大型鐵路車輛基地火災(zāi)自動報警系統(tǒng)特殊設(shè)計

張文芳 王凱杰

張文芳:鐵道第三勘察設(shè)計院電化電信處 工程師 300251天津

王凱杰:鐵道第三勘察設(shè)計院電化電信處 高級工程師 300251天津

大功率機車檢修基地、客運專線綜合維修基地、動車檢修基地 (簡稱檢修基地)是高速列車的“體檢中心”，是保障高速列車安全、穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著和諧型大功率機車檢修、快速客運鐵路基礎(chǔ)設(shè)施綜合養(yǎng)護維修、動車組3～5級檢修的重大任務(wù)。檢修基地具有建筑物種類多，地點分散，大型重要生產(chǎn)廠房、庫房較多的特點，其火災(zāi)自動報警系統(tǒng) (簡稱系統(tǒng))設(shè)計與鐵路站房或民用建筑既有系統(tǒng)設(shè)計有很大區(qū)別，具有一定的特殊性和復(fù)雜性。

1 消防管理體制

檢修基地管理人員少、建筑分散，許多大型庫房無24 h值班人員。為了保證及時處理災(zāi)害狀況，減少火災(zāi)損失，系統(tǒng)設(shè)計采用集中監(jiān)控方案，如圖1所示。將基地綜合辦公樓的消防控制室作為基地的消防監(jiān)控指揮中心，實時對全基地范圍內(nèi)火災(zāi)進行監(jiān)測，以及對相關(guān)消防設(shè)施聯(lián)動控制，同時消防控制中心向部綜合調(diào)度中心及市內(nèi)相關(guān)消防部門上報災(zāi)情信息。

圖1 集中監(jiān)控方案示意圖

基地消防控制中心設(shè)置有火災(zāi)報警主控制器、系統(tǒng)監(jiān)控工作站、消防聯(lián)動控制盤、消防專用電話總機、火警119電話等設(shè)備;主要建筑及庫房的值班室配置區(qū)域型火災(zāi)報警控制器;各建筑的區(qū)域型火災(zāi)報警控制器與主控制器之間組成光纖環(huán)網(wǎng)。

2 大型檢修庫房火災(zāi)探測器的選擇

檢查庫、檢修庫等大型庫房庫區(qū)面積大、凈空高，為火災(zāi)自動報警一級保護對象。庫房邊跨的各辦公房屋、公共區(qū)域設(shè)置常規(guī)的感煙探測器。庫房的開敞區(qū)域為重點保護區(qū)域，火災(zāi)探測器的設(shè)置宜采用復(fù)合式探測方案:凈空高于12 m的庫區(qū)采用吸氣式煙霧探測火災(zāi)報警系統(tǒng)，可對煙霧進行極早期探測，同時采用圖像型感火焰探測系統(tǒng)進行定位探測，配合暖通專業(yè)設(shè)置的消防炮實現(xiàn)滅火功能。

吸氣式煙霧探測火災(zāi)報警系統(tǒng)，由消防控制室的吸氣式火災(zāi)報警監(jiān)控工作站、現(xiàn)場的吸氣式感煙探測主機及空氣采樣管網(wǎng)組成。通過分布在探測區(qū)域采樣管網(wǎng)上的采樣孔，將空氣樣品抽吸到探測報警器內(nèi)進行分析，并在監(jiān)控工作站上實時顯示保護區(qū)域的煙霧濃度和報警、故障狀態(tài)。吸氣式煙霧探測器通過專用信號總線與消防控制室的吸氣式火災(zāi)報警監(jiān)控工作站連接，同時通過監(jiān)視模塊連接至集中火災(zāi)自動報警系統(tǒng)信號總線上。

圖像型火災(zāi)探測系統(tǒng)，包括設(shè)置于消防控制室的信息處理主機、防火并行處理器、視頻切換、控制設(shè)備、電視墻，以及設(shè)置于庫區(qū)現(xiàn)場的圖像型探測器、現(xiàn)場電源等。圖像型探測器設(shè)置于現(xiàn)場，在探測方式上屬于感火焰型火災(zāi)探測器，由紅外攝像機、彩色攝像機組成，可將采集到的紅外視頻圖像信號、彩色視頻圖像信號傳送給信息處理主機，將火災(zāi)探測和圖像監(jiān)控有機結(jié)合，同時獲取現(xiàn)場火災(zāi)和圖像信息。圖像型火災(zāi)探測系統(tǒng)通過監(jiān)視模塊與集中火災(zāi)報警控制器連接。

3 消火栓遠程啟泵

消火栓泵一般采用集中設(shè)置方式，各建筑內(nèi)的消火栓按鈕均需接入消火栓泵控制柜，遇火災(zāi)時能夠?qū)崿F(xiàn)遠程啟泵功能。消防控制室內(nèi)的手動控制盤設(shè)手動啟泵按鈕，采用硬線方式將水泵控制柜連接至消火栓泵，實現(xiàn)直啟功能。

消火栓啟泵按鈕工作電壓一般為DC 24V，如果建筑物間距離過遠，串接的消火栓啟泵控制電纜距離過長，電壓損耗較大，通過控制電纜直接啟泵的功能可能無法保證。按照《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB-50186-98)第6.3.2條，及《消防聯(lián)動控制系統(tǒng)》 (GB16806-2006)4.12.1.2的規(guī)定，要求消防控制室應(yīng)顯示啟泵按鈕的位置，并沒有強制消火栓具有直接啟泵按鈕。為了保證消火栓按鈕按下后的啟泵功能，設(shè)計了消火栓按鈕直接啟泵、消防聯(lián)動控制啟泵及消防控制室手動直接啟動3種啟泵方式。當(dāng)消火栓按鈕按下后，如消火栓按鈕無法啟泵，則報警信號通過回路線傳至集中火災(zāi)報警控制器，由集中火災(zāi)報警控制器自動聯(lián)動啟動消火栓泵，緊急情況下還可通過手動控制盤的緊急按鈕直啟。消防泵消火栓啟泵原理如圖2所示。

