《地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（論文）》

地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要由于近年來地鐵電氣火災(zāi)事件屢見不鮮，嚴(yán)重威脅到地鐵的安全運(yùn)營，因此，本文對地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在明確設(shè)計(jì)條件、目的、功能和原理的基礎(chǔ)上，提出了針對性的設(shè)計(jì)方案，并指出了具體的安裝方法，包括主機(jī)安裝、網(wǎng)絡(luò)布線、探測器設(shè)備的設(shè)置和安裝、測試等，并對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析，從而為更多的地鐵軌道交通提供了設(shè)計(jì)和應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的參考指導(dǎo)作用，可以進(jìn)一步保障對地鐵電氣火災(zāi)險(xiǎn)情進(jìn)行有效預(yù)防。關(guān)鍵詞：地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄1.前言 11.1課題來源 11.2地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與意義 12.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 32.1設(shè)計(jì)條件 32.2設(shè)計(jì)目的 32.3設(shè)計(jì)功能 32.4工作原理 42.5總體設(shè)計(jì)方案 52.5.1探測器選擇 52.5.2探測器位置設(shè)置 62.5.3通信接口 62.5.4系統(tǒng)組網(wǎng)方式 72.5.5監(jiān)控設(shè)備要求 82.5.6監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方案 93.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與布置 123.1主機(jī)安裝 123.2網(wǎng)絡(luò)布線 123.3探測器設(shè)備的設(shè)置和安裝 123.4測試 124.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 144.1設(shè)置依據(jù)和范圍 144.2整定值設(shè)置 144.3接口設(shè)計(jì) 155.結(jié)束語 16參考文獻(xiàn) 17致謝 181.前言1.1課題來源21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，地鐵的運(yùn)輸技術(shù)飛速發(fā)展，在生產(chǎn)領(lǐng)域里已得到廣泛應(yīng)用。地鐵電氣工程信息化是建設(shè)領(lǐng)域信息化的重要組成部分，將在電氣工程活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，并主導(dǎo)電氣工程未來發(fā)展方向，信息化及其自動(dòng)化成為電氣工程的必然趨勢，地鐵運(yùn)營方可以通過自動(dòng)化觀察運(yùn)營情況，票務(wù)中心可以通過數(shù)據(jù)反饋得到當(dāng)日客流以及維保工程維護(hù)保養(yǎng)。電氣工程信息自動(dòng)化簡單來說就是一門應(yīng)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科，涉及電力、電子與控制等多學(xué)科領(lǐng)域，主要研究新型電力電子器件、電能的變換與控制、高性能功率電源、電力傳動(dòng)及其自動(dòng)化等理論技術(shù)和應(yīng)崩，是綜合了電能變換、電磁學(xué)、自動(dòng)控制、微電子及電子信息、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的新成就而迅速發(fā)展起來的交叉學(xué)科，對電氣工程學(xué)科發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有廣泛的影響和巨大的推動(dòng)作用。隨著國家綜合實(shí)力的不斷提高，地鐵在緩解城市交通壓力方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，但是地鐵人流量多，安全隱患不少，一旦出現(xiàn)火災(zāi)等安全事件，就會(huì)帶來嚴(yán)重后果，因此，加強(qiáng)對火災(zāi)等安全情況的監(jiān)控尤為重要。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)就是一種監(jiān)控地鐵電氣火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)，可以針對火災(zāi)進(jìn)行早期預(yù)防和處理，這一系統(tǒng)也屬于地鐵電氣信息化的內(nèi)涵，需要按照國家部門的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，從而保障其應(yīng)用效果的發(fā)揮。