復合型電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)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(nèi)外一些重要工程開始采用漏電保護，用來作為電氣設(shè)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(jiān)視電氣設(shè)備環(huán)境火災的災情，取得了較好的效果。2006年以中國建筑設(shè)計研究院為主，制定了《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》，作為《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的設(shè)計配套文件，指導設(shè)計部門設(shè)計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)。但對于工程規(guī)模宏大、電氣設(shè)備復雜、安全要求很高的地下交通樞紐領(lǐng)域，電氣火災預警系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)設(shè)計方案進行介紹。
2、天津西站交通樞紐工程概述
規(guī)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(qū)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(guī)劃周邊道路網(wǎng)配套完善，既有快速路系統(tǒng)，又有主干路、次干路、支路以及廣場、平臺等道路系統(tǒng)。地鐵1、4、6號線三條線匯聚于此，與周邊交通設(shè)施形成換乘關(guān)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(tǒng)、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(tǒng)由35/10kV總變電站、中壓網(wǎng)絡(luò)及各10/0.4/0/23/0.23kV降壓變電所，有關(guān)配套輔助系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng)等)構(gòu)成。
35/10kV總變電站設(shè)置在北廣場管理控制中心的地下1、2層，各負荷區(qū)域內(nèi)相應設(shè)置10/0.4/0/23/0.23kV降壓變電所。每個區(qū)域的降壓變電所負責本區(qū)域的設(shè)備負荷用電。
3、復合型電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)
復合型電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應采用目前高端的前沿科技，如光纖測溫技術(shù)、藍牙技術(shù)、射頻技術(shù)、高精度測量技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對供電系統(tǒng)中母線、開關(guān)以及電纜的溫度、漏電流和電弧等進行監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)通信控制系統(tǒng)。
復合型電氣火災預警監(jiān)測系統(tǒng)包括但不限于以下設(shè)備：
1)電氣火災監(jiān)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(shù)據(jù)采集器
7)環(huán)網(wǎng)總線
8)計算機工作站
4、復合型電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案
該工程電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋兩大塊內(nèi)容，一是低壓電氣回路漏電流監(jiān)測，其次是高低壓設(shè)備及電纜密集處電纜的溫度監(jiān)測。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的主站端后臺機功能由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)，即，在管理控制中心主控室，電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)不單獨設(shè)后臺機。
電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測部分按降壓變電所供電區(qū)域及總變電站來設(shè)置，所以電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測部分共設(shè)置6處，其功能及系統(tǒng)組成基本一致，每一處的功能及系統(tǒng)組成如下：
1)漏電流監(jiān)測系統(tǒng)
(1)監(jiān)控范圍及功能要求
降壓變電所低壓開關(guān)柜設(shè)備容量重要的設(shè)備用電回路、環(huán)控室環(huán)控低壓柜的每個回路、商業(yè)照明及商業(yè)動力配電箱的主回路上安裝探頭。
系統(tǒng)實現(xiàn)對漏電電流、過電流等信號的探測，發(fā)出聲光報警，準確報出故障線路地址，監(jiān)控故障點的變化。
(2)系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由探頭、探測器、監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控軟件及總線組成。探測器、監(jiān)控設(shè)備間通過二總線組網(wǎng)。
(3)設(shè)備布置
探測器安裝在低壓開關(guān)柜、配電箱的面板上。監(jiān)控設(shè)備柜(現(xiàn)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(nèi)。
2)高低壓配電柜內(nèi)電氣設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)
(1)監(jiān)控范圍及功能要求
監(jiān)測各35kV、10kV高壓開關(guān)柜電纜接頭等處的溫度;監(jiān)測低壓開關(guān)柜中重要的配電回路、環(huán)控室環(huán)控低壓柜的每個回路、商業(yè)照明及商業(yè)動力配電箱主回路、電容器回路，這些回路的低壓開關(guān)觸頭、電氣連接處、母線接頭及電纜頭的實時溫度;監(jiān)測電纜豎井內(nèi)電纜密集段、電纜橋架內(nèi)的電纜密集段(15條電纜以上)的電纜溫度。根據(jù)預先設(shè)定的溫度限值，相應的預警和報警。
(2)系統(tǒng)組成
由測量高壓設(shè)備溫度的分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)及測量低壓設(shè)備溫度的無線射頻溫度實時監(jiān)測預警系統(tǒng)構(gòu)成，兩個系統(tǒng)相對獨立。
分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)由光纖測溫主機、感溫光纖組成。
無線射頻溫度實時監(jiān)測預警系統(tǒng)由測溫主機、接收器、中繼器、發(fā)射器、系統(tǒng)檢測軟件和安裝在檢測對象上的感溫探測器及通信網(wǎng)絡(luò)組成。
分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)、無線射頻溫度實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，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(wǎng)。
(3)設(shè)備布置
監(jiān)控工控機(現(xiàn)場主機)與漏電流監(jiān)控設(shè)備(現(xiàn)場主機)共盤安裝。
3)系統(tǒng)組網(wǎng)
各區(qū)域的漏電流監(jiān)控設(shè)備柜、溫度監(jiān)測工控機柜間采用以太網(wǎng)形式組網(wǎng)，與管理控制中心綜合監(jiān)控系統(tǒng)主站間采用光纖通道通信，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)詳見圖1。
5、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)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(jié)出的復合型電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方案
該方案能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：
(1)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)方案采用光纖感溫技術(shù)、藍牙測溫技術(shù)、電弧探測技術(shù)、剩余電流探測技術(shù)，對綜合交通樞紐和地鐵站房電氣設(shè)備火災進行全面的預警監(jiān)測。
(2)實現(xiàn)綜合交通樞紐和站房多功能信息化電氣火災預警系統(tǒng)與綜合交通樞紐和地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的連接，使得綜合交通樞紐和地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)測電氣設(shè)備火災、過熱、漏電、電弧、載流量等狀態(tài)參數(shù)。
(3)實現(xiàn)綜合交通樞紐和站房多功能信息化電氣火災預警系統(tǒng)全線計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控、管理的多功能信息化，也為電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修、環(huán)控部門的環(huán)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(xiàn)場數(shù)據(jù)。