4 消防電話系統(tǒng)特殊設(shè)計

圖2 消防泵消火栓啟泵原理

檢修基地設(shè)置消防專用電話系統(tǒng)，采用總線制專用電話，由設(shè)置于基地綜合辦公樓消防控制室的消防電話總機、設(shè)置于現(xiàn)場 (包括各類檢修庫等生產(chǎn)建筑的值班室、消防泵房等處)的消防專用電話分機及電話插孔構(gòu)成。在消防控制室設(shè)置用于“119”火災(zāi)報警的外線電話。

如果檢修基地建筑分散，各建筑之間距離較遠，建筑內(nèi)電話分機至綜合辦公樓消防控制室的消防電話總機距離過長 (超過1500 m)，不滿足消防電話線纜的傳輸距離，這種情況下需要在庫區(qū)中間位置 (滿足消防電話線纜傳輸距離)，且有消防控制室的建筑內(nèi)增設(shè)一部消防電話總機。具體設(shè)置方法為:在該建筑內(nèi)的消防值班室設(shè)置消防電話分機與綜合辦公樓消防控制室的總機A相連，再增設(shè)一臺消防電話總機B與遠端幾個建筑的消防電話分機相連;當(dāng)遠端建筑采用消防電話分機向消防電話總機B報警后，值班員再通過該房間內(nèi)的消防電話分機向綜合辦公樓消防控制室的消防電話總機A報警，通過人工操作實現(xiàn)遠距離消防電話分機向電話總機報警的功能。消防電話網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

圖3 消防電話網(wǎng)絡(luò)

5 接觸網(wǎng)壓開關(guān)控制設(shè)計

在檢查庫、檢修庫等庫內(nèi)設(shè)有接觸網(wǎng)，其電力網(wǎng)壓開關(guān)設(shè)置在庫前或庫后?；馂?zāi)情況下，為保證人員和電力系統(tǒng)設(shè)備安全，需切斷高壓接觸網(wǎng)電源。為避免非正常因素導(dǎo)致接觸網(wǎng)27.5 kV高壓短路電流對現(xiàn)場設(shè)備的危險影響，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)需采取加強方案。

1．系統(tǒng)構(gòu)成方案。庫門內(nèi)側(cè)設(shè)置集中模塊箱，內(nèi)配控制模塊、監(jiān)視模塊、中間繼電器及隔離變壓器。控制模塊和監(jiān)視模塊通過獨立的信號總線連接至系統(tǒng)主機，并經(jīng)中間繼電器、隔離變壓器與室外接觸網(wǎng)桿操縱機構(gòu)控制箱接口，對接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的分閘控制和反饋信號進行回采。消防控制室內(nèi)系統(tǒng)主機增設(shè)1塊專用回路板，僅接入接觸網(wǎng)隔離開關(guān)控制/監(jiān)視模塊信號總線。配置1塊聯(lián)動控制盤，實現(xiàn)火警情況下，遠程人工控制切斷接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的功能。

2．接口及傳輸電路方案。系統(tǒng)與接觸網(wǎng)隔離開關(guān)分閘控制電路之間，采用干接點接口及光纜傳輸，點對點配置一對干接點光電轉(zhuǎn)換器，其中近端 (靠近機房側(cè))光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置于庫門內(nèi)側(cè)的模塊箱內(nèi)，遠端 (靠近接觸網(wǎng)桿側(cè))設(shè)置于距離模塊箱有一定距離(間距不小于1 m，光纜長度不小于5 m)的另一個傳輸接口箱內(nèi)。近端、遠端光電轉(zhuǎn)換器之間通過室內(nèi)多模光纜互連，實現(xiàn)控制干節(jié)點信號、回采輔助干接點信號的“電—光—電”轉(zhuǎn)換及傳輸。近端光電轉(zhuǎn)換器由系統(tǒng)的24 V電源供電，遠端光電轉(zhuǎn)換器需獨立設(shè)置雙路AC 220 V電源供電 (不利用系統(tǒng)電源)。接觸網(wǎng)開關(guān)接口原理如圖4所示。

火警情況下，系統(tǒng)主機向控制模塊輸出控制信號，控制模塊通過“電—光—電”轉(zhuǎn)換，將控制信號傳至接觸網(wǎng)桿操縱機構(gòu)控制箱隔離開關(guān)，實現(xiàn)AC 220V分閘控制。接觸網(wǎng)隔離開關(guān)分閘信號通過“電—光—電”轉(zhuǎn)換，傳至監(jiān)視模塊，由監(jiān)視模塊向火災(zāi)自動報警系統(tǒng)輸出分閘狀態(tài)信號。電纜引入傳輸接口箱處設(shè)置電涌保護器，以防因外界干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓，起到一定的電涌防護作用。

6 結(jié)論

對大功率機車檢修基地、客運專線綜合維修基地、動車檢修基地等大型鐵路車輛基地的火災(zāi)報警設(shè)計特殊性及難點進行分析，介紹火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在鐵路車輛基地的設(shè)計方案，為大型鐵路車輛基地火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計提供參考和借鑒。

圖4 接觸網(wǎng)開關(guān)接口原理

［1］ 中華人民共和國鐵道部．GB50116－1998火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］ .1998．

［2］ 鐵道第三勘察設(shè)計院.北京動車段工程施工圖防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)施工圖設(shè)計［R］ .2008.