為了更好地預(yù)測地鐵的電氣火災(zāi)情況，本文將對地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，從而為更多的地鐵項(xiàng)目的完善提供一定的參考指導(dǎo)對策。1.2地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與意義目前，學(xué)術(shù)界關(guān)于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究較多，關(guān)于其在地鐵項(xiàng)目中的應(yīng)用研究更是不少，具有代表性的研究成果如下：張亞軍（2011）介紹了地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、功能、工作原理和系統(tǒng)方案，重點(diǎn)描述了其設(shè)備安裝與布置，并對其進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可以對臺(tái)式電氣設(shè)備接頭過熱所引起的火災(zāi)和漏電所引起的火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面、完整、科學(xué)的檢測，確保地鐵正常有序地運(yùn)營。諶小莉（2015）結(jié)合目前廣州地鐵供配電方案特點(diǎn)，從電氣火災(zāi)探測器的選擇及位置設(shè)置、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的要求及系統(tǒng)傳輸方案等方面，介紹了地鐵車站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置方案。建議將分離式探測器設(shè)置在變電所0.4kV饋線回路處，并采用故障點(diǎn)少、后期維護(hù)方便的無線傳輸方案。陳沖（2017）以華東地區(qū)某城市已運(yùn)營的地鐵線路中的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)使用問題進(jìn)行了分析，分析該地區(qū)的地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置調(diào)研不科學(xué)、存在漏電情況等，需要對地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并提出了真毒性的防漏電和施工安全的方案。這些研究成果為本文的研究奠定了一定的理論基礎(chǔ)，從而為本文系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了思路。但是目前學(xué)術(shù)界關(guān)于地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究還有待進(jìn)一步深入和具體化，大部分研究僅是對系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但卻忽略了系統(tǒng)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，本文在設(shè)計(jì)地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還會(huì)對其應(yīng)用進(jìn)行分析，內(nèi)容更加豐富，有利于豐富我國有關(guān)地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的理論研究成果，具有一定的理論意義，同時(shí)，本文的研究還有利于為我國更多城市的地鐵設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提供一定的借鑒，從而保障地鐵火災(zāi)情況的有效監(jiān)測和預(yù)防，防止人身安全和財(cái)產(chǎn)損失的發(fā)生，維護(hù)社會(huì)的和諧穩(wěn)定，因而還有一定的現(xiàn)實(shí)意義。2.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)條件電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)屬于先期預(yù)報(bào)警系統(tǒng)，是針對火災(zāi)的早期預(yù)防、消除火災(zāi)隱患而設(shè)置的。國家有關(guān)部門相繼制訂或修改有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對地鐵設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)提出了更明確的要求。GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1.1條確定:“地下鐵道、車站屬一級保護(hù)對象?！盌BJ/T1577-2010《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》第3.2.1條規(guī)定:“GB50116-2013中保護(hù)對象為特級、一級的建筑應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)?！北疚闹饕谶@一規(guī)范文件的基礎(chǔ)上來設(shè)計(jì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中，會(huì)使用485總線、以太網(wǎng)接口(RJ45)、分離型探測器等設(shè)備，這些設(shè)備會(huì)保障系統(tǒng)諸多功能的更好實(shí)現(xiàn)。