劉小軍 劉勝飛 巫盼盼 姜 鋒

（中建安裝集團有限公司）

0 引言

地鐵工程結(jié)構(gòu)十分復雜，人員較為密集，設(shè)備眾多，所以消防安全設(shè)計一直屬于重點關(guān)注對象。同時，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，消防設(shè)備對控制火災(zāi)蔓延，及時疏散人員，起到了決定性的作用。因此，在地鐵工程建設(shè)時，必須重視消防設(shè)備電源及監(jiān)控系統(tǒng)，這樣可以對地鐵工程的運營進行實時監(jiān)測，做到及時排除安全隱患，強化地鐵工程的安全性，也更加保證了消防設(shè)備在關(guān)鍵時刻的穩(wěn)定性與可靠性。

1 消防電源系統(tǒng)的設(shè)置意義

其實影響消防安全的因素有很多，不僅包括消防設(shè)備自身的狀態(tài)，還有消防系統(tǒng)電源的工作狀態(tài)，并且一旦產(chǎn)生火災(zāi)事故，所造成的后果是不可挽回的［1］。同時，消防安全性與消防聯(lián)動設(shè)備有著不可分割的關(guān)系，前者決定著后者，并且也關(guān)系到火災(zāi)報警系統(tǒng)能否正常使用。在地鐵工程內(nèi)，任何部位發(fā)生火災(zāi)且處于蔓延的狀態(tài)，這時如果消防設(shè)備無法正常使用，不僅對工程本身造成損壞，也會影響站內(nèi)乘客的人身安全。由此來說，消防的安全性，無論對于地鐵工程自身來說，還是對于乘客的安全性，都具有十分重要的作用，所以消防設(shè)備，電源監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)，可以有效避免或者消除安全隱患的產(chǎn)生，確保地鐵工程安全穩(wěn)定的運營，這也是消防電源系統(tǒng)存在的主要意義。

2 消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)方案

2.1 系統(tǒng)概述

消防設(shè)備的好壞直接決定消防安全的程度，然而供電電源的工作狀態(tài)，又影響著消防設(shè)備能否正常的使用。同時，長期以來因為消防設(shè)備電源出現(xiàn)異常，導致消防設(shè)備出現(xiàn)失靈的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，尤其是在一些地區(qū)，供電較為緊張或者設(shè)備質(zhì)量不佳，安全意識較為淡薄的地鐵工程，這一現(xiàn)象十分明顯。消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，主要是針對消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)，并且對消防設(shè)備電源的電壓電流開關(guān)狀態(tài)等進行檢測，從而獲取相關(guān)電源信息，從而判斷電源設(shè)備是否出現(xiàn)異常情況。例如，短路嵌入過壓、欠壓等故障情況［1-2］。

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)具有較強的可靠性以及實時性，可以將設(shè)備電源的工作狀態(tài)實時反饋，并且集中顯示，這樣一旦發(fā)生火災(zāi)，可以有效避免消防設(shè)備因電源出現(xiàn)故障無法使用的情況，盡最大程度做到消防聯(lián)動，將火災(zāi)產(chǎn)生后的損失降低到最小。

