空氣采樣早期煙霧探測在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

+郭建明

摘要：現(xiàn)代化的電力設(shè)施對設(shè)備精度的要求越來越高，對防火的要求也在不斷提高，傳統(tǒng)的防火系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的發(fā)展，先進的早期煙霧探測系統(tǒng)的應(yīng)用已成為必然趨勢。通過對空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的性能和工作原理進行分析，重點討論了該系統(tǒng)在配電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)預(yù)警；配電系統(tǒng)；感煙探測；應(yīng)用

中圖分類號：TM764文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）09－0052－02

1空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的工作原理

從目前情況來看，空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)在火災(zāi)預(yù)警方面的技術(shù)比較成熟。該系統(tǒng)的工作原理是利用光散射技術(shù)對預(yù)警空間的煙霧粒子進行有效探測。具體過程是先對預(yù)警空間進行管網(wǎng)鋪設(shè)，然后啟動抽氣泵進行工作，在管網(wǎng)中形成穩(wěn)定的氣流，通過預(yù)設(shè)在管網(wǎng)上的氣孔進行空氣樣本采集。同時，對采集到的樣本進行過濾，去除較大的灰塵顆粒，并輸送到測量室進行檢測。在測量室內(nèi)，由傳感器作用在穿過測量室的反射鏡中心孔上，并接受激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光光束照射。如果采集的空氣樣本中含有煙離子，激光光束會因為受到煙離子的作用而向前散射，經(jīng)前方設(shè)置的反光鏡反射至激光接受器。經(jīng)過系統(tǒng)對散射光信號脈沖數(shù)的對比測算，得出采集樣本中的煙離子量。如果這一數(shù)值高于設(shè)定的報警閥值，則探測系統(tǒng)會在監(jiān)測顯示器上顯示出與之對應(yīng)的不同級別的報警信號。

2火災(zāi)特征和防火意義

2.1配電系統(tǒng)的火災(zāi)特征

配電系統(tǒng)易燃物品數(shù)量大、種類多。由于輸、配電技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代配電系統(tǒng)配置了大量高精度的設(shè)備、儀器以及與這些設(shè)備、儀器相連接的各種線纜。這些設(shè)備的外殼和外套都是易燃材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。

配電系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的原因復(fù)雜，危害多樣。例如，配電室內(nèi)的火災(zāi)可能由多種原因引發(fā)：①配電室的電力系統(tǒng)包括電源、電池、備用電機供電線路故障等；②配電室的空調(diào)照明系統(tǒng)故障；③電力設(shè)備內(nèi)部線路故障。一旦發(fā)生火災(zāi)，由于這些特殊材料燃燒時產(chǎn)生的腐蝕性氣體，會對設(shè)備造成永久性損害。

在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中，空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用給火災(zāi)預(yù)警帶來很大的困難。由于現(xiàn)代配電系統(tǒng)對環(huán)境的要求十分嚴格，所以，空調(diào)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。由于空調(diào)系統(tǒng)的連續(xù)運行，使得煙霧濃度被稀釋，不易達到傳統(tǒng)探測系統(tǒng)的報警閾值。同時，當火災(zāi)發(fā)生時往往無法準確報告火源的位置。

2.2配電系統(tǒng)防范火災(zāi)的重要意義

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，電力設(shè)施已經(jīng)成為最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，與我們的生活和工作息息相關(guān)。如果一些關(guān)乎國民經(jīng)濟的關(guān)鍵部門和關(guān)乎民生的關(guān)鍵行業(yè)發(fā)生電力中斷事故，帶來的損失將是難以估量的。同時，由于電力設(shè)備的科技含量越來越高，其價值也越來越高，一旦發(fā)生火災(zāi)，電力設(shè)備損毀造成的損失是十分嚴重的。因此，對電力設(shè)施尤其是易發(fā)生火災(zāi)的配電系統(tǒng)進行火災(zāi)防范是十分重要的。

3基于VESDA煙霧探測系統(tǒng)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1先進性和優(yōu)越性

3.1.1高靈敏度和高可靠性

由于采用了現(xiàn)代科學技術(shù)成果和精確的數(shù)值計算預(yù)報方

對電力系統(tǒng)負荷、季節(jié)氣候和電力設(shè)備檢修情況，調(diào)度人員要有較高的專業(yè)素質(zhì)，并做好事故預(yù)防措施，這樣能夠提高對安全風險的控制能力。另外，電力調(diào)度人員還需要做好安全事故信息的收集工作，熟悉電力系統(tǒng)的運行模式和事故發(fā)生時的天氣狀況，對基礎(chǔ)信息進行有效分析，進一步得出造成事故發(fā)生的條件，同時要對電力調(diào)度設(shè)備、安全裝置動作情況加強保護力度，這對鑒定人員分析事故現(xiàn)場有很大的幫助，從而找出事故發(fā)生的原因。以上這些都是電力調(diào)度人員必須要學的知識，通過分析數(shù)據(jù)來獲得經(jīng)驗，從而對電力調(diào)度中的安全風險進行更為有效的控制。