2.2設(shè)計(jì)目的本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的更多功能，使其不僅符合相關(guān)規(guī)范文件的要求，而且還具備預(yù)防火災(zāi)險(xiǎn)情等的發(fā)生，幫助地鐵安全人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)，從而采取針對有效的預(yù)防措施，從而將火災(zāi)危害的損失減小到最低限度。2.3設(shè)計(jì)功能電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般由監(jiān)控主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、專用軟件等組成。探測器按工作方式分為獨(dú)立式和非獨(dú)立式。獨(dú)立式探測器具有自主監(jiān)控及聲光報(bào)警功能，而非獨(dú)立式探測器需將探測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行集中處理，自身僅設(shè)置報(bào)警指示燈。由于獨(dú)立式探測器最多只能連接4路傳感器，因此，本文的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采取的是“監(jiān)控主機(jī)+非獨(dú)立式探測器”的組合方式，電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)一般設(shè)置在車站控制室內(nèi)，通過總線的通信方式與現(xiàn)場探測器連接，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收、處理及上傳，這樣的組合更具經(jīng)濟(jì)性，也能保障諸多功能的有效發(fā)揮。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)能夠同時(shí)處理來自測溫式電氣火災(zāi)探測器、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器和感溫光纖探測器的探測信號。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)至少有4個(gè)RS485接口，以現(xiàn)場總線方式分別與A端站廳、B端站廳、A端站臺(tái)、B端站臺(tái)的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器相連。每路總線所接探測器數(shù)量不宜超過200個(gè)探測器。對于測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，每個(gè)探測器能連接不低于12個(gè)溫度探頭；對于剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，每個(gè)探測器能連接不低于4個(gè)剩余電流探測線圈。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)，應(yīng)對所轄范圍內(nèi)的各類探測器的報(bào)警信號進(jìn)行聲、光報(bào)警，并顯示報(bào)警位置，探測器實(shí)測值。不同類型探測器故障信息應(yīng)有明顯區(qū)別。監(jiān)控主機(jī)能夠按用戶級和管理級權(quán)限靈活設(shè)置，用戶級權(quán)限具有靈活分配模塊操作權(quán)限功能。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)具有以太網(wǎng)接口(RJ45)，通過該接口可直接與車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過RJ45接口(TCP/IP協(xié)議)在訪問和獲取電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)信息時(shí)，電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)提供即時(shí)光纖溫度信息，包括最大溫度、平均溫度、最小溫度、預(yù)報(bào)警信息、報(bào)警信息等，提供測溫式電氣火災(zāi)探測器、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器即時(shí)信息;接收來自綜合監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)鐘同步信號，并校正自身時(shí)鐘信號。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠顯示電氣火災(zāi)探測器的監(jiān)視情況，且可按用戶要求劃分顯示分區(qū)。各個(gè)控制分區(qū)可以設(shè)定不同的響應(yīng)靈敏度及定溫報(bào)警值，系統(tǒng)具有定溫及溫升速率報(bào)警功能。