地鐵車站非消防電源的切除分析

郭 莉

（廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

地鐵車站非消防電源的切除分析

郭 莉

（廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

現(xiàn)行國家相關(guān)設(shè)計規(guī)范對火災時非消防電源的切除提出了明確的規(guī)定，但對火災時切除非消防電源的目的、方式（手動方式或自動方式）及位置并未形成一致的要求。針對這些問題，進行較為深入的分析。明晰了火災時切除非消防電源的主要原則和目標，即：避免造成人員恐慌和二次事故；避免火災的進一步擴大；保證火災撲救人員的安全，避免造成觸電事故；在保證消防救災的前提下，盡量減小斷電范圍。最后，結(jié)合地鐵車站用電負荷及運營管理的特點，提出車站設(shè)備區(qū)、公共區(qū)發(fā)生火災時切除非消防電源的原則、方式及位置。

地鐵車站；火災；非消防電源切除；消防聯(lián)動

0 引言

地鐵工程一般采用難燃或不燃裝修材料，線纜采用阻燃或耐火型材料，地下部分采用低煙無鹵阻燃或耐火線纜，可大大降低地鐵車站發(fā)生火災的可能性。但是，地鐵大量的乘客及其攜帶的行李不可避免地存在可燃甚至易燃物品，特別是地鐵車站站臺、站廳公共區(qū)幾乎不間斷對公眾開放，樓扶梯下可能會有紙屑、煙頭等垃圾積累，車站公共區(qū)有小型的商鋪零售各種商品，都有可能發(fā)生火災，人為縱火等其他火災也是應該考慮的。地鐵車站一旦發(fā)生火災，排煙難度大，乘客疏散難度大，施救困難。因此，保障消防設(shè)備及應急照明供電是至關(guān)重要的。事實上，地鐵設(shè)計從供配電系統(tǒng)、設(shè)備材料選型等方面作了全面考慮，消防設(shè)備按一級負荷供電，應急照明按特別重要的負荷供電，消防設(shè)備、應急照明選用耐火線纜供電。火災確認后，立即啟動應急照明、消防聯(lián)動設(shè)備及滅火裝置，并考慮切除著火區(qū)域非消防電源。一方面，切除非消防電源，保證容量較大的消防設(shè)備供電，避免供配電系統(tǒng)超負荷運行；另一方面，切除非消防電源并非簡單地中斷所有非消防負荷的供電，而是要結(jié)合著火部位、負荷類型及特點，有序地切斷電源。切除非消防電源，還應考慮不同情形火災、火災誤報的可能性以及合理確定火災后恢復供電的操作方式。中斷地鐵供電，可能會引起乘客恐慌，造成踩踏事故，這種情況不可忽視。

文獻［1］對民用建筑切除非消防電源做了較為全面的闡述，并針對文獻［2］切除非消防電源位置不明確、自動切除方式欠合理等問題提出了自己的觀點。文獻［3］提出了火災時照明負荷不應立即切除，以避免造成人員恐慌及二次人為事故；切除非消防負荷應保證消防負荷的安全、可靠供電，避免火災時非消防負荷對消防負荷運行的影響。文獻［4］通過對火災時切除非消防電源的分析，提出了合理的非消防電源切除位置。文獻［1，3－4］的有關(guān)觀點和結(jié)論對地鐵車站非消防電源的切除具有借鑒作用。

本文結(jié)合地鐵車站用電負荷及運營管理的特點，按著火點位置、非消防電源類型等確定各類非消防電源的切除方式，重點分析車站設(shè)備區(qū)、公共區(qū)發(fā)生火災的情形。地鐵線路均采用封閉式管理，區(qū)間隧道不存在大量的可燃物，發(fā)生火災的概率較小，因此不作為本文的重點。列車車廂內(nèi)發(fā)生火災是一個較為復雜的問題，也未納入本文研究范圍。

1 有關(guān)設(shè)計規(guī)范條款及分析

有關(guān)設(shè)計規(guī)范對非消防電源的切除做出了規(guī)定，主要包括：文獻［5］第19.2.15條根據(jù)火災涉及區(qū)域，按供電配電范圍，消防控制設(shè)備應在配電室或變電所切斷相關(guān)區(qū)域非消防電源，接通應急照明燈和疏散標志燈電源，監(jiān)視工作狀態(tài)。第19.2.15條的對應條款解釋：地鐵低壓配電為放射式和樹干式2種。放射式配電變電所或火災點就地配電柜（箱）處切斷非消防電源，樹干式配電于火災點就地配電柜（箱）切斷非消防電源，在保證利于消防救災的前提下，盡量縮小斷電范圍。

