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  • 頭條地鐵消防聯(lián)動中,切除非消防電源的優(yōu)化方案
    2021-03-03 作者:何晶  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點擊率:
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    導(dǎo)語本文通過介紹地鐵消防聯(lián)動切除非消防電源原理及對FAS聯(lián)動控制輸出命令的選擇,提出切除非消防電源優(yōu)化方案。

    為提高地鐵運營的安全,確保地鐵在火災(zāi)發(fā)生時能實現(xiàn)自防自救,在地鐵車站設(shè)置了較為完善的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。然而,在火災(zāi)發(fā)生后,實施正確的消防聯(lián)動是非常重要的環(huán)節(jié),在確定火情后,如何通過FAS實現(xiàn)聯(lián)動切除非消防電源(以下簡稱切非)又經(jīng)常使設(shè)計者和調(diào)試人員感到困擾,如何通過理解消防聯(lián)動的切非需求和原理,制定合理的聯(lián)動切非方案尤為重要。

    1. 切非原理

    在火情確認后,由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)通過控制模塊對動照箱或低壓柜內(nèi)需要切非的回路發(fā)出聯(lián)動切非命令。

    一般在動照箱或低壓柜內(nèi)需要切非回路中,選用帶分勵線圈的斷路器來進行消防聯(lián)動切非。分勵脫扣器是一種遠距離操縱分閘的附件,為短時工作制,線圈通電時間一般不能超過1S,否則線會被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀,在分勵脫扣線圈串聯(lián)一個微動開關(guān),當分勵脫扣器通過銜鐵吸合,微動開關(guān)從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開,由于分勵脫扣器電源的控制線路被切斷,即使人為地按住按鈕,分勵線圈始終不再通電就避免了線圈燒損情況的產(chǎn)生。當斷路器再扣合閘后,微動開關(guān)重新處于常閉位置。FAS切非原理及過程如下圖所示:

    地鐵消防聯(lián)動中,切除非消防電源的優(yōu)化方案

     

    圖中:QF1為分勵脫扣線圈,右側(cè)QF1為其觸點。當設(shè)備正常運行時,動照箱或低壓柜內(nèi)的斷路器閉合, 微動開關(guān)QF1’處于常閉狀態(tài);當發(fā)生火災(zāi)且火情確認后,由FAS聯(lián)動控制模塊輸出切非命令,F(xiàn)AS中間繼電器線圈得電,常開觸點閉合,動照箱或低壓柜內(nèi)1KA線圈得電,1KA的觸點吸合,QF1分勵脫扣線圈得電,微動開關(guān)QF1’從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開,斷路器斷開,由105和107端子反饋FAS切非信號。

    在設(shè)計時需要設(shè)計者應(yīng)注意兩點:

    第一、一般消防輸出控制模塊的聯(lián)動電源在24V左右,不能直接控制220V的聯(lián)動設(shè)備,必須為受控設(shè)備增設(shè)中間繼電器。而且雙方觸點形式為常開接點,所有DI/DO信號均可構(gòu)成獨立回路,無公共接線端,保證FAS設(shè)備正常運行。

    第二、FAS反饋信號來自分勵脫扣器斷開信號,不應(yīng)取斷路器斷開信號,因為當受控設(shè)備故障維修時,斷路器斷開信號同樣會反饋到FAS中。

    2. 聯(lián)動控制輸出命令形式的選擇

    在FAS發(fā)出聯(lián)動控制命令的時候,通常有兩種形式:一種是電平輸出信號,即:輸出命令信息由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保持;另一種是脈沖輸出信號,即:火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)出的命令是具有一定寬度的脈沖信號。這兩種輸出命令,需要設(shè)計者和調(diào)試人員選擇合適的輸出信號來保證FAS系統(tǒng)的可靠性。

    第一種方式:在聯(lián)動切非過程中,由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)控制模塊發(fā)出DC24V持續(xù)電平信號進行切非,信號始終處于保持控制狀態(tài)。這種方式帶來的缺點是長時間的電平輸出擴大了系統(tǒng)的帶電范圍,增加了故障的可能性。而且在北京地鐵四號線項目中出現(xiàn)了脫扣器較緊,脫扣器分勵不下來線圈長期帶220V電壓過熱,燒毀分勵線圈燒毀繼電器觸點,造成了設(shè)備的損害。

