地鐵消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與探討

何龍

摘 要：近幾年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，全國(guó)各地地鐵建設(shè)開(kāi)展的如火如荼，給人民的生活帶來(lái)了極大的方便。但由于地下建筑的特殊性，導(dǎo)致其發(fā)生火災(zāi)后所造成的后果是比較嚴(yán)重的，故要對(duì)消防設(shè)備電源進(jìn)行必要的監(jiān)控，保障消防設(shè)備在關(guān)鍵時(shí)刻能正常工作。主要對(duì)地鐵消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。

關(guān)鍵詞：地鐵建設(shè);消防設(shè)備;電源監(jiān)控;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

地鐵工程構(gòu)造復(fù)雜、人員密集，且設(shè)備眾多，消防安全設(shè)計(jì)一直備受關(guān)注。火災(zāi)情況下，各消防設(shè)備的正常運(yùn)行對(duì)控制火災(zāi)、疏散人員起著決定性作用，若其電源出現(xiàn)故障，將造成火災(zāi)蔓延，嚴(yán)重威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)消防設(shè)備電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)排除故障，保障設(shè)備在關(guān)鍵時(shí)刻穩(wěn)定、可靠運(yùn)行至關(guān)重要。

1 消防電源系統(tǒng)的設(shè)置意義

影響消防安全的因素有很多，既包括消防設(shè)備自身的狀態(tài)，還包括消防系統(tǒng)電源的工作狀態(tài)。消防的安全性，能夠直接決定消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備，以及火災(zāi)報(bào)警能否正常使用。在地鐵區(qū)域內(nèi)，一旦地鐵內(nèi)的任何部位的火勢(shì)發(fā)生蔓延，而消防設(shè)備又無(wú)法及時(shí)投入使用，就會(huì)對(duì)地鐵站內(nèi)的乘客，以及周邊的人民造成生命和財(cái)產(chǎn)上的威脅?？梢?jiàn)，消防的安全性關(guān)系重要， 只有實(shí)現(xiàn)對(duì)消防系統(tǒng)設(shè)備的電源監(jiān)控，才能避免消防安全帶來(lái)的危害，這就是消防電源系統(tǒng)設(shè)置和存在的意義。

2 消防電源系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 消防電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求

一套可靠的消防電源監(jiān)控系統(tǒng)，需要符合我國(guó)《消防設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)》的設(shè)置要求，除此之外，各組成部分還需要滿意以下要求。

（1） 系統(tǒng)組成。系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)在外電中斷時(shí)，可提供8小時(shí)以上供電，信號(hào)傳感器采用DC24V安全電壓，輸出回路具有擴(kuò)展性，可通過(guò)圖像顯示裝置顯示出電源工作狀態(tài)和報(bào)警信息，傳感器和中繼器之間傳輸距離高于1500米，具有報(bào)警記錄存儲(chǔ)和打印功能。信號(hào)傳感器為監(jiān)控模塊，可手動(dòng)設(shè)置電壓報(bào)警相關(guān)參數(shù)，避免誤報(bào)警發(fā)生，具有電磁兼容設(shè)計(jì)，自帶總線隔離器。中繼器應(yīng)配備總線隔離器，具有擴(kuò)展總線通信距離的功能， 可提升消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

（2） 系統(tǒng)功能。具有預(yù)報(bào)警功能，需要采用高靈敏度的信號(hào)傳感器， 對(duì)電源參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。地鐵的車(chē)控室內(nèi)，需設(shè)置獨(dú)立消防電源監(jiān)控主機(jī)，以此將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。同時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有聲光報(bào)警功能，使工作人員能夠及時(shí)排除故障隱患，保證消防電源系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。

（3） 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍。監(jiān)測(cè)范圍為一級(jí)負(fù)荷主、備電源。如信號(hào)系統(tǒng)電源、防排煙風(fēng)機(jī)、消防泵電源、消防疏散扶梯電源等。

2.2 不同靈敏度信號(hào)傳感器的系統(tǒng)設(shè)置

在低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，設(shè)置高靈敏度信號(hào)傳感器時(shí)，監(jiān)測(cè)的消防設(shè)備電源應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡檢和監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)記錄消防電源的工作狀態(tài)，以此對(duì)消防電源的供電電流、電壓等故障進(jìn)行判斷。最后，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一采集到監(jiān)控界面中，以此實(shí)現(xiàn)報(bào)警和數(shù)據(jù)打印功能。對(duì)于未設(shè)置能源管理系統(tǒng)的地鐵工程，不想設(shè)置高靈敏度信號(hào)傳感器，可采用以下方案：判斷消防電源狀態(tài)后，直接上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)。另外，可以通過(guò)智能馬達(dá)保護(hù)器，增設(shè)通信口電壓表，對(duì)電流電壓進(jìn)行采集，進(jìn)而上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3 利用能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備電源監(jiān)控的功能