文獻［6］第6.3.1.8條規(guī)定：消防控制室在確認火災后，應能切斷有關(guān)部位的非消防電源，并接通報警裝置及火災應急照明等和疏散標志燈。對應條款解釋：為了撲救方便，火災時切斷非消防電源是必要的。但是切斷非消防電源時應控制在一定范圍之內(nèi)。有關(guān)部位是指著火的那個分區(qū)或樓層，一旦著火，切斷本防火分區(qū)或樓層的非消防電源。切斷方式可以人工切斷，也可以自動切斷，切斷順序應考慮按樓層或防火分區(qū)的范圍，逐個實施，以減少斷電帶來的不必要的驚慌。

文獻［2］第13.4.9條規(guī)定：非消防電源及電梯的應急控制應符合下列規(guī)定：1）火災確認后，應在消防控制室自動切除相關(guān)區(qū)域的非消防電源；2）火災發(fā)生后，應根據(jù)火情強制所有電梯依次停于首層或電梯轉(zhuǎn)換層。除消防電梯外，應切斷客梯電源。

綜上所述，切除非消防電源應主要考慮以下幾個問題：避免造成人員恐慌；避免火災的進一步擴大；滿足火災撲救人員的安全，避免造成觸電事故；在保證利于消防救災的前提下，盡量縮小斷電范圍。

規(guī)范條款對切除非消防電源的位置及手/自動切除方式要求是不一致的，需要做進一步探討。

2 切除非消防電源難點分析

鑒于上述3個設(shè)計規(guī)范對切除非消防電源的方式要求不一致，軌道交通工程可結(jié)合工程實際，按著火點的位置及情形確定切除非消防電源的方式，不排除手動、自動方式。手動方式通過人工操作完成；自動方式通過軟件實現(xiàn)，即通過延時或邏輯判斷實現(xiàn)。

文獻［6］對切除非消防電源的部位并未明確，只是提出了按著火點分區(qū)或樓層切斷非消防電源。文獻［5］規(guī)定切除非消防電源與配電系統(tǒng)方式及火災點有關(guān)，基本明確了切除非消防電源的位置，見圖1。

圖1 切除非消防電源位置示意圖Fig.1 Positions of cutting-off of non-fire-fighting power supply

圖1中，n1，n2，n3，n4為回路編號，a，b，c，d，e，f，g為切除非消防電源位置或斷電分界面。n1為采用樹干式配電的回路。當火災點在配電柜（箱）附近，則應從就地配電柜（箱）切除非消防電源，斷電位置可以是a，b，c，e，f，g。由于規(guī)范并未對就地配電柜（箱）做解釋，考慮到可實施性，當?shù)谝环阑鸱謪^(qū)發(fā)生火災時，應從c處切斷電源；當?shù)诙阑鸱謪^(qū)發(fā)生火災時，應從g處切斷電源。n2為采用放射式供電的回路，則應從變電所或火災點就地配電柜（箱）切除非消防電源，即斷電位置可以是c或d。依此類推，n3回路斷電界面是g，n4回路斷電界面是g或d。

地鐵工程，大多采用放射式配電方式。因此，可以在環(huán)控電控室、照明配電室或設(shè)備就地配電柜（箱）切除非消防電源。也可以在變電所切除非消防電源。值得注意的是，就地配電柜（箱）切除非消防電源，就地配電柜（箱）的進線電纜是帶電的。地鐵工程較少采用樹干式配電方式，基本是一些與地鐵行車無關(guān)、與消防無關(guān)的三級負荷。

以下結(jié)合地鐵工程的具體情況進行分析。地鐵火災確認后，首先必須確定火災點或著火點，然后確定火災點就地配電柜（箱）。對于屬于同一防火分區(qū)的地鐵車站站廳、站臺公共區(qū)，當某一位置發(fā)生火災時，應切除車站公共區(qū)所有的非消防電源。切除位置可以是非消防負荷對應的變電所饋出回路或就地配電箱。

對于車站設(shè)備管理區(qū)，著火點可能是某個房間、走道、夾層，樓梯間等，應切除著火點樓層或防火分區(qū)內(nèi)的所有非消防電源。切除位置可以是非消防負荷對應的變電所饋出回路或就地配電箱。