    第二種方式:在聯(lián)動切非過程中,由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)控制模塊采用帶有一定寬度的脈沖信號進行輸出。這種方式的優(yōu)點是脈沖信號發(fā)出后脫扣不下來時不會燒分勵脫扣器,保證了設(shè)備的安全性。但是由于脈沖信號的瞬時性,在查找故障的時候不容易監(jiān)視到模塊控制的輸出24V電壓。

    綜上所述,為了保證設(shè)備的安全可靠性,建議設(shè)計者和調(diào)試編程人員在聯(lián)動控制輸出命令選擇脈沖信號。

    3. 切非優(yōu)化方案

    根據(jù)火災(zāi)涉及區(qū)域,按供電配電范圍,消防控制設(shè)備應(yīng)在配電室或變電所切除相關(guān)區(qū)域非消防電源,接通應(yīng)急照明燈和疏散標志燈電源,監(jiān)視工作狀態(tài)。按照切非位置即400V低壓配電柜、照明配電室、環(huán)控電控室及現(xiàn)場就地配電箱,詳細闡述如何制定聯(lián)動切非方案。

    動力照明及低壓配電按其不同用途及重要性分為三級:一級負荷有兩路來自變電所不同低壓母線的電源供電,一用一備在末端配電箱處自動切換。二級負荷由來自變電所的一段低壓母線的電源供電,當該段的低壓母線失電時由低壓母聯(lián)斷路器切換保證供電。三級負荷由一路電源供電,當供電系統(tǒng)一路電源失電時,自動切除該負荷。

    1)400V低壓配電柜切非方案:

    a. 對于一級負荷、二級負荷根據(jù)設(shè)備用途按照防火分區(qū)在400V低壓配電柜分支路進行切非。

    由于一級負荷、二級負荷所帶設(shè)備有許多是消防專用設(shè)備(如消防泵、專用排煙風機等),還有許多是兼用設(shè)備(如車站主送/排風機、疏散扶梯、主排水泵、廢水泵等),這些設(shè)備火災(zāi)時都要執(zhí)行消防救災(zāi)任務(wù),火災(zāi)時不能切除電源。因此,對于一級負荷、二級負荷在400V低壓配電柜分支路切除非消防電源較為合理。

    以下需設(shè)計者注意的是在一級負荷、二級負荷中不切非的回路和切非點的位置。

    • 廢水泵用于火災(zāi)時排除車站內(nèi)滅火的消防水;
    • 暖通空調(diào)電控柜除火災(zāi)排煙兼用設(shè)備外可切除,切非點應(yīng)在環(huán)控室暖通空調(diào)電控柜;
    • 車站主送/排風機為火災(zāi)排煙兼用設(shè)備;
    • 消防泵火災(zāi)專用設(shè)備;
    • 疏散扶梯為站廳站臺疏散扶梯,用于火災(zāi)時人員疏散;
    • 1-2#動力箱切非點在照明配電室動力箱中;
    • 出入口自動扶梯切非點在現(xiàn)場配電箱等。

    b.對于三級負荷,火災(zāi)時在三級負荷總開關(guān)切除較為適宜。

    首先根據(jù)負荷重要性分析:三級負荷回路中所帶設(shè)備為車站設(shè)備中非重要負荷,主要有:冷水系統(tǒng)中的設(shè)備、廣告照明、商業(yè)用電、維修用電等。在非火災(zāi)情況下,當車站雙路電源中一路出現(xiàn)故障的情況下,允許設(shè)備斷電。因此在火災(zāi)緊急情況下,應(yīng)以人為本,立即疏散火災(zāi)相關(guān)區(qū)域人員,不要兼顧考慮商業(yè)利益和工作需要等因素,采取最簡單快捷的切非措施,完全沒有必要按照防火分區(qū)分支路切除。

