技術前瞻
鐵道系統極早期煙霧探測解決方案

鐵道系統極早期煙霧探測解決方案

2020.03.17

鐵道系統極早期煙霧探測解決方案


設計單位
深圳真如電氣技術有限公司


一、概 述
        隨著我國國民經濟的持續快速發展,城市化進程的不斷加快,城市幾處設施特別是車功能是城市交通設施與城市化發展的矛盾逐漸顯現,從各國城市化發展的實踐來看,軌道交通 以其兩大、速度快、安全可靠、準點舒適的技術優勢在日、美、歐等國家和地區已經成為主要的城市交通工具,這也是我國大城市公共交通的發展方向。進入新世紀以來,軌道交通的發展態勢非常迅猛,初步預測到2010年,將要鋪設1500公里軌道,需要投資5400多億元人民幣。
       無論是鐵路、輕軌還是地鐵,其指揮調度系統、控制系統以及附屬的變配電設施,都日益現代化、自動化,對防火的要求也越來越高。而隧道、站臺、扶梯、電纜管道、車廂等場所也都是消防的重點和難點地區。在這些既關鍵又特殊的場所,傳統火災探測設備的探測效果不能滿足需要,存在巨大的隱患。

二、相關標準


三、煙霧探測解決方案
3.1、傳統探測設備的局限性
3.1.1、點式感煙探測器
 ?、?靈敏度低且可調節范圍很?。簜鹘y點式感煙探測器的報警靈敏度大多為3%~5%obs/m,如果正在工作中的設備發生火災,煙霧達到這樣的濃度,設備往往已經遭受到了巨大的損害,而由此造成的人員傷亡、設備損壞以及由于服務中斷造成的損失是無法估量的。因電氣設備對環境要求較高,一切煙霧無論濃度大小,均屬異常。這就需要靈活調節探測器的靈敏度以適應機房環境的要求。
 ?、?被動采集煙霧樣品,極易受其他因素影響:傳統點式感煙探測器是被動地等待煙霧慢慢擴散到其附近并超過其報警閥值時才能報警,而現代化的電氣設備具有體積小,集成度高等特點,需要通過空調系統維持其運行所必需的環境,換氣速率一般為每小時15~60次。于是,煙霧一方面被空調氣流稀釋、降溫、難以達到探測器的報警閥值;同時 溫度降低而導致煙霧粒子無法繼續上升至探測器通常所在的天花板位置;另一方面由于空調氣流的影響,空氣在機房送風和回風口之間形成環流,使煙霧根本無法到達探測器。
 ?、?探測器安置方式單一,無法滿足機房、站臺、車廂等特殊環境的要求:傳統探測器一般只能安裝在天花板下、地板下等少數位置,而在這里,我們關心的不僅是環境的安全,我們更關心的是電氣設備、列車以及乘客的安全,這就要求報警設備能夠具有更加靈活的安裝方式,比如可以根據需要,直接把探測器安裝在設備柜內部,或沿電纜走向鋪設等等,以便能夠更加準確地對被保護區內的各類設施和人員提供重點保護。
 ?、?探測器需要帶點運行,且易受電磁干擾,具有不安全隱患和誤報的可能性。
3.1.2、對射式感煙探測器
  目前,候車大廳等空間高大開房的場所經常會使用紅外對射探測器,但既所產生的煙霧必需在射線之間累計到一定程度才能遮擋紅外線、觸發報警。這就會面臨點式感煙器同樣的問題,因而也無法做到極早期發現火情。
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  沉降
3.1.3、纜式感溫探測器
  目前,電纜區域經常會使用感溫電纜作為防火設備,但存在以下缺陷:
 ?、?纜式感溫探測器是測量該區域的溫度變化而非煙霧濃度,靈敏度低,不能做到及早發現火情。
 ?、?若要做到全面保護,就需要在每個電纜層都鋪設感溫線纜;而一旦測量出溫度變化,感溫線纜就會損壞,需要重新鋪設,這都會加大費用投入。并且有些現場的電纜溝由于線纜復雜,也不方便施工人員的操作。
 ?。?)直接接觸線纜傳溫
3.2、空氣采樣式極早期煙霧探測系統
       軌道交通是人員密集的區域,一旦發生火災,必會導致人員的恐慌,有序地疏散變得非常困難。2003年2月18日韓國大邱市發生了126人死亡、146人受傷、318人失蹤的特大地鐵火災,造成了重大人員傷亡和財產損失,后果極其嚴重。
1、西方發達國家的先進經驗
       在這方面,我們不妨借鑒一下西方發達國家的先進經驗。Kings Cross(倫敦)地鐵在1987年發生火災,其后,世界各國紛紛作出反應,加強地鐵內的消防措施。香港、斯德哥爾摩、馬德里、東京、莫斯科、新加坡、巴黎、法蘭克福等地區、城市和國家率先在站臺、扶梯、車廂等處安裝了探測滅火設備。
       專門針對地鐵的第三次國際火災安全論壇于1999年11月24~26日在西班牙巴塞羅那召開。會上介紹了倫敦和馬德里地鐵的先進經驗。倫敦和馬德里地鐵使用了同一種先進的空氣采樣式極早期煙霧探測系統,成功地解決了早期預警的問題。著名的馬德里地鐵擁有127公里長的軌道,11條線路,270多個站點,900多臺自動扶梯和250多家零售店。他們在扶梯、控制室、配電室、車廂等處安裝了1000多臺吸入式早期煙霧探測設備?,F在,馬德里地鐵的消防已經達到了世界領先的水平。
2、空氣采樣極早期煙霧探測系統簡介
       火災的發展通常會經歷四個階段(見下圖火災發展趨勢),即:發熱(陰燃),冒煙(產生可見煙),燃燒(明火),高熱(爆燃)。
       空氣采樣極早期煙霧探測系統是一種基于激光探測技術和微處理器控制技術的煙霧監測裝置,它可以在火災初期(過熱、悶燒或低熱輻射和無可見煙霧生成階段)進行探測和報警,甚至可以發現由于線路過載所造成的電纜絕緣皮軟化所生產的微小煙霧粒子,報警時間比傳統探測設備早數小時,可以使火災的損失降到最小。
       空氣采樣式煙霧探測系統的工作原理是通過一個內置的吸氣泵及分布在被保護區內的采樣管網,24小時不間斷地主動采集被保護區內的空氣樣品,經過一個熱數的過濾裝置濾掉灰塵后送至一個特制的激光探測腔內,空氣樣品在探測腔中經過分析,將空氣中煙霧粒子的濃度加以測定,由此給出準確的煙霧濃度值,并根
據使用者事先確定的報警閥值發出火災警報,其煙霧探測的靈敏度和精度都非常高。


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