地鐵工程主要設(shè)備材料均選用阻燃、難燃或不燃型材料，因此車站設(shè)備管理區(qū)某處發(fā)生火災時，一般情況下火勢發(fā)展相對較慢（不存在大量的易燃物質(zhì)）；另外，地鐵車站設(shè)置了火災自動報警系統(tǒng)，車站重要的電氣設(shè)備用房設(shè)置了自動滅火系統(tǒng)。車站設(shè)置自動滅火系統(tǒng)的房間主要有：綜合監(jiān)控設(shè)備室、信號設(shè)備室（含電源室）、通信設(shè)備室（含電源和PIDS室）、UPS整合室、屏蔽門設(shè)備室、環(huán)控電控室、變電所的0.4 kV開關(guān)柜室、直流開關(guān)柜室、整流變壓器、控制室、制動能量回饋裝置室等。當上述電氣用房內(nèi)發(fā)生電氣火災時，能及時報警，啟動防排煙設(shè)備及自動滅火設(shè)備，將火勢控制并撲滅。在這種情況下，一般不需要切除非消防電源（其前提是啟動消防聯(lián)動設(shè)備，變壓器不會過載）。

對于重要的電氣設(shè)備房以外的其他設(shè)備管理區(qū)，由于著火點火勢發(fā)展較慢、地鐵車站長期有通過專門訓練的人員值守，能有效地控制和撲救火災。因此，建議此種情況下按分區(qū)局部切斷非消防電源。必要時，才考慮按分區(qū)或樓層切斷所有非消防電源。地鐵公共區(qū)發(fā)生火災時，由于客流較大，火災危害較大。當火災確認后，應在不造成人員恐慌的前提下，切除防火分區(qū)的非消防電源。

3 車站非消防電源的切除方式分析

3.1 各類非消防電源切除方式

考慮到地鐵火災的復雜性，對于重要性較低的非消防電源，即三級負荷電源，可以自動或手動切除，切除位置一般在變電所低壓室、環(huán)控電控室或照明配電室。

考慮到火災確認后切除三級負荷并不會造成乘客的恐慌，也不會影響地鐵運營，因此建議采用自動切除方式。詳見圖2和圖3，切除位置在降壓變電所饋出回路下端。

火災確認后，工作照明負荷采用延時分區(qū)切除方式。延時切除主要是為了避免人員恐慌，可以自動切除或手動切除，即按防火分區(qū)切除。公共區(qū)火災只切除公共區(qū)工作照明，設(shè)備管理區(qū)火災只切除設(shè)備管理區(qū)工作照明。具體見表1。

圖2 車站照明配電系統(tǒng)示意圖Fig.2 Power distribution of lighting of Metro station

圖3 車站動力配電系統(tǒng)示意圖Fig.3 Power distribution of motor of Metro station

表1 車站火災切除照明負荷模式表Table 1 Lighting control modes in case of fire in Metro station

車站照明配電系統(tǒng)如圖2所示。廣告照明屬于三級負荷，自切位置在變電所饋出回路；其他非消防照明負荷按表1在照明總箱饋出回路切除。

考慮到自動扶梯的特殊性，自動扶梯電源采用就地停機的方式，避免遠程斷電造成人員恐慌或雙重傷害。自動扶梯就地斷電停機按鈕宜同時設(shè)置在自動扶梯的上部和下部。事實上，當自動扶梯設(shè)置了視頻監(jiān)視，也可以遠程切斷其電源，使扶梯停止運行。

由于排雨泵、排水泵、人防門、防淹門等都是防災設(shè)施，因此，發(fā)生火災時，建議不考慮切除其電源。

對于自動售檢票系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、PIDS系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)、屏蔽門電源等，雖然屬于非消防負荷，但作為地鐵的一級負荷，雙電源供電，且自帶UPS，因此，發(fā)生火災時切除其電源也不能中斷末端設(shè)備的供電，可考慮在UPS或設(shè)備自帶電池的下端切斷電源。當屏蔽門、民用通信、PIDS參與救災時，建議不考慮切除其電源。

車站通風空調(diào)設(shè)備在環(huán)控電控室集中配電和控制，所有設(shè)備是通過時間表和模式實現(xiàn)控制。當?shù)罔F火災確認后，只啟動火災模式，開啟相關(guān)的防排煙設(shè)備，與消防無關(guān)的設(shè)備都保持斷電狀態(tài)，即非消防電源處于切除狀態(tài)。對于通風空調(diào)二級負荷，也可以考慮在環(huán)控電控室設(shè)置總開關(guān)，統(tǒng)一切除其電源。