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)由消防設(shè)備電源監(jiān)控主機、消防設(shè)備電源監(jiān)控分機、光電轉(zhuǎn)換器、監(jiān)控系統(tǒng)探測傳感器（以下簡稱監(jiān)控模塊）和傳輸纜線等組成。某城市地鐵6號線項目，消防設(shè)備電源監(jiān)控主機安裝在車站控制室內(nèi)（其配電由AT-FAS消防電源箱提供，AC220V），采用壁掛式安裝，消防設(shè)備電源監(jiān)控主機和消防設(shè)備電源監(jiān)控分機自帶24VDC電源，并為監(jiān)控模塊供電。監(jiān)控模塊由消防設(shè)備電源監(jiān)控主機或消防設(shè)備電源監(jiān)控分機直接提供DC24V工作電源，安裝在需要監(jiān)控的配電箱內(nèi)，防護等級IP30，標準35mm軌道式安裝，配電箱內(nèi)應(yīng)預(yù)留安裝軌道。消防設(shè)備電源監(jiān)控主機、分機與光電轉(zhuǎn)換器、監(jiān)控模塊之間采用專用網(wǎng)絡(luò)進行通信；其中，傳感器主要是對消防電源運行期間的電壓、電流等相關(guān)信息進行采集，并且傳輸?shù)奖O(jiān)控主機中，主機對電源工作狀態(tài)的電壓、電流進行分析，通過分析判斷是否出現(xiàn)故障。如果出現(xiàn)故障，會將信息及時進行反饋，并且啟動報警系統(tǒng)，提醒相關(guān)工作人員進行及時檢修，從而保證消防設(shè)備的正常使用。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，在運行期間，傳感器會根據(jù)各個消防設(shè)備的電源信息，以及預(yù)設(shè)限制判斷電源是否出現(xiàn)故障，這時消防設(shè)備電源如果出現(xiàn)故障，會及時啟動報警系統(tǒng)，通知相關(guān)人員進行檢修。同時，監(jiān)控主機可以通過通信網(wǎng)絡(luò)，對所有探測器進行統(tǒng)一的管理和集中監(jiān)測，并且對所收到的各項信息與數(shù)據(jù)可以準確詳細的記錄，以便日后使用。另外，通常情況下，監(jiān)測主機可以對兩個回路進行同時監(jiān)測，每個回路可以與64個傳感器進行連接，這時如果系統(tǒng)傳輸距離不小于500m的話，就需要根據(jù)項目實際情況適當增加區(qū)域分級，擴展通訊距離?？梢愿鶕?jù)地鐵工程區(qū)域結(jié)構(gòu)，實行分區(qū)域設(shè)置，并且各個區(qū)域設(shè)置區(qū)域分機，區(qū)域分機經(jīng)總線與消防控制室系統(tǒng)中的主機通信進行連接，從而形成完善的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)對消防設(shè)備的實時監(jiān)測［3］。地鐵6號線項目，消防設(shè)備電源監(jiān)控分機的設(shè)置：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸距離超過500m時，通過消防設(shè)備電源監(jiān)控分機擴展；供電電壓：AC220V，消防設(shè)備電源監(jiān)控分機內(nèi)置備用電源，備用電源在放電至終止電壓條件下充電24h所獲得的容量應(yīng)能提供監(jiān)控分機在正常監(jiān)視狀態(tài)下至少工作8h，能延長供電，確保監(jiān)控模塊供電正常；消防設(shè)備電源監(jiān)控主機距離監(jiān)控模塊在500m 內(nèi)時，采用RS485總線（WDZBN-RYJSP-2*1.5）手拉手連接，為保證通訊速率，每條總線監(jiān)控模塊數(shù)量不超過20臺；消防設(shè)備電源監(jiān)控主機距離監(jiān)控模塊超過500m時，RS485通訊線要增加1對光電轉(zhuǎn)換器 （rs485轉(zhuǎn)光纖），采用光纜連接；通信總線和電源總線共管敷設(shè)，穿SC25鋼管。

2.3 監(jiān)控原理

主要是根據(jù)配電需求，消防配電形式以及產(chǎn)品等特點，并且一般以典型三項消防配電電源監(jiān)測為主，其原理如圖1所示。

圖1 三項消防配電電源監(jiān)測原理

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)按照國家標準《GB28184-2011消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)》的要求設(shè)計，對車站、區(qū)間范圍內(nèi)的各類消防設(shè)備、重要一級負荷設(shè)備供電電源工作狀態(tài)進行監(jiān)控，在電源發(fā)生過壓、欠壓、缺相等故障時發(fā)出報警信號，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 消防設(shè)備電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 消防電源系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 消防電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求