4結(jié)束語

對電力調(diào)度安全風險的控制來說，要想增強安全事故的處理能力，就要結(jié)合現(xiàn)在所掌握的信息對事故進行分析。電力調(diào)度工作的重點是將設(shè)備監(jiān)控和電網(wǎng)調(diào)度整合在一起，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)調(diào)控一體化管理。調(diào)控一體化的主要職能是有效增強電網(wǎng)的監(jiān)控職責，另外，在電網(wǎng)信息上要改變以往信息被動者的形勢，成為信息觀測者。與以往相比，電網(wǎng)調(diào)度安全運行在很大程度上提高了要求。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕

Control in the Power Regulation on Security Risks and Countermeasures

Lin Xiaoming, Lan Youren

Abstract: Through the power of regulating the safety of malpractice and risk factors were analyzed and discussed, and effective countermeasures. This has great practical significance to the safe operation of grid scheduling.

Key words: power scheduling; safety risks; control; measures

法，使這種探測系統(tǒng)比傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)在精度上提高了1 000倍以上。此外，這一系統(tǒng)采用的是不同于以往的被動接受煙霧的形式，而是采用主動取樣探測的方式，這些都使系統(tǒng)的靈敏度得到了極大的提高，因此，系統(tǒng)的誤報率幾乎為零，做到了預(yù)警結(jié)果的準確、可靠。

VESDA煙霧探測器具有極高的靈敏度，并且可以根據(jù)實際情況進行精度調(diào)節(jié)。在配電室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時能及時發(fā)現(xiàn)、準確預(yù)報，甚至是電纜層間的電纜由于線纜過載造成的外皮軟化產(chǎn)生的微小煙霧也能夠被VESDA煙霧探測器及時捕捉到?；赩ESDA的煙霧探測系統(tǒng)一般采用四級報警模式，不同級別的報警閾值可以根據(jù)用戶環(huán)境的不同靈活設(shè)置。由于分級設(shè)置和系統(tǒng)探測的高靈敏度，當有火情發(fā)生時，在沒有可見煙出現(xiàn)之前就可以進行早期預(yù)警，為及時處置火災(zāi)贏得了寶貴的時間，從而能夠最大限度地保護電力設(shè)備和電力中斷給用戶帶來的影響。因此，相比傳統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)起擁有巨大的優(yōu)勢。

3.1.2自動化和智能化

VESDA空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的自動化和智能化水平得到了極大提升，主要體現(xiàn)在以下三個方面：①自動調(diào)節(jié)功能。這一探測系統(tǒng)能夠根據(jù)所處的不同環(huán)境進行精度的自我調(diào)節(jié)，根據(jù)采集到的不同環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)探測的靈敏度，以達到不同用戶對探測精確度的要求，從而達到良好的探測效果。②系統(tǒng)可以進行自動比較?？諝獠蓸訜熿F探測系統(tǒng)有延時報警功能，如果檢測數(shù)值突然超過報警數(shù)值，可以進行延時報警，當監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定時再發(fā)出警報，從而降低環(huán)境突變造成誤報的情況。③VESDA煙霧探測器的探測方式為主動空氣采樣探測，即采用氣泵連續(xù)不斷地把監(jiān)測區(qū)的空氣進行抽樣，并輸送到檢測室進行檢測。這種方式的優(yōu)點在于系統(tǒng)的探測結(jié)果和時間不受探測空間氣流的影響，特別適合于配電室這種有空調(diào)的地方使用。

3.2基于VESDA煙霧探測系統(tǒng)的安裝方式

采樣管網(wǎng)一般采用阻燃管，采樣孔打在阻燃管上，管路安裝形式十分靈活?；赩ESDA煙霧探測器的空氣采樣探測系統(tǒng)的安裝形式可分為以下三類。

3.2.1標準采樣方式

探測管網(wǎng)安裝最基本的方式是標準采樣方法。這種采樣方法可應(yīng)用于配電室內(nèi)的吊頂、地板、機柜內(nèi)、機柜上和電纜槽內(nèi)，現(xiàn)主要介紹以下三種采樣方式：①配電室天花板下普通采樣。采樣傳輸管直接安裝在天花板下，采樣管和吊頂之間保持20～80 mm，最大間距為9 m。②室內(nèi)天花板下懸掛式采樣。這種方式適用于配電室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)運行時室內(nèi)空氣大量流動的情況下。由于室內(nèi)的空氣流動形成了獨立的氣流層，它阻礙了空氣對流，煙霧不易到達天花板上的采樣點，因此，采樣管必須安裝在煙霧能夠到達的地方。③地板下采樣。電纜層間常采用這種安裝方式。將采樣管固定在地面或支柱上，常用于監(jiān)視地板下有大量電纜的場所。

