吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器在地鐵主變電所內(nèi)的應(yīng)用

晁偉

摘要：地鐵主變電所原有的紅外對(duì)射探測(cè)器誤報(bào)率高，維護(hù)可達(dá)性低，通過(guò)吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器改造，有效解決了高大建筑探測(cè)器維護(hù)困難的問(wèn)題，也保證了變壓器的防火安全。

關(guān)鍵詞：地鐵; 主變電所; 高大建筑; 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-2013）中對(duì)各類點(diǎn)型和線型火災(zāi)探測(cè)器的選擇作出了原則性規(guī)定，但在某些防火要求高，需要對(duì)火警初期作出快速反應(yīng)且維護(hù)困難不適合使用點(diǎn)型和線型火災(zāi)探測(cè)器的特殊場(chǎng)所，如何進(jìn)行火警探測(cè)，則需要在認(rèn)真分析保護(hù)對(duì)象具體特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)《報(bào)警規(guī)范》的基本精神和原則，必要時(shí)借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，才可提出具體可行的設(shè)計(jì)方案。本文結(jié)合某地鐵變電所火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，介紹吸氣式感煙探測(cè)器在變電所類高大建筑內(nèi)的應(yīng)用。

1 ? 地鐵變電所火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)存在的問(wèn)題

某地鐵公司主變電所四個(gè)110kv主變壓器室內(nèi)原有8臺(tái)紅外對(duì)射探測(cè)器，安裝高度達(dá)到15米左右，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)維修平臺(tái)，且無(wú)爬梯。根據(jù)老線設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，隨著房屋結(jié)構(gòu)局部下沉，會(huì)導(dǎo)致紅外對(duì)射探測(cè)器對(duì)位發(fā)生偏差，繼而產(chǎn)生誤報(bào)等故障。技術(shù)人員在排除故障時(shí)，需等高壓專業(yè)在不影響行車的前提下，將主變壓器進(jìn)行停電，這使得故障處理等待時(shí)間較長(zhǎng)。同時(shí)設(shè)備安裝高達(dá)15米，而主變壓器室房間門較小，現(xiàn)場(chǎng)空間也有限，無(wú)法使用登高平臺(tái)進(jìn)行作業(yè)，需要通過(guò)人工搭設(shè)腳手架的形式登高作業(yè)，施工準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，一方面對(duì)地鐵的正常運(yùn)行影響較大，另一方面高空作業(yè)也存在較大的安全隱患?；谝陨暇S護(hù)不便、故障排除困難等因素的考慮，需要通過(guò)改造加以解決。

2 ? 火災(zāi)探測(cè)器的對(duì)比選型

為了確定最優(yōu)的改造方案，在對(duì)目前普遍使用的點(diǎn)型煙感火災(zāi)探測(cè)器、紅外對(duì)射火災(zāi)探測(cè)器、吸氣式感煙探測(cè)器三種火災(zāi)探測(cè)器進(jìn)行對(duì)比后（詳見(jiàn)表1），發(fā)現(xiàn)吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器能夠較好的解決維護(hù)困難、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)影響大的問(wèn)題，同時(shí)后期維護(hù)成本較低，相較其他類型的火災(zāi)探測(cè)器來(lái)說(shuō)，更適合變電所這種高大建筑的火災(zāi)預(yù)警。

3 ? 吸氣式感煙探測(cè)器簡(jiǎn)介

3.1 ?工作原理

吸氣式感煙探測(cè)器又稱極早期空氣采樣感煙探測(cè)器，20世紀(jì)70年代中期由澳大利亞首創(chuàng)，由吸氣泵、過(guò)濾器、激光探測(cè)腔、控制電路、顯示電路等組成，配置空氣采樣管網(wǎng)使用。其工作原理如圖1所示。

吸氣泵通過(guò)采樣管網(wǎng)，從被保護(hù)區(qū)內(nèi)連續(xù)采集空氣樣品，經(jīng)過(guò)濾器組件濾去灰塵顆粒后送入激光探測(cè)腔，探測(cè)腔有一個(gè)穩(wěn)定的激光光源和陣列式光接收器。煙霧粒子使激光發(fā)生散射，煙霧濃度越高，接收器接收到的散射光越強(qiáng)，接收器根據(jù)散射光的強(qiáng)弱將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號(hào)后輸入控制電路，電信號(hào)經(jīng)處理轉(zhuǎn)換成煙霧濃度顯示，并與設(shè)定的報(bào)警閾值比對(duì)后發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

吸氣式感煙探測(cè)器的靈敏度按其響應(yīng)閾值（用遮光率M表示）可分為三級(jí)：

高靈敏：M≤0.8%obs/m;

靈敏：0.8%obs/m<M2.0%obs/m;

普通：M>2.0%obs/m。

吸氣式感煙探測(cè)器的報(bào)警有四級(jí)：預(yù)警、行動(dòng)、火警1、火警2

3.2 ?主要性能特點(diǎn)

（1）采用激光前向散射技術(shù)，可以達(dá)到極高的探測(cè)靈敏度，實(shí)現(xiàn)極早期報(bào)警。

（2）多級(jí)灰塵過(guò)濾，可自動(dòng)識(shí)別灰塵顆粒與煙霧顆粒，不會(huì)因灰塵的影響產(chǎn)生誤報(bào)，極大地降低了誤報(bào)率。