消防電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置要求，一套可靠性較強的消防電源監(jiān)控系統(tǒng)，不僅需要根據(jù)我國相關(guān)標準進行設(shè)定，還需要滿足以下幾點：

（1）系統(tǒng)組成。系統(tǒng)監(jiān)控主機是消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的核心，主要是在電源出現(xiàn)故障中斷時，可以提供相對較為穩(wěn)定的電源，其供電時間大約在8h以上，并且信息傳感器一般以DC24V安全電壓為主，主要是因為輸出回路具有良好的擴展性。通過利用圖像顯示裝置，可以將消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)以及相關(guān)的報警信息全面的展示。同時，還需要注意，傳感器與中繼器之間的傳輸距離，通常情況下要高于1500m，并且需要具有報警記錄、儲存以及打印等功能。另外，信號傳感器屬于監(jiān)控模塊范疇，可以根據(jù)實際情況，手動設(shè)置電壓報警相關(guān)參數(shù)，這樣主要是避免出現(xiàn)誤報警的現(xiàn)象，中繼器應(yīng)當配置總線隔離器，這樣可以根據(jù)情況適當擴展總線通信距離的功能，以此提升消防電源監(jiān)控器的使用性能以及可靠性。

（2）系統(tǒng)功能。消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的預(yù)報警功能，主要是利用靈敏度較高的信號傳感器，對消防設(shè)備電源運行參數(shù)進行實時監(jiān)測［4］。同時，針對地鐵車控室內(nèi)，應(yīng)當設(shè)置獨立的消防電源監(jiān)控主機，這樣可以實時監(jiān)測車控室內(nèi)的實際情況，并且將這些數(shù)據(jù)進行實時準確的上傳。另外，由于該系統(tǒng)還具有聲光報警功能，這樣可以快速有效的幫助檢修人員及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，從而保證消防設(shè)備電源處于正常、穩(wěn)定、安全的工作狀態(tài)。

（3）系統(tǒng)監(jiān)測范圍。監(jiān)測范圍通常為一級復合主備電源，例如：信號系統(tǒng)電源、防排煙風機、消防泵電源、消防疏散、扶梯電源等方面。對此，其監(jiān)測范圍相對較廣，這樣在地鐵工程應(yīng)用時，就需要根據(jù)實際情況，對消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)進行實時調(diào)整，以此保證監(jiān)控的效果。

3.2 不同靈敏度信號傳感器的系統(tǒng)設(shè)置

由于消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的復雜性，所以在低壓開關(guān)內(nèi)，應(yīng)當設(shè)置靈敏度較高的傳感器，并且可以將先進的信息化技術(shù)應(yīng)用于其中，實現(xiàn)自動巡檢和監(jiān)測，通過監(jiān)測記錄了解消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)，以及消防電源的供電，電流、電壓等情況，根據(jù)所監(jiān)控的情況，判斷是否存在故障［5］。同時，利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一采集，并且顯示到控制界面中，從而實現(xiàn)報警以及數(shù)據(jù)打印等相關(guān)功能，對于未設(shè)置能源管理的地鐵工程，或者未設(shè)置靈敏度較高的傳感器，這樣可以判斷消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)。將所獲取到的信息直接上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，通過利用智能馬達保護器，根據(jù)實際情況，增設(shè)信息口電壓表，進而對消防設(shè)備電源的電壓、電流等相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，判斷其是否出現(xiàn)故障。

3.3 利用能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)消防設(shè)備電源監(jiān)控的功能

根據(jù)我國相關(guān)標準，消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵工程應(yīng)用時，應(yīng)當對以下幾點進行充分的考慮：