3.2.2毛細管采樣方式

這種采樣方法具有靈活性和隱蔽性，因此，它能夠伸入設(shè)備內(nèi)部采樣。這種方式的采樣孔一般設(shè)在毛細管的末端，孔徑2 mm左右，此種毛細管采樣主要有以下幾種形式：①毛細管機柜內(nèi)采樣。這樣做的目的是為了保護配電機柜內(nèi)的各種設(shè)備，對機柜內(nèi)的各種設(shè)備因過熱而產(chǎn)生的煙霧提供最早的警報。由于這種方式采樣的空間狹小，因此，要在機柜內(nèi)進行。②將采樣主管埋設(shè)在配電室地板下，毛細管在設(shè)備后部穿過并懸掛在機柜上方進行采樣。這種設(shè)計方式可以充分照顧到室內(nèi)的美觀。③在配電室天花板下進行采樣時，將采樣主管埋設(shè)在天花板內(nèi)，各個采樣點再用毛細管與主采樣管連接，這樣既可以節(jié)省室內(nèi)空間，又可以達到美觀的效果。

3.2.3回風采樣方式

如果配電室的空氣流速較大，可以在空調(diào)或其他通風設(shè)備的回風口處布設(shè)采樣管。因為在室內(nèi)空氣流通過程中，空氣會由回風口返回，在這個位置布設(shè)采樣管網(wǎng)就能夠?qū)φ麄€配電室內(nèi)的煙霧變化進行探測。

由于這種采樣方式比較復(fù)雜，因此，只適用于空氣流速較大的室內(nèi)環(huán)境中。這種方式的好處是投入較低而保護面積較大。采樣孔可以根據(jù)回風口的寬度進行設(shè)置，一般5～8個即可。此外，還可以在回風口的柵板前方90～150 mm處設(shè)置采樣管，并在氣流方向設(shè)置采樣點。

4應(yīng)用

某鞋廠用電容量為16 000 kVA，由于制鞋生產(chǎn)線上要保持恒溫狀態(tài)，所以用電負荷很大。供電方式是由兩路10 kV電源供8臺2 000 kVA變壓器；2個低壓主配電房分別由四路變壓器進線和三個母聯(lián)連接成系統(tǒng)，發(fā)電機電源是由4臺800 kVA發(fā)電機組并機供電，輸出到22個車間配電房。采用毛細管機柜內(nèi)采樣方式安裝配置并入到自動監(jiān)控系統(tǒng)，安裝費用成本為10多萬元。由于該廠部分車間生產(chǎn)任務(wù)重，偶然會超負荷用電，造成柜內(nèi)過熱會產(chǎn)生煙霧，VESDA煙霧探測器通過開放Modbus協(xié)議傳輸信號給監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控可以及時將安全隱患排除，避免鞋廠電力設(shè)備損壞和停產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失。

5結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備的先進性不斷提高，設(shè)備的價格也越來越高。同時，全社會對供電連續(xù)性和穩(wěn)定性的要求也越來越高。因此，電力設(shè)施尤其是配電系統(tǒng)對火災(zāi)預(yù)警的要求也在不斷提高，傳統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足要求?？諝獠蓸訜熿F探測技術(shù)在配電系統(tǒng)的普及、應(yīng)用是必然的發(fā)展趨勢。本文對這一系統(tǒng)的工作原理、先進性和在配電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進行了簡要分析，希望對提高電力設(shè)施配電系統(tǒng)的火災(zāi)預(yù)警水平有所幫助。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕

Early Air Sampling Smoke Detection in Distribution System

Guo Jianming

Abstract: The modern power facilities on the increasingly high demand for precision equipment, fire safety requirements are also rising, the traditional fire protection systems can not adapt to modern development, the application of advanced early warning smoke detection system has become an inevitable trend. Through the performance and working principle of air sampling smoke detection system is analyzed, focusing on the specific application of the system in the distribution system.

Key words: fire alarm; distribution system; smoke detection; application