目前，設(shè)備管理區(qū)插座、區(qū)間維修電源、二級小動力等按二級負荷設(shè)計，火災確認后，可以采取自動或手動切除，可以考慮在變電所或照明配電室切斷電源。

作為非消防設(shè)施的電梯，火災確認后，停至首層（或地下一層）后再切斷電源。

3.2 控制接線方式

切除非消防電源主要包括以下幾種方式：

1）回路采用電動開關(guān)、智能斷路器或其他智能開關(guān)電器，可遠程接通或斷開回路；

2）回路設(shè)置接觸器、繼電器，通過控制接觸器、繼電器實現(xiàn)回路的接通和斷開，接觸器適用于電流較大的回路，繼電器適用于電流較小的回路；

3）回路斷路器選配分勵脫扣器，通過控制分勵脫扣器可以分斷回路，但不能遠程或自動恢復回路的接通。

4）回路設(shè)置手動開關(guān)，可以手動接通或斷開回路。

考慮到火災后易于恢復送電，建議采用1）、2）實施非消防電源的切除?？紤]到火災后需要人工確認恢復供電，可采用3）、4）實施非消防電源的切除。對于采用了智能化配電系統(tǒng)的地鐵工程，可利用智能配電系統(tǒng)實現(xiàn)非消防電源的切除和災后恢復供電，而不必額外增加其他設(shè)備和接口。

4 結(jié)論與討論

本文從分析有關(guān)規(guī)范條款入手，旨在明確地鐵車站發(fā)生火災時切除非消防電源的方案。地鐵工程大多位于地下，客流量大，且乘客為流動人員，因此，地鐵一旦發(fā)生火災，逃生困難，施救難度大?；馂拇_認后切除非消防電源是消防聯(lián)動的一個步驟，目的是輔助地鐵工作人員及消防人員安全撲救火災，避免撲救過程中發(fā)生觸電事故，避免火災范圍擴大，避免造成人員恐慌。地鐵火災確認后，宜自動切除三級負荷，其他非消防電源按防火分區(qū)切除，照明負荷電源宜延時自動切除，通風空調(diào)設(shè)備宜按模式實現(xiàn)非消防電源的切除或分斷二級負荷總開關(guān)切除，自動扶梯、電梯電源以就地切除為主，其他非消防負荷可以自動或手動切除。

（References）：

［1］ 樊海東.民用建筑非消防電源的切除［J］.現(xiàn)代建筑電氣，2011，2（4）：51－53.（FAN Haidong.Cut-off the nonfire power supply in civil building［J］.Modern Architecture Electric，2011，2（4）：51－53.（in Chinese））

［2］ 中國建筑東北設(shè)計研究院.JGJ 16—2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：194.

［3］ 陳富貴，唐燁.建筑物火災發(fā)生后非消防電源的切斷方式［J］.建筑電氣，2004，24（1）：29，35.

［4］ 楊威.談?wù)劵馂臅r切斷非消防電源的問題［J］.科技資訊，2011，9（8）：72.

［5］ 北京城建設(shè)計研究總院.GB 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2003：156，412.

［6］ 中華人民共和國公安部.GB 50116—1998火災自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，1999：14－15，69.

Analysis on Cutting-off of Non-fire-fighting Power Supply of Metro Stations

GUO Li
（Guangzhou Metro Design and Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，Guangdong，China）

In the current national design codes and standards，there are definite provisions for the cutting-off of the nonfire-fighting power supply，however，there are no specific provisions on the purposes，manners（manual cutting-off manner or automatic cutting-off manner）and positions of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply.In this article，analysis is made on the purposes，manners（manual cutting-off manner or automatic cutting-off manner）and positions of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply.The main principles and purposes of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply in case of fire are defined，i.e.，trying to avoid passenger chaos and secondary incident，trying to avoid further spread of the fire，trying to ensure the safety of the firefighters and trying to minimize the power cutting-off scope.Finally，the principles，manners and positions of the cutting-off of the non-fire-fighting power supply in case of fire occurring in the equipment area and public area of Metro stations are proposed on basis of the features of the power load and operation management of Metro stations.

Metro station；fire disaster；cutting-off of non-fire-fighting power supply；fire-fighting coordination

10.3973/j.issn.1672－741X.2014.04.002

U 45

A

1672－741X（2014）04－0298－05

2013－11－30；

2014－02－14

郭莉（1965—），女，湖南益陽人，1991年畢業(yè)于西安礦業(yè)學院，電力傳動及其自動化專業(yè)，碩士，高級工程師，主要從事供配電設(shè)計工作。