設(shè)備具備自檢功能，能夠?qū)﹄姎饣馂?zāi)監(jiān)控主機(jī)故障、感溫光纖斷路故障進(jìn)行報(bào)警，提供監(jiān)測范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度、在線溫升變化等圖文資料，提供完整的歷史檔案記錄，可隨時(shí)查詢系統(tǒng)的工作狀態(tài)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)按以下優(yōu)先級次序傳輸：火警數(shù)據(jù)(最高級)-預(yù)報(bào)警(故障)數(shù)據(jù)-正常數(shù)據(jù)。2.4工作原理本系統(tǒng)采取的是高壓/低壓藍(lán)牙測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，這種探測器將探測信號以藍(lán)牙無線方式傳輸給數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器將處理后的信號經(jīng)過RS485接口上傳到監(jiān)控主機(jī)；剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器將其探測信號以經(jīng)過RS485接口上傳到監(jiān)控主機(jī);線型光纖溫度探測器直接連接在監(jiān)控主機(jī)上。監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)對其各種信號的處理、報(bào)警、控制、顯示、統(tǒng)計(jì)、管理、通信等功能，并將報(bào)警信息通過RJ45接口(通信協(xié)議TCP/IPmodbus協(xié)議)上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)。對于報(bào)警信號可通過繼電器端子與FAS的輸入模塊連接，以實(shí)現(xiàn)相關(guān)報(bào)警。圖1地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理圖2.5總體設(shè)計(jì)方案地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由設(shè)在各車站控制室的電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、安裝在檢測對象上的測溫式電氣火災(zāi)探測器、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器、線型感溫光纖及現(xiàn)場總線、專用軟件等部分組成。所有信號統(tǒng)一由一臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)軟件分析、處理、顯示、傳輸。2.5.1探測器選擇電氣火災(zāi)探測器主要有分離型探測器(非獨(dú)立式)和組合型探測器(獨(dú)立式)兩種。（1）分離型探測器(非獨(dú)立式)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器(包括終端探測頭剩余電流互感器、溫度傳感器)分離配置。通過監(jiān)控探測器采樣配電柜(箱)內(nèi)導(dǎo)電線路中的電流和剩余電流信號，經(jīng)內(nèi)置單片機(jī)系統(tǒng)分析處理后，上報(bào)消防控制室或值班室里的電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備，經(jīng)過進(jìn)一步分析處理后進(jìn)行所需的聯(lián)動(dòng)控制，從而完成該系統(tǒng)應(yīng)有的功能。優(yōu)點(diǎn)：①系統(tǒng)分工明確、結(jié)構(gòu)簡單、成本少、故障率偏低，不含電源控制開關(guān)，不串入配電系統(tǒng)，只通過剩余電流互感器(或測溫探頭)取樣信號，性能穩(wěn)定可靠；②相對功能簡單，探測器尺寸較小，適合安裝在地鐵低壓柜饋線電纜室等比較狹窄的安裝空間。缺點(diǎn):在采購數(shù)量很少(少于10個(gè))并需要就地報(bào)警的情況下，造價(jià)較高。（2）組合型探測器(獨(dú)立式)。電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備與電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組合配置。與分離型探測器相比，不僅能滿足對剩余電流與非正常溫升的檢測，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能，并通過設(shè)備的液晶屏實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果顯示、參數(shù)設(shè)置等功能。優(yōu)點(diǎn)：①采購數(shù)量很少并需要就地報(bào)警的情況下，造價(jià)較低;②在末端更易于維護(hù)人員操作與設(shè)置。缺點(diǎn):①體積大，在地鐵低壓柜饋線電纜室比較狹窄的安裝空間非常局促;②功能復(fù)雜，故障率高;③在探測點(diǎn)多的情況下，造價(jià)非常高。由于地鐵監(jiān)控點(diǎn)數(shù)多，趨向于集中監(jiān)控方式，且開關(guān)柜安裝空間有限，故本系統(tǒng)采用分離型探測器，并設(shè)專門的集中監(jiān)控裝置。2.5.2探測器位置設(shè)置目前，地鐵車站根據(jù)負(fù)荷重要性將負(fù)荷分為三級，對于不同的負(fù)荷采用不同的配電形式，為保證高可靠性，配電形式多為放射式配電。