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浅谈综合管廊电气消防系统

时间: 2024-02-14 06:36:27 | 作者: 减速机

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根据现有的规范及工程设计经验，阐述了综合管廊常见的火灾起因，并对综合管廊的电气防火及火灾自动报警系统来进行了梳理及总结。

按照国务院办公厅下发的《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》（[2015]61号）的有关部署，我国将大力推进城市综合管廊建设，至2020年，建成一批具备国际领先水平的地下综合管廊并投入运营。综合管廊是未来智慧城市的大动脉，关系到千家万户的日常生活，而目前我国的综合管廊建设才刚起步，对于综合管廊消防联动控制系统的研究处于初级阶段，该领域的标准和规范制定尚待完善。各地已设计或是建设完成的综合管廊消防灭火系统做法不一，没有统一的定性标准。本文将分析综合管廊内常见的火灾起因，并对如何设计好电气防火系统及火灾自动报警系统来进行探讨。

综合管廊起火绝大部分是电气火灾引起的，导致电气火灾的原因又可大致分为以下几个方面：

线路发生短路时，电流将扩大到正常工作电流的几倍甚至几十倍，设备连接部分因接触电阻较大使设备温度急剧上升，当达到一定的温度时即会引起燃烧。

接触电阻是指互相接触的两个导体电阻之间不能完全接合，始终存在缝隙，而该缝隙导致两导体之间电阻变大。当电阻过大时，通过电流后局部发热量会增加，温度不断升高后，易发生火灾。

负荷过载一般不是起火的直接原因，但是过载会使线路绝缘老化，*后导致短路，引起火灾。

当电缆的绝缘外皮由于外力、高温、自然老化等原因而绝缘能力变弱，会产生漏电电流，引起电缆高温，还可能形成导线间电弧、电火花等，一旦点燃周围的可燃物，就会形成火灾。

电气火灾是综合管廊起火的主要诱因，因此经济合理地设置好电气系统显得很重要。

根据综合管廊负荷运行的安全要求，综合管廊内的配套消防泵、排烟风机、进风阀、排水泵、监控设备、疏散照明等为二级负荷，其余为三级负荷。

按负荷的供电分区情况，在综合管廊控制中心设分变配电所。采用双回路供电，满足二级负荷的供电要求

在每个配电区间内设置一台小容量的EPS作为备用电源，市电正常时EPS处于浮充状态，当市电供电中断时转为EPS为消防负荷供电。 EPS电源供电可靠，且能非常大地节省投资，但需要按时维护。

综合管廊的用电设备供电距离长，设备容量较小，负荷分布不均匀，为了更好的提高管沟配电的可靠性，减少压降，往往需要加大电缆截面。而随着整个管沟配电电缆的增多，建设成本就会相应提高。因此设计时要做到合理划分供电区段，合理设置电源位置，既能节省电缆投资，又能提高管沟配电可靠性。

综合管廊内所有电缆的燃烧性能均为A级，普通电力电缆采用阻燃型电缆（交联聚乙稀绝缘电力电缆）；火灾时需继续工作的综合管廊配套消防设施应采用耐火电缆或不燃电缆；消防设施的联动控制线缆应该采用耐火线接地保护与安全

为了保障综合管廊的运行安全，应设置可靠的接地系统。综合管廊接地网应与各变电所接地系统可靠连接，接地电阻不大于1 Ω。综合管沟内的所有电缆支架均经接地线与主接地网相互连接。另外，在综合管廊外壁每隔100 m处设置人工接地体预埋连接板，作为后备接地。

综合管廊内的动力设备（如风机）、投料口、防火分区防火门处设置出口标志灯。管廊内间距20 m设置疏散指示灯。距地坪高度不大于1.0 m，采用24 V及以下安全电压供电。如采用220 V电压供电，应敷设灯具外壳接地线，并采取防止触电的安全措施。管廊内应急照明为长明灯，1/3的照明灯兼做应急灯具，由EPS电源供电。综合管廊内疏散照明应急照度不小于5 lx，应急电源持续供电时间不小于60 min。所有应急灯具采取防水防潮措施，防护等级不低于IP54，并应具有防外力冲撞的防护措施。

电缆贯穿隔墙/竖井的孔洞处、电缆引至控制设施处等均设有充足机械强度的防火封堵，防火封堵材料（阻火包等）应密实无气孔，封堵材料厚度不应小于100mm。弱电、控制电缆等低压电缆及光缆与管廊电力舱内其他设施分隔，可采用耐火槽盒或穿管敷设。耐火槽盒接缝处和两端应用防火封堵材料或防火包带密封。