如果日常使用概率較低以及無消防設(shè)備電源的巡檢設(shè)備，并且處于長時間閑置無用的狀態(tài)，這時一旦發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)立即投入使用，發(fā)揮其自身的作用。這樣充分說明，消防設(shè)備以及消防設(shè)備電源應(yīng)當時刻處于臨戰(zhàn)的狀態(tài)，這樣才能保證在火災(zāi)發(fā)生時從容的應(yīng)對。從地鐵工程的角度來說，為確保消防設(shè)備可以正常的使用，需要對消防設(shè)備進行每天的檢查，如果出現(xiàn)消防設(shè)備電源異常的情況，這時能夠及時的發(fā)現(xiàn)和處理。同時，消防泵以及個別車站，通道大于60m的時候，應(yīng)當根據(jù)實際情況，單獨設(shè)置專用的排煙風機，這樣才能保證地鐵工程的安全性。在消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用時，需要利用低壓開關(guān)柜，環(huán)控電控柜，進饋線回路上，設(shè)置智能表計，例如，多功能表或者智能電度表，這樣不僅可以對能源進行管理，又可以對消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)進行監(jiān)控［6］。同時，智能表計對消防設(shè)備的電源，電壓，電流等相關(guān)信息采集方面也有著十分重要的作用，主要是在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，可以形成兩個界面：第一，在能源管理的回路上，對回來的信息進行全面的采集，從而形成能源管理系統(tǒng)界面；第二，在消防設(shè)備電源監(jiān)控的回路上，對回來的信息進行采集，以此形成消防設(shè)備電源監(jiān)控界面。同時，在消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)界面中，可以將所獲取到的信息通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對消防設(shè)備電源工作狀態(tài)進行分析，從而判斷是否出現(xiàn)故障，并且實現(xiàn)報警以及報表打印等相關(guān)功能。

3.4 其他建議的做法

可以在低壓開關(guān)柜，環(huán)控電柜內(nèi)與消防相關(guān)的進線饋線等回路上，安裝靈感度較高的傳感器，這樣可以對消防設(shè)備的電源工作狀態(tài)進行實時的檢測，并且通過檢測實時記錄，充分了解消防設(shè)備電源的工作狀態(tài)，判斷其是否出現(xiàn)故障［7］。另外，所判斷的綜合結(jié)果，通過利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，進行統(tǒng)一采集，并且上傳到消防設(shè)備電源監(jiān)控界面上，以此啟動報警系統(tǒng)，工作人員通過報警系統(tǒng)可以及時的對電源故障進行處理，避免產(chǎn)生安全隱患。一些部分地區(qū)的地鐵工程，沒有設(shè)置能源管理系統(tǒng)，或者不想設(shè)置靈敏度較高的傳感器，以利用低壓開關(guān)柜饋出與消防直接有關(guān)聯(lián)的設(shè)備，主要有消防泵電源、總用電電源、EPS電源等方面，從而對消防設(shè)備電源進行自動的監(jiān)控，針對已經(jīng)判斷后的消防設(shè)備電源工作狀態(tài)，可以直接上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。同時，利用低壓開關(guān)柜所退出的與消防直接有關(guān)系的主、備電源，通常使用設(shè)風流機電源，可以在饋線回路上安裝智能電度表，這樣可以對消防設(shè)備，電源中的電流、電壓等相關(guān)信息進行實時采集，并且上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中。也可以在就地控制箱內(nèi)，安裝帶通信口的電壓表，利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對消防設(shè)備的電源電壓、電流等相關(guān)信息進行直接采集，并且通過環(huán)控電控柜饋出的與消防直接有關(guān)聯(lián)的電源設(shè)備，對配電系統(tǒng)進行有效的控制，以此保證消防設(shè)備電源的穩(wěn)定工作狀態(tài)［8］。

4 結(jié)束語

為保證地鐵工程的安全性，將消防電源監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于其中，通過對消防設(shè)備的實時監(jiān)控，判斷消防設(shè)備電源是否出現(xiàn)異常，如果出現(xiàn)異常，工作人員可以根據(jù)系統(tǒng)所獲取的相關(guān)信息，及時進行處理，以保證消防設(shè)備的正常使用。