一般負(fù)荷設(shè)就地電源箱，由變電所放射式配電;各類風(fēng)機(jī)、空調(diào)器等環(huán)控設(shè)備由變電所饋出總電源給環(huán)控電控柜，再由環(huán)控電控柜統(tǒng)一放射式配電至設(shè)備；冷水水泵、冷卻塔等冷水系統(tǒng)制冷設(shè)備由變電所饋出總電源給冷水機(jī)房電控柜，再由冷水機(jī)房電控柜統(tǒng)一配電至設(shè)備。冷水機(jī)組一般直接由變電所饋出到設(shè)備。結(jié)合地鐵目前的供電方案，電氣火災(zāi)探測器可安裝在變電所0.4kV饋線回路處或下一級配電箱進(jìn)線處。（1）安裝在變電所0.4kV饋線回路處。探測保護(hù)范圍大，包括配電柜饋線電纜和配電箱下級的用電設(shè)備；安裝集中，管理方便;空間跨度小，可采用無線通信方式或總線連接方式。（2）安裝在下一級配電箱進(jìn)線處。探測保護(hù)范圍精確，就是配電箱下級的用電設(shè)備;無法探測配電柜至配電箱之間的電纜剩余電流情況；安裝分散，管理不方便;空間跨度大，連接總線通常很長，信號衰減嚴(yán)重。因此，將探測器設(shè)置在變電所0.4kV饋線回路處。2.5.3通信接口電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸，一方面是系統(tǒng)內(nèi)部探測器信號處理單元與監(jiān)控主機(jī)之問的通信，一方面指系統(tǒng)故障信息和報(bào)警信息的上傳。目前，探測器主要采用總線方式與監(jiān)控主機(jī)通信，通常采用屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)，傳輸距離在1.2km以上。但深圳、昆明等部分地鐵線路應(yīng)用了局部無線傳輸方案，即在0.4kV開關(guān)柜室等保護(hù)區(qū)域內(nèi)設(shè)置“數(shù)據(jù)集中器”，通過無線方式匯總開關(guān)柜內(nèi)各探測器數(shù)據(jù)后再通過總線上傳，該方案省去了開關(guān)柜與外部接線，可以方便后期的維護(hù)和管理。目前，我國有關(guān)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)范文件沒有對監(jiān)控主機(jī)通信接口的形式進(jìn)行規(guī)定，只要求“電氣火災(zāi)監(jiān)控器的報(bào)警信息和故障信息應(yīng)在消防控制室圖形顯示裝置或起集中控制功能的火災(zāi)報(bào)警器上顯示”，因此，監(jiān)控主機(jī)上傳系統(tǒng)故障信息和報(bào)警信息時(shí)，是，是通過繼電器干接點(diǎn)輸出上傳至FAS系統(tǒng)的。由于該接口是單向的，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及具體事件查詢只能在監(jiān)控主機(jī)上操作。另外，本系統(tǒng)還設(shè)置了綜合監(jiān)控系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對全線機(jī)電設(shè)備的全面監(jiān)控和系統(tǒng)問聯(lián)動(dòng)信息的交換，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)也可與綜合監(jiān)控系統(tǒng)直接通信，除了報(bào)警信息在綜合監(jiān)控工作站上顯示外，還可接收綜合監(jiān)控系統(tǒng)車站級和中央級的監(jiān)控、管理。2.5.4系統(tǒng)組網(wǎng)方式雖然系統(tǒng)的原理較為清晰，功能較為完善，但是不同的系統(tǒng)組網(wǎng)方式，發(fā)揮的效果不盡相同，其經(jīng)濟(jì)性也存在差異，本文在設(shè)計(jì)系統(tǒng)組網(wǎng)方式方面，提出了以下三種方案，在具體的設(shè)計(jì)中，可以選擇一種符合實(shí)際的方案來加以設(shè)計(jì)。1、方案一:監(jiān)控主機(jī)+多回路探測器+傳感器(見圖2)圖2方案一系統(tǒng)組成示意圖開關(guān)柜內(nèi)采用多回路探測器，即可連接多個(gè)剩余電流傳感器或測溫傳感器，實(shí)現(xiàn)多回路監(jiān)測(監(jiān)測范圍不應(yīng)超出單個(gè)配電柜)，以減少柜內(nèi)設(shè)備安裝數(shù)量。多回路探測器與現(xiàn)場傳感器之問采用模擬信號分回路連接，柜內(nèi)布線有所增加。2、方案二：監(jiān)控主機(jī)+現(xiàn)場分機(jī)+一體式單回路探測器(見圖3)圖3方案二系統(tǒng)組成示意圖為減少柜內(nèi)布線，采用集剩余電流/溫度探測與數(shù)據(jù)處理功能于一體的單回路探測器，相互之問通過總線連接?？紤]到車站電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器主要集中在0.4kV開關(guān)柜和環(huán)控電控柜內(nèi)，在以上保護(hù)區(qū)域設(shè)置現(xiàn)場分機(jī)(具備監(jiān)控主機(jī)基本功能，但監(jiān)控容量較小)，對所連接探測器的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場處理后再上傳至監(jiān)控主機(jī)，同時(shí)，為探測器集中提供電源(電源線與信號線共用總線)。當(dāng)監(jiān)控主機(jī)或通信總線故障時(shí)，現(xiàn)場分機(jī)仍具備一定區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控報(bào)警功能。