    其次出于安全性考慮,當火災(zāi)發(fā)生時,車站及區(qū)間的空間狹小,救火時防火分區(qū)以外產(chǎn)生的水和帶電的設(shè)備及易發(fā)生事故。因此在火災(zāi)緊急情況下,應(yīng)將與消防無關(guān)的三類負荷在總開關(guān)切除,以減少火災(zāi)時的安全隱患。

    2)照明配電室切非方案

    照明配電室負責站廳、站臺、出入口、人行通道、風道及設(shè)備管理用房的照明配電及控制,同時也負責區(qū)間照明和動力維修的配電及控制。

    照明配電室內(nèi)一般設(shè)有動力箱和照明箱。其中,動力箱內(nèi)需切非的為電伴熱,包括風道電伴熱、疏散通道電伴熱及出入口電伴熱等,而且任一防火分區(qū)著火均應(yīng)切除。節(jié)電照明和工作照明等照明箱按照防火分區(qū)切除。

    需要設(shè)計者注意的是照明配電箱內(nèi)分支路可按防火分區(qū)適度整合設(shè)置總接觸器或者總分總分勵脫扣器,便于消防切非且不會造成切非范圍過大引起恐慌。

    3)環(huán)控電控室切非方案

    環(huán)控電控室為暖通空調(diào)設(shè)備的集中配電控制房間,設(shè)在通風空調(diào)設(shè)備的負荷中心附近,負責通風空調(diào)設(shè)備的配電及控制。其中許多是火災(zāi)兼用排煙設(shè)備,需切非的回路有:人防加壓風機及環(huán)控電控柜三級負荷。

    需設(shè)計者注意的是由環(huán)控電控柜配電的閥門箱一般分為電閥門箱和水閥門箱。電閥門箱為火災(zāi)兼用的電動風量調(diào)節(jié)閥配電箱;水閥門箱為冷卻泵、塔內(nèi)閥門配電箱。

    4)現(xiàn)場就地配電箱切非方案

    需要注意的是出入口自動扶梯配電箱的切非,此配電箱一般兼用出入口潛水泵配電,在火災(zāi)切非時切除出入口扶梯的回路,潛水泵回路不能切除,潛水泵除排除雨水外還兼用消防排水用。

    5)建議車站綜合控制室電源火災(zāi)時不切除

    地鐵車站綜合控制室兼用消防控制室是車站發(fā)生火災(zāi)時的救災(zāi)指揮中心,各系統(tǒng)的救災(zāi)模式指令均從這里發(fā)出,消防員通過廣播和CCTV等設(shè)備組織救災(zāi)工作。雖然系統(tǒng)配有UPS電源,但火災(zāi)時如將市電切除,所有系統(tǒng)均靠UPS供電,此時UPS電源用電容量集中,各系統(tǒng)對它的依賴性很大,一旦UPS電源或電池故障,將影響救災(zāi)工作。因此,建議車站綜合控制室電源火災(zāi)時不切除。

    通過以上切非方案簡單優(yōu)化,400V及動力照明系統(tǒng)與FAS系統(tǒng)接口清晰,使雙方系統(tǒng)均通過優(yōu)化更趨于合理。對FAS系統(tǒng)來說,通過優(yōu)化,減少了模塊(箱)的數(shù)量,降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度,同時提高了系統(tǒng)的可靠性; 400V及動力照明系統(tǒng)通過優(yōu)化,減少了元器件數(shù)量,降低系統(tǒng)設(shè)備的成本;對于運營來說,方便運營及后期維護。

    4. 結(jié)束語

    合理的消防聯(lián)動方案應(yīng)根據(jù)聯(lián)動對象的功能,在滅火和疏散過程中所起的作用確定,做到既滿足規(guī)范的要求,又最大限度的發(fā)揮火災(zāi)報警系統(tǒng)在防火滅火中的作用,同時又要不致因為它的動作引起火災(zāi)擴大或其它不良影響。即不能隨意擴大,也不能隨意縮小,真正達到自防自救的目的。

    (編自《電氣技術(shù)》,原文標題為“地鐵消防聯(lián)動切非方案芻議”,作者為何晶。)

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