（3）可以持續(xù)依據(jù)當(dāng)時(shí)環(huán)境狀態(tài)調(diào)整適當(dāng)?shù)膱?bào)警閾值，從而解決了高靈敏度可能出現(xiàn)的誤報(bào)問(wèn)題。

（4）通過(guò)吸氣泵主動(dòng)抽氣取樣，特別適合在強(qiáng)氣流場(chǎng)所使用，例如在空調(diào)回風(fēng)口處取樣。

（5）通過(guò)采樣管網(wǎng)取樣，采樣管網(wǎng)可以根據(jù)建筑空間靈活布置。

3.3 ?適用場(chǎng)所

除了普通感煙探測(cè)器適用的范圍，吸氣式感煙探測(cè)器還特別適用于以下場(chǎng)所：

（1）點(diǎn)型感煙探測(cè)器不適合的高大空間或有特殊要求的場(chǎng)所。

（2）需要進(jìn)行極早期火災(zāi)探測(cè)的重要場(chǎng)所。

（3）需要進(jìn)行隱蔽探測(cè)的場(chǎng)所。

（4）人員不宜進(jìn)入或維護(hù)不便的場(chǎng)所。

（5）低溫場(chǎng)所。

（6）具有較強(qiáng)的電磁輻射容易引起其他探測(cè)器誤報(bào)的場(chǎng)所。

4 ? 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置與施工

地鐵公司主變電所四個(gè)110kv主變壓器室通過(guò)設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置4臺(tái)4管吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器，并基于以下原則（詳見(jiàn)圖2）：

（1）一個(gè)探測(cè)單元的采樣管總長(zhǎng)不宜超過(guò)200m，單管長(zhǎng)度不宜超過(guò)l00rn，同一根采樣管不應(yīng)穿越防火分區(qū)。采樣孔總數(shù)不宜超過(guò)100個(gè)，單管上的采樣孔數(shù)量不宜超過(guò)25個(gè)。

（2）探測(cè)區(qū)域不跨越防火分區(qū)，有過(guò)梁、空間支架的建筑中，采樣管路固定在過(guò)梁、空間支架上。

（3）每個(gè)采樣孔覆蓋的區(qū)域?yàn)?5m2，采樣孔間距為3.5m。

（4）采樣孔的開(kāi)口方向垂直面對(duì)氣流及煙霧運(yùn)動(dòng)方向。

（5）最大允許煙霧傳輸時(shí)間不大于120s，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間不大于60s。

（6）采樣管使用難燃ABS塑料管敷設(shè)。

在現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)時(shí)，由于高度較高，由施工方現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)腳手架，在確保不影響變壓器使用以及自身安全前提下，允許腳手架在現(xiàn)場(chǎng)保留，施工首先拆除原紅外對(duì)射感煙探測(cè)器及管線等原有設(shè)備，并移交給建設(shè)方;施工方按照?qǐng)D紙完成該項(xiàng)目所有設(shè)備、管線吸氣式感煙探測(cè)器的安裝及調(diào)試，設(shè)備安裝在進(jìn)門側(cè)墻壁上便于維護(hù)。

后續(xù)利用模塊、繼電器將每個(gè)吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的預(yù)警、火警、故障等重要信號(hào)送給FAS系統(tǒng)，并完成原FAS系統(tǒng)中FAS主機(jī)、FAS圖形工作站等設(shè)備有關(guān)內(nèi)容的編程及修改，使其也能夠正常監(jiān)測(cè)并顯示新增點(diǎn)位信息的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)車站級(jí)報(bào)警主機(jī)及控制中心、工作站報(bào)警主機(jī)及圖形工作站吸氣式報(bào)警系統(tǒng)對(duì)應(yīng)信號(hào)的顯示。

由于變電所天花板下約50cm處有通風(fēng)百葉窗，煙氣在未達(dá)天花板時(shí)即由百葉窗溢出，在施工中特地將空氣采樣管通過(guò)鋼絲繩懸掛至百葉窗下沿，保證煙氣探測(cè)的及時(shí)性，現(xiàn)場(chǎng)施工完工后，施工方申報(bào)驗(yàn)收，現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)驗(yàn)收規(guī)范對(duì)安裝情況和工程量進(jìn)行核定后，采取煙餅放煙模擬火災(zāi)，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器及時(shí)發(fā)出報(bào)警，項(xiàng)目順利通過(guò)驗(yàn)收。

5 ? 結(jié)語(yǔ)

吸氣式感煙探測(cè)器投用后，探測(cè)器主機(jī)安裝在進(jìn)門側(cè)墻壁上，維護(hù)在主機(jī)處進(jìn)行巡檢和吹掃作業(yè)，即可實(shí)現(xiàn)日常檢修和故障處理，無(wú)需等待主變壓器停電，極大地保護(hù)了人員維修安全，另外吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器無(wú)需頻繁檢查及維護(hù)，減少了維保的工作量，也降低了系統(tǒng)在生命周期內(nèi)的維護(hù)成本，本次改造完全達(dá)到預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)：

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