若監(jiān)控點(diǎn)較少，探測器也可直接與主機(jī)通信。3、方案分析以上兩種方案在地鐵項(xiàng)目中均有一定應(yīng)用，各有優(yōu)勢，方案一結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省投資，適合監(jiān)控回路多且以剩余電流監(jiān)測為主的系統(tǒng)；方案二增加了現(xiàn)場分機(jī)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)采用分布式處理，提高了系統(tǒng)可靠性，便于后期維護(hù)管理，更適用于探測器分布集中且探測器形式選擇靈活的系統(tǒng)。在工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員可結(jié)合探測器參數(shù)及設(shè)置選擇合理的組網(wǎng)方案或?qū)⒁陨蟽蓚€(gè)方案進(jìn)行整合優(yōu)化。2.5.5監(jiān)控設(shè)備要求對電氣火災(zāi)情況進(jìn)行監(jiān)測，是系統(tǒng)的重要功能，在監(jiān)控方面，需要選擇合理的監(jiān)控設(shè)備，為了使得監(jiān)控目的的實(shí)現(xiàn)，可以按照如下要求來選擇監(jiān)控設(shè)備：（1）電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備應(yīng)具有直接連接剩余電流探測器、測溫式電氣火災(zāi)探測器的功能，應(yīng)能同時(shí)處理上述探測器探測信號的能力。（2）監(jiān)控設(shè)備應(yīng)對所轄范圍內(nèi)的各類探測器的報(bào)警信號進(jìn)行聲、光報(bào)警，并在顯示器上顯示報(bào)警位置及探測器實(shí)測值。（3）不同類型探測器故障信息應(yīng)有明顯區(qū)別。監(jiān)控設(shè)備能夠按用戶級和管理級權(quán)限靈活設(shè)置，用戶級權(quán)限具有靈活分配模塊操作權(quán)限功能。（4）監(jiān)控設(shè)備應(yīng)具有以太網(wǎng)接口(RJ45)，可直接與綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過RJ45接口(TCP/IP協(xié)議)在訪問和獲取多功能火災(zāi)探測系統(tǒng)主機(jī)信息時(shí)，系統(tǒng)主機(jī)能夠提供以自定義的報(bào)警分區(qū)為單位的即時(shí)光纖溫度信息，包括最大溫度、平均溫度、最小溫度、預(yù)報(bào)警信息、報(bào)警信息等，提供測溫式電氣火災(zāi)探測器、剩余電流式電氣火災(zāi)探測器即時(shí)信息；接收來自綜合監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)鐘同步信號，并校正自身時(shí)鐘信號。（5）監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)主機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)接口直接與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)專業(yè)聯(lián)網(wǎng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可通過該接口訪問和獲取系統(tǒng)主機(jī)信息，包括饋電回路剩余電流、饋電回路三相溫度。2.5.6監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方案監(jiān)控設(shè)備選擇好以后，還需要選擇最為合理的傳輸方案，從而方便監(jiān)控系統(tǒng)將主機(jī)中的各種報(bào)警信息傳輸給相關(guān)人員，主要的傳輸方案如下：1、有線傳輸方案電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)有線傳輸方案如圖4所示。圖4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)有線傳輸方案對于分離式的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，有以下幾點(diǎn)要求:（1）能獨(dú)立與監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行通信。（2）具有1組剩余電流探測和6組溫度探測的功能。（3）剩余電流為30-500mA時(shí)能在監(jiān)控設(shè)備后臺(tái)連續(xù)可調(diào)。（4）溫度報(bào)警在55-140℃時(shí)監(jiān)控設(shè)備后臺(tái)連續(xù)可調(diào)。2、無線傳輸方案電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無線傳輸方案如圖5所示。圖5中，數(shù)據(jù)集中器和分離式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器采用藍(lán)牙無線傳輸方式，而數(shù)據(jù)集中器和監(jiān)控設(shè)備采用有線傳輸方式進(jìn)行組網(wǎng)。