復合型電氣火災監控系統在天津西站交通樞紐市政配套工程中的應用

　　20世紀90年代末，國內外一些重要工程開始采用漏電保護，用來作為電氣設備漏電的人身安全防護措施。從本世紀初開始，利用一些探測器監視電氣設備環境火災的災情，取得了較好的效果。2006年以中國建筑設計研究院為主，制定了《電氣火災監控系統的設計方法》，作為《高層民用建筑設計防火規范》的設計配套文件，指導設計部門設計電氣火災監控系統。但對于工程規模宏大、電氣設備復雜、安全要求很高的地下交通樞紐領域，電氣火災預警系統的設計還沒有針對性的條款和范例。

　　下面筆者對天津西交通樞紐工程的電氣火災系統設計方案進行介紹。

　　2、天津西站交通樞紐工程概述

　　規劃的天津西站交通樞紐配套市政公用工程占地12萬m2，是天津市中心城區重要的客運集散樞紐，是集高鐵、普鐵、地鐵、公交、長途客運、出租車、社會車、非機動車及人行于一體的綜合交通體系。規劃周邊道路網配套完善，既有快速路系統，又有主干路、次干路、支路以及廣場、平臺等道路系統。地鐵1、4、6號線三條線匯聚于此，與周邊交通設施形成換乘關系。

　　天津西站交通樞紐配套市政公用工程南北廣場地下項目、配套市政道路工程、南北廣場公交車場項目、南北廣場景觀項目、管理控制中心、供電系統、排水泵站項目及1號線改造項目等。

　　天津西站樞紐市政供電系統由35/10kV總變電站、中壓網絡及各10/0.4/0/23/0.23kV降壓變電所，有關配套輔助系統(SCADA系統等)構成。

　　35/10kV總變電站設置在北廣場管理控制中心的地下1、2層，各負荷區域內相應設置10/0.4/0/23/0.23kV降壓變電所。每個區域的降壓變電所負責本區域的設備負荷用電。

　　3、復合型電氣火災監控系統

　　復合型電氣火災監控系統應采用目前高端的前沿科技，如光纖測溫技術、藍牙技術、射頻技術、高精度測量技術和通信網絡技術對供電系統中母線、開關以及電纜的溫度、漏電流和電弧等進行監測的網絡通信控制系統。

　　復合型電氣火災預警監測系統包括但不限于以下設備：

　　1)電氣火災監控主機

　　2)剩余電流式電氣火災探測器

　　3)無線藍牙測溫式電氣火災探測器

　　4)線型光纖感溫火災探測器

　　5)電弧探測器

　　6)數據采集器

　　7)環網總線

　　8)計算機工作站

　　4、復合型電氣火災監控系統設計方案

　　該工程電氣火災監控系統涵蓋兩大塊內容，一是低壓電氣回路漏電流監測，其次是高低壓設備及電纜密集處電纜的溫度監測。

　　電氣火災監控系統的主站端后臺機功能由綜合監控系統實現，即，在管理控制中心主控室，電氣火災監控系統不單獨設后臺機。

　　電氣火災監控系統的現場監測部分按降壓變電所供電區域及總變電站來設置，所以電氣火災監控系統的現場監測部分共設置6處，其功能及系統組成基本一致，每一處的功能及系統組成如下：

　　1)漏電流監測系統

　　(1)監控范圍及功能要求

　　降壓變電所低壓開關柜設備容量重要的設備用電回路、環控室環控低壓柜的每個回路、商業照明及商業動力配電箱的主回路上安裝探頭。

　　系統實現對漏電電流、過電流等信號的探測，發出聲光報警，準確報出故障線路地址，監控故障點的變化。

　　(2)系統組成

　　系統由探頭、探測器、監控設備、監控軟件及總線組成。探測器、監控設備間通過二總線組網。

　　(3)設備布置

　　探測器安裝在低壓開關柜、配電箱的面板上。監控設備柜(現場主機)采用800×600×2260的標準控制盤外形尺寸，安裝在降壓變電所(總變電站)控制室內。

　　2)高低壓配電柜內電氣設備溫度監測系統

　　(1)監控范圍及功能要求

　　監測各35kV、10kV高壓開關柜電纜接頭等處的溫度;監測低壓開關柜中重要的配電回路、環控室環控低壓柜的每個回路、商業照明及商業動力配電箱主回路、電容器回路，這些回路的低壓開關觸頭、電氣連接處、母線接頭及電纜頭的實時溫度;監測電纜豎井內電纜密集段、電纜橋架內的電纜密集段(15條電纜以上)的電纜溫度。根據預先設定的溫度限值，相應的預警和報警。

　　(2)系統組成

　　由測量高壓設備溫度的分布式光纖溫度傳感系統及測量低壓設備溫度的無線射頻溫度實時監測預警系統構成，兩個系統相對獨立。

　　分布式光纖溫度傳感系統由光纖測溫主機、感溫光纖組成。

　　無線射頻溫度實時監測預警系統由測溫主機、接收器、中繼器、發射器、系統檢測軟件和安裝在檢測對象上的感溫探測器及通信網絡組成。

　　分布式光纖溫度傳感系統、無線射頻溫度實時監測預警系統，共用一臺工控機，光纖測溫主機與工控機通過RS232接口連接;無線射頻測溫主機與工控機間通過RJ45接口連接，并組成以太網。

　　(3)設備布置

　　監控工控機(現場主機)與漏電流監控設備(現場主機)共盤安裝。

　　3)系統組網

　　各區域的漏電流監控設備柜、溫度監測工控機柜間采用以太網形式組網，與管理控制中心綜合監控系統主站間采用光纖通道通信，網絡系統詳見圖1。

　　5、電氣火災監控系統方案

　　下面是筆者針對大型鐵路客站及綜合交通樞紐的建筑和供電特點，總結出的復合型電氣火災監控系統的系統設計方案

　　該方案能夠實現以下功能：

　　(1)電氣火災監控系統方案采用光纖感溫技術、藍牙測溫技術、電弧探測技術、剩余電流探測技術，對綜合交通樞紐和地鐵站房電氣設備火災進行全面的預警監測。

　　(2)實現綜合交通樞紐和站房多功能信息化電氣火災預警系統與綜合交通樞紐和地鐵綜合監控系統的連接，使得綜合交通樞紐和地鐵綜合監控系統能夠監測電氣設備火災、過熱、漏電、電弧、載流量等狀態參數。

　　(3)實現綜合交通樞紐和站房多功能信息化電氣火災預警系統全線計算機聯網，實現系統監控、管理的多功能信息化，也為電氣設備的狀態檢修、環控部門的環控管理、災害時災害決策的快速、準確制定提供科學、真實的現場數據。