综合管廊内不仅需要报警，同时需要联动自动消防设施。应采用集中报警系统或控制中心报警系统，并设置消防控制室。

综合管廊应在电力电缆表层设置缆式线型感温火灾探测器，设置线型感温火灾探测器除用于电缆本身火灾探测外，更主要的是用于外火进入电缆隧道的探测。因此，无外部火源进入的管廊应在电缆层上表面设置线型感温火灾探测器；有外部火源进入可能的管廊，在电缆层上表面和隧道顶部均应设置线型感温火灾探测器。

在出入口等处装设手动报警按钮，手动报警按钮装设间距不大于30 m，用于现场有人发现火灾时向消防控制中心报警。

为及时通知管廊内的工作人员在火灾时快速撤离，在综合管廊每个区段内（长约200 m）均布4套声光报警器。当探测到火灾发生时，控制中心火灾报警控制器和综合管廊内相应分区的警铃同时启动，亦可通过按下手动报警按钮启动声光报警器。

综合管廊内设置带电话插孔的手动报警按钮，消防控制中心设置消防电线火灾报警电话，在管廊现场可手持电话通过现场的电话插孔与消防控制室进行通线消防联动控制系统

当探测器探测到火灾时，向消防控制中心发出反馈信号。待火焰熄灭并且温度降低后，停止自动灭火措施，开启通风机和进风阀进行换气。至于管廊内高压电缆电源如果切断会造成大范围的供电中断，因此切断与否应视火灾情况由供电部门来确定。

管廊内的电缆接头、端子等发热部位应设置测温式电气火灾监控探测器，线型感温火灾探测器的探测原理与测温式电气火灾监控探测器的探测原理相似，因此如设置线型感温火灾探测器，可直接接入电气火灾监控系统作为测温式电气火灾监控探测器。

干线、支线综合管廊含电力电缆的舱室均应设置防火门监控系统。确认火灾后，防火门监控器应联动关闭常开防火门。

可燃气体检测器检测综合管廊内燃气的泄漏状况，当天然气管道舱天然气浓度超过报警设定值时，应由可燃气体报警控制器或消防联动控制器联动开启天然气舱事故段分区及其相邻分区的事故通风设备。

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监视测定于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大幅度的提升了系统运行的可靠性和可管理性，提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。

安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设施电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

电力监控主要是针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护设施及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，实现对电机过载、短路、缺相、漏电等不正常的情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可设为联动控制。

AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全风险隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设施电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

防火分区单独控制，分区内设置智能控制面板就地驱动器；开关驱动器连接消防报警系统，接收消防报警信息，强制打开驱动器回路。

廊内上方安装智能照明传感器，使人员进入管廊内自动开启灯具，在管廊内停留灯具保持常亮，离开后灯具关闭。

除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。

考虑现场模块分布较广，距离过长，除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。

系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，支持延时控制，避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统，可独立工作，每个模块均自带时间模块，可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。

分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT 断线、CT 断线、对时异常等) 、遥控开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压)等。

该仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口，采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出，继电器报警输出等功能。具有许昌开普研究院有限公司、中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书，产品防护等级均达到IP65，符合管廊综合监控系统中对相关这类的产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

补偿方式:线性补偿，全响应时间5ms，瞬时响应时间≤100us;补偿效果:≥0.99，可补偿容性无功和感性无功，滤除5、7、9、11、13次以内的谐波;自身损耗:≤2%，效率:98%;监控以及显示具备远程通讯接口，能够最终靠PC机实时监控;具有人性化的人机交互界面，可通过该界面看到系统和本体的实时电能质量信息，简单易操作，可以远控，也可以本控;标准模块化设计，缩短交付周期，同时提高了使用的可靠性和可维护性。

智能型温湿度控制器以数码管方式显示温湿度值，有加热器、传感器故障指示、变送功能、带有RS485通讯接口可供远程监控，用户可通过按键编程自行设定系统参数。该仪表集测量、显示、控制及通讯于一体，精度高、测量范围宽，是一种适合于各个行业和领域的温湿度测量控制仪表。具有许昌开普研究院有限公司、中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书，产品防护等级均达到IP65，符合管廊综合监控系统中对相关这类的产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

智能电动机保护器（以下简称保护器）适用于标称电压至 660V 的低压电动机回路，集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运作，带有逻辑可编程功能，能够完全满足多种控制方式。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。该产品采用分体式结构，由主体、显示单元、互感器组成，可适应任何柜体的安装。具有许昌开普研究院有限公司、中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书，产品防护等级均达到IP65，符合管廊综合监控系统中对相关这类的产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

3、4路16A磁保持继电器输出，输出可通过按钮手动控制，输出状态液晶屏显示。

4、1路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号，1路485通讯。