圖5電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無線傳輸方案對于分離式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，有以下幾點(diǎn)要求：（1）能獨(dú)立與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行藍(lán)牙通信。（2）具有1組剩余電流探測和6組溫度探測的功能。（3）剩余電流為30-500mA時(shí)能在監(jiān)控設(shè)備后臺(tái)連續(xù)可調(diào)。（4）溫度報(bào)警在55-140℃時(shí)監(jiān)控設(shè)備后臺(tái)連續(xù)可調(diào)。對于數(shù)據(jù)集中器，要求有以下幾點(diǎn):（1）能獨(dú)立與分離式的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器進(jìn)行藍(lán)牙通信。（2）具有環(huán)網(wǎng)RS}85接口功能。（3）接收點(diǎn)數(shù)容量大于1000藍(lán)牙無線通信方式具有以下特點(diǎn)：（1）短距無線通信。（2）臨時(shí)性對等連接的無線通信，一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備組成的點(diǎn)對點(diǎn)的通信連接。（3）很好的抗干擾能力。（4）模塊體積很小，便于集成。（5）低功耗。（6）適用2.4GHz的無線通信頻段。（7）開放的接口標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上分析，兩種方案各有其優(yōu)勢。有線傳輸?shù)漠a(chǎn)品目前國內(nèi)廠家比較多，選擇比較容易，性能可靠，缺點(diǎn)是后期維護(hù)更換存在不便。無線傳輸方案的缺點(diǎn)是產(chǎn)品選擇較困難，但在地鐵中也有成功的案例，如深圳地鐵、昆明地鐵，其優(yōu)點(diǎn)是性能非?？煽?，后期維護(hù)更換方便。3.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與布置3.1主機(jī)安裝監(jiān)控主機(jī)安置在主控室，有利于接線(電源線、網(wǎng)絡(luò)線、繼電器輸出報(bào)警線等)水平擺放平穩(wěn)，固定牢固。監(jiān)控主機(jī)通過RJ45接口將接收到信號處理后進(jìn)行顯示、報(bào)警、統(tǒng)計(jì)等，同時(shí)可將實(shí)時(shí)信號通過RJ45接口上傳給綜合監(jiān)控系統(tǒng);報(bào)警信號和火災(zāi)信號還可通過主機(jī)自帶的繼電器端子與FAS控制器的CT模塊相連，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。主機(jī)放置在車站綜合監(jiān)控室，壁掛式或放置在機(jī)柜內(nèi)容易操作的位置。3.2網(wǎng)絡(luò)布線485總線全程穿管，通過弱電橋架到達(dá)現(xiàn)場的剩余電流式探測器、高壓測溫式探測器、低壓測溫式探測器、藍(lán)牙采集器等設(shè)備聯(lián)接成環(huán)網(wǎng)?？偩€接頭處屏蔽網(wǎng)要可靠連接。撥口處進(jìn)箱/柜線總長度不可超過600米，超過需增配信號放大器。485總線紅色線接入所有要連接設(shè)備的A端子，藍(lán)線接入所有要連接設(shè)備的B端子，并用工具固定上緊端子螺絲。感溫光纖通過強(qiáng)電橋架到達(dá)350V/400V母線處，敷設(shè)在母線表面，沿母線敷設(shè)并固定好。3.3探測器設(shè)備的設(shè)置和安裝電流線圈先固定在開關(guān)柜上，用螺母鎖緊，以立式與臥式安裝。剩余電流發(fā)射器安裝在開關(guān)柜后側(cè)面，固定在金屬導(dǎo)軌上。點(diǎn)式測溫發(fā)射器電源采用AC220V，電源進(jìn)線必須安裝單極空氣開關(guān)，電流值為1安培。點(diǎn)式測溫探測器電源進(jìn)線采用不小于1.5MM2的多芯電線，電線顏色要符合電氣要求，發(fā)射器與空氣開關(guān)上做好標(biāo)記。探頭引出線在布線時(shí)走線槽，不允許跨飛其它線纜。3.4測試確認(rèn)電流探測器已正確安裝和確認(rèn)其機(jī)號以及探測器所屬通訊通道號。給電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)通電開機(jī)，開機(jī)正常后，進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置，檢查被測探測器上述確認(rèn)的參數(shù)是否設(shè)置正常。進(jìn)入系統(tǒng)的電子地圖畫面，觀察各電流探測器的顯示位置是否有正常數(shù)據(jù)刷新顯示。在被檢探測器的電流探頭所在位置，卡一個(gè)電流嵌表，實(shí)時(shí)觀察嵌表上顯示的電流值與主機(jī)顯示相應(yīng)的點(diǎn)的數(shù)據(jù)，若超出指標(biāo)范圍就進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行這點(diǎn)的數(shù)值修正，修正后再比對。