森林、草原、矿井地下部分及铁路、交通等行业系统火灾4156起,死亡46人,受伤28人,直接财产损失5.6 亿元,受灾森林1.4万公顷,受灾草原12.7万公顷。其中,电气火灾高居火灾事故总数的首位。铁路、交通等行业系统火灾电气火灾事故所占比例逐年增高,令人堪忧。对于严峻的电气火灾形势,早期监测、预警则成消防工作的重中之重,从源头上杜绝电气火灾的发生成了关注的焦点。预防和有效遏制电气火灾的任务已经迫在眉睫。国家有关部门相继制订或修改了有关标准规范,要求在建筑中设置电气火灾监控报警系统。

  本文根据电气火灾监控系统的新标准(GB14827-2014)和《电气火灾监控系统设计、施工及验收规范》河南省地方标准,以地铁站漏电火灾监控系统应用为例,介绍LFS200电气火灾监控系统在地铁站及其他轨道交通的应用。

  2、案例简介

  地铁作为城市轨道交通系统的主要组成部分,地铁站配电区域各用电回路及电气设备的正常运行就显的至关重要,如果这些设备不能正常运行,轻则设备功能的暂停服务,重则可能因为由于漏电可能引起火灾、造成人员和财产的损失。因此,对整个电气系统进行实时的监控和管理,准确监控电气线路、电气设备的故障和异常状态,及时报警通告维护人员去消除这些可能导致电气火灾的潜在隐患,对于提高安全系数,就变得十分有价值、有意义。

  系统通过监测测现场各用电回路及设备的漏电电流、剩余电流、超温度等信号,已声光报警等方式,及时通知值班人员故障的准确位置,排除隐患。同时可以辅助建筑电气安全监控管理系统储存各种故障和操作试验信号,显示系统电源状态有效预防常见的因漏电所引起的建筑物电气火灾事故,保证人民生命财产安全。

  3、参考标准、文献

  电气火灾监控系统在天津西站综合交通枢纽中的应用——王斌晓 《信息系统工程》

  GB14287.1-2014 《电气火灾监控系统 第1部分:电气火灾监控设备》——国家标准

  电气火灾监控系统在轨道交通工程应用的分析——罗学玲 《铁道标准设计》

  4、系统的基本组成及工作原理

  4.1 基本组成部分

  根据国家标准GB14287-2014《电气火灾监控系统》以及《电气火灾监控系统设计、施工及验收规范》河南省地方标准,电气火灾监控系统的基本组成应包括:电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中,剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器所组成;测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。

  剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构,由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统拓扑图如下图所示:各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线 RS485接口,采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器,然后通过五类线TCP/TP协议进入监控主机。

  1)现场设备层主要是连接网络中用于漏电及温度信号采集测量的各类型的仪表和保护装置等,也是构建该监控系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任,同时也是执行后台控制命令的终端元件

  2)通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁,不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、 RS485、SPABUS等及以太网等各种接口,组网方式灵活,支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令,并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作,如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等;接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异,需要进行转换方可进行数据交换。

  3)管理测控层是针对监控网络的管理人员。该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分,主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、人机界面、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面,通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息,自动经过计算处理,以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况,并可接受管理人员的操作命令,实时发送并检测操作的执行状况,以保证供用电单位的正常工作。

  4.2 工作原理

  其基本原理是,当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时,终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集,并输送到监控探测器里,经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号,同时也输送到监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控主机发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警音响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事故现场进行检查处理,并将报警信息发送到集中控制台。

  4.3 监控系统的设计安装及布线设计

  电气火灾监控设备以及系统的报警信号,应设在消防控制室或有人值班的场所。主机电源应取自控制中心的消防供电(AC220V)。

  各监控探测器采用现场供电,电源接入点应在该级断路器的上端。

  1)配电柜内部形式的安装设计

  本工程为新建工程,所有监控探测器均安装于变电所内配电柜内,采用嵌入式安装,安装于配电柜面板上。工作人员可以通过面板按钮查看各回路漏及温度信息。剩余电流互感器安套在A、B、C三相电源线及N线上,PE线不得穿过互感器,固定牢靠,探测器与互感器之间的连线应该采用屏蔽导线;温度传感器为一热敏电阻NTC,可以提供-10-120℃的温度基准,热敏电阻可以通过导线连接至漏电火灾监控探测器。

  2)整个漏电火灾监控系统的安装设计

  现场每个漏电监控探测器均带有485通讯接口,需通过屏蔽双绞线将现场所有探测器以手拉手的方式串联起来,连接时应注意,每条485总线连接数量不超过 32个,且在20个左右为宜。安装走线时,应注意强弱电走线分开,导线应采用阻燃屏蔽双绞线建议线径不小于1.0mm2,屏蔽线屏蔽层应良好接地,每条总线末端应增加一个100欧姆左右的匹配电阻。配线整齐,绑扎成束,穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。在穿管、线槽后,应将管口、槽口封堵。

  4.4 产品的选择与介绍

  本案例在配电柜现场均安装LFS200系列剩余电流监控探测器及LFT-201L型剩余电流互感器。在车站消防控制室配置LFZ201B壁挂式电气火灾监控系统。

  LFS200系列电气火灾监控探测器是智能型探测器产品,符合GB 14287─2014。该产品既可以大量的联机使用,也可以独立式使用(具有漏电/过流/温度的检测和报警功能,另有可选功能:报警时能自动切断被监控电路,即具有继电器输出功能)。它集电气火灾监控探测及报警功能于一体,具有高智能化、功能齐全、性能可靠、迷你设计、外形美观、设定简单、仪表式安装等特点。是令人耳目一新的全新思路设计的结晶,是对防范电气火灾事故的又一新贡献。

  电气火灾监控探测器(以下简称“监控探测器”)由剩余电流互感器、温度传感器和监控报警器组成,当被保护线路中的剩余电流互感器(以下简称“互感器”)探测到的剩余电流超过监控报警器的预设定值或温度传感器探测到的温度超出预设定值时,监控报警器经分析、确认后发出声光报警信号和控制信号。监控报警器能显示报警线路漏电流大小,传感器温度等。当监控报警器有报警信息时,启动继电器。并可以直接显示探测电流值和温度值,无需占用大的设备场地,节省消防设备成本,节约电力能源,监控探测器采用仪表安装方式。

  LFS200系列监控设备是整个电气火灾监控的最顶端,可连接多台ARCM系列探测器,组成一套功能齐全的电气火灾监控系统,具有声光报警功能,并同步显示报警回路,其报警信息可以保存12个月以上,后备不间断电源可以保证市电失电后连续运行4小时以上,监控系统分为壁挂式、琴台式和柜体式3种,有效通讯距离可达1200多米,多台设备之间或者设备和其他系统如报警与消防联动系统、电力监控系统等可进行数据交换。并且该系列监控设备具备自检功能,从硬件、软件、通讯线路、电源各个方面进行系统自检,以随时掌握系统产品运行状态,保证系统运行的可靠性。

  5结束语

  随着智能建筑的发展及电力的广泛应用,人们对电气安全的防范意识认识越来越高。公共建筑安装电气火灾监控系统是智能化建设的必然趋势。电气火灾监控系统有利于发现安全隐患,及时处理安全隐患,将火灾防患与未然有着重要的意义。本系统在地铁及高铁站等轨道交通领域应用,不仅可以提高了工作人员的工作效率,而且可以保证地铁站日常工作的稳定有序的进行,确保了广大旅客的出行安全。



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