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建議對(duì)消防設(shè)備電源進(jìn)行監(jiān)控主要考慮到消防設(shè)備電源的如下特點(diǎn)：平時(shí)使用概率低且無(wú)消防設(shè)備電源巡檢裝置，長(zhǎng)期閑置待用，一旦出現(xiàn)火災(zāi)狀況必須立即投入使用發(fā)揮作用，故消防設(shè)備及其電源應(yīng)始終處于臨戰(zhàn)狀態(tài)。然而消防電源的以上特點(diǎn)在地鐵工程中表現(xiàn)的并不明顯。

在地鐵工程中，絕大部分消防設(shè)備兼作正常設(shè)備使用，相當(dāng)于每天都要進(jìn)行巡檢，若消防電源出現(xiàn)問(wèn)題，都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。消防泵及少數(shù)地下車(chē)站走道超過(guò)60m時(shí)單獨(dú)設(shè)置的專(zhuān)用排煙風(fēng)機(jī)除外。若為了這極個(gè)別的專(zhuān)用消防設(shè)備就設(shè)置整套的消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)不甚合理。建議考慮通過(guò)能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備電源監(jiān)控的功能。

通過(guò)在低壓開(kāi)關(guān)柜、環(huán)控電控柜內(nèi)重要的進(jìn)、饋線回路上（包括但不限于與消防直接有關(guān)的進(jìn)、饋線回路）設(shè)置智能表計(jì)，如多功能表或智能電度表，既可用作能源管理又可用作消防設(shè)備電源監(jiān)控用。智能表計(jì)中的電壓、電流等信息由綜合監(jiān)控系統(tǒng)采集，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)上形成兩個(gè)界面：（1）需進(jìn)行能源管理的回路采集回來(lái)的信息形成能源管理系統(tǒng)界面;（2）需進(jìn)行消防設(shè)備電源監(jiān)控的回路采集回來(lái)的信息形成消防設(shè)備電源監(jiān)控界面。在消防設(shè)備電源監(jiān)控界面上將會(huì)顯示經(jīng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算后給出的過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、缺相等電源信息，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警及報(bào)表打印等功能。

2.4 其他建議做法

（1） 在低壓開(kāi)關(guān)柜、環(huán)控電控柜內(nèi)與消防直接有關(guān)的進(jìn)、饋線回路上設(shè)置高靈敏度信號(hào)傳感器（如：電壓傳感器、電流傳感器、電壓/電流傳感器），對(duì)被監(jiān)測(cè)的消防設(shè)備的電源狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢、監(jiān)測(cè)，通過(guò)測(cè)量記錄該電源的工作狀態(tài)，判斷消防設(shè)備電源是否存在中斷供電、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、缺相等故障，結(jié)果由綜合監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一采集至消防設(shè)備電源監(jiān)控界面，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警及報(bào)表打印等功能。（2） 若地鐵工程中未設(shè)置能源管理系統(tǒng)也不想設(shè)置高靈敏度信號(hào)傳感器，則可考慮采用下述方案。由低壓開(kāi)關(guān)柜饋出的與消防直接有關(guān)的主、備電源如：消防泵電源、所用電電源、疏散用電扶梯電源、EPS電源、UPS 電源（為通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)供電）等自帶控制箱或配備自動(dòng)巡檢系統(tǒng)的消防電源，可將判斷后的消防設(shè)備電源狀態(tài)直接或間接（通過(guò)PSCADA系統(tǒng)）上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng);由低壓開(kāi)關(guān)柜饋出的與消防直接有關(guān)的主、備電源如：射流風(fēng)機(jī)電源，可在其饋線回路上設(shè)置智能電度表，由PSCADA系統(tǒng)采集電流、電壓信息上傳給綜合監(jiān)控系統(tǒng)。也可在就地控制箱內(nèi)（內(nèi)含智能馬達(dá)保護(hù)器，可提供電流信息）增設(shè)帶通信口的電壓表，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)直接采集電流、電壓;由環(huán)控電控柜饋出的與消防直接有關(guān)的電源如：隧道風(fēng)機(jī)、軌排風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī)等，通過(guò)變頻器、軟啟動(dòng)器進(jìn)行配電控制的，可直接提供電流、電壓信息，通過(guò)馬達(dá)保護(hù)器進(jìn)行配電控制的，需增設(shè)帶通信口電壓表提供電流、電壓信息。由環(huán)控電控柜中采集的信息可直接總線上傳給綜合監(jiān)控系統(tǒng)，也可通過(guò)環(huán)控電控柜管理PLC集中上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

上傳給綜合監(jiān)控系統(tǒng)的電流、電壓信息，直接上傳判斷后電源信息的除外，經(jīng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算后給出的過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、缺相等電源信息，顯示在消防設(shè)備電源監(jiān)控界面上，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警及報(bào)表打印等功能。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵電氣設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)能從功能性、合理性、經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)合理選用消防設(shè)備電源監(jiān)控方案。筆者相信國(guó)家提出消防設(shè)備電源監(jiān)控的概念，必然經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的考慮與探索，發(fā)現(xiàn)其在建筑設(shè)計(jì)中起到了不可或缺的作用。合理的設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控，必然可以為消防設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李旦旦. 消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用分析[J]. 通訊世界， 2020，（03）：241-242.