將電流火災(zāi)報(bào)警閡值分別設(shè)置成大于相應(yīng)電流探頭實(shí)際采集到的電流值，之后，火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行信號采集后，即大概在五十秒內(nèi)，看是否有處于故障狀態(tài)，若有，則仔細(xì)檢查接線端子看是否良好接觸，檢查電流探頭傳輸線是否斷路，檢查電流探頭好壞，用萬用表測量電流探頭的阻值，為無窮大，則電流探頭是壞的；再看是否有處于火災(zāi)報(bào)警狀態(tài)，若有，則說明電流探測器的發(fā)射器工作異常，應(yīng)該更換發(fā)射器。將電流火災(zāi)報(bào)警閾值分別設(shè)置成小于相應(yīng)電流探頭實(shí)際采集到的電流值，讓探測器處于火災(zāi)報(bào)警的狀態(tài)，若該回路在四十秒之內(nèi)，發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號，則說明該探測器工作正常。4.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用4.1設(shè)置依據(jù)和范圍根據(jù)JCJ2432011《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，城市軌道交通地下車站火災(zāi)保護(hù)對象為一級，應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。在JCJ162008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB500542011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》回中規(guī)定，城市軌道交通地下車站宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。目前，在全國各地城市軌道交通消防驗(yàn)收和專家評審中，也都要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。對于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置部位，各規(guī)范的要求也不一致。根據(jù)GB501162013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)以設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設(shè)置在第一級配電柜(箱)的出線端;在供電線路泄漏電流大于500川、日寸，宜在其下一級配電柜(箱)中設(shè)置。而JCJ2432011《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中則要求，除消防動(dòng)力配電回路外，其他電力、照明區(qū)域或樓層配電箱電源進(jìn)線處應(yīng)設(shè)置防電氣火災(zāi)的剩余電流動(dòng)作報(bào)警器。筆者結(jié)合無錫地鐵1,2號線中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)和使用情況，建議在城市軌道交通地下車站以下部位設(shè)置電氣火災(zāi)探測器(或泄漏電流互感器):1、變電所400V開關(guān)柜出線，不含變電所至環(huán)控柜的饋出線。考慮到變電所內(nèi)饋出線比較集中，在變電所內(nèi)設(shè)置探測器可以監(jiān)控饋出電纜及末端設(shè)備的泄漏電流情況;2、環(huán)控電控柜內(nèi)的風(fēng)機(jī)饋出線?？紤]到變電所至環(huán)控柜的饋出線電流較大，一般采用電纜多拼或者母線槽供電，且末端設(shè)備眾多，泄漏電流較大，正常情況下的泄漏電流都超過300mA，因此，環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備的泄漏電流檢測設(shè)置在環(huán)控電控柜內(nèi)。4.2整定值設(shè)置考慮到地下車站內(nèi)設(shè)備的使用環(huán)境差，部分區(qū)域潮濕，電纜和設(shè)備本身的泄漏電流較大等因素，在CB501162013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確要求電氣火災(zāi)探測器報(bào)警值宜為300-500mA，筆者結(jié)合無錫地鐵1,2號線電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用情況，建議按以下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置系統(tǒng)的整定值。1、系統(tǒng)預(yù)警電流整定值為300mA。當(dāng)系統(tǒng)檢測到某回路的泄漏電流值大于300mA時(shí)，系統(tǒng)處于預(yù)警狀態(tài)并記錄預(yù)警信息，預(yù)警指示燈閃爍，對應(yīng)的預(yù)警回路改變顏色，同時(shí)閃爍，直到故障解除，泄漏電流小于300mA為止。2)系統(tǒng)報(bào)警電流整定值為500mA。當(dāng)系統(tǒng)檢測到某回路的泄漏電流值大于500mA時(shí)，系統(tǒng)處于報(bào)警狀態(tài)并記錄報(bào)警信息，報(bào)警蜂鳴器響起，報(bào)警指示燈閃爍，對應(yīng)的報(bào)警回路改變顏色，同時(shí)閃爍。值班人員可手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警蜂鳴器，但只有當(dāng)檢修人員徹底解除故障，泄漏電流小于300mA時(shí)，