武廣高鐵瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)設計

1、電氣防火 武廣高鐵瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)設計(陶力軍Tao Lijun (China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China Design of Automatic Fire Alarm System for Liuyanghe Tunnel of Wuhan -Guangzhou High -speed Railway陶力軍(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢市430063武廣高鐵瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)設計摘要介紹武廣高鐵瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)的構成、設計方案、功能以及主要設備的技術參

2、數(shù)。關鍵詞高鐵隧道光纖分布式溫度監(jiān)測火災報警消防聯(lián)動控制瀏陽河隧道位于武廣高鐵長沙南站北端,穿越長沙市區(qū)和瀏陽河,隧道全長10115m ,其中下穿瀏陽河段362m 。隧道采用單洞雙線結構形式,開挖斷面跨度15m ,高13.5m 。瀏陽河隧道設置火災自動報警系統(tǒng),實現(xiàn)火災的早期探測、報警,火災發(fā)生時聯(lián)動控制消防設備,防止和減少火災危害,保障鐵路運輸生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)安全。1系統(tǒng)構成瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)由光纖分布式溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)組成。光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)對瀏陽河隧道進行連續(xù)實時在線監(jiān)測。監(jiān)測系統(tǒng)由2臺光纖分布式溫度監(jiān)測主機、隧道兩側(cè)敷設的感溫光纜以及光纖連接器件等構成;

3、系統(tǒng)另設有1臺集中火災報警控制器、3臺區(qū)域火災報警控制器、手動報警按鈕、消火栓按鈕、后備電源、一體化聲光報警器以及連接電纜等。發(fā)生火災時,光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)向火災報警控制器輸出火災報警信號;現(xiàn)場人員通過手動報警按鈕、消火栓按鈕,把火災報警信息發(fā)送給火災報警控制器并聯(lián)動控制消防水泵等消防設備,啟動一體化聲光報警器等警報設施。瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)構成見圖1。Abstract The components ,design scheme ,functions and relevant technical parameters of the automatic fire alarm syste

4、m for Liuyanghe Tunnel of Wuhan -Guangzhou High -speed Railway are introduced.Key wordsTunnel of high -speed railwayDistributed fiber temperature monitoring FirealarmFire fighting jointcontrol15279 BUILDINGELECTRICITY2010年第期Jun.2010Vol.29No.66圖2光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理框圖Fig.2Working principle block diagram

5、of distributed fibertemperature monitoring system2系統(tǒng)設計方案2.1光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)2.1.1光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)主要依據(jù)光時域反射原理(OTDR 和光纖后向拉曼散射的溫度效應。工作原理框圖見圖2。當主監(jiān)測機中的激光光源向光纖注入光脈沖后,由于光的散射會引起能量的損耗,脈沖大部分傳到光纖末端后消失,但一小部分后向散射光會沿著光纖反射回來,對這一后向散射光進行過濾,很容易將拉曼散射光與其他后向散射光區(qū)分開。由于拉曼散射光與溫度有著密切的關系,對這部分拉曼散射光進行DSP (數(shù)字信號處理處理,從而獲得整條光纖

6、上的溫度分布信息。2.1.2光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)設備在瀏陽河隧道兩側(cè)頂部各安裝一條感溫光纜,在隧道內(nèi)DIIK1563+190、DIIK1567+690兩個綜合洞室各安裝一套光纖分布式溫度監(jiān)測主機,通過光纖連接器件連接組成隧道火災監(jiān)測系統(tǒng),對隧道進行實時在線的火情監(jiān)測。感溫光纜采用環(huán)型自愈方式布設,從光纖探測單元的光通道1引出一條感溫光纜,沿隧道一側(cè)上方敷設至遠端,在遠端地下穿越鐵軌,從隧道另一側(cè)上方敷設至起點并接回光纖探測單元的光通道2。如感溫光纜出現(xiàn)斷點,系統(tǒng)能夠自動檢測,并自動切換到單端測量模式(從斷點兩端測試,斷點后的信號采集不會丟失。感溫光纜采用鋼索吊裝方式,每隔5m 左右安裝一個吊

7、鉤,張緊鋼索固定于吊鉤上,感溫光纜采用扎帶與鋼索固定在一起。感溫光纜主要探測隧道內(nèi)的火災信息,將所探測的隧道區(qū)域按100m 一個區(qū)間設置為防火分區(qū)。光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)設備布置見圖3。光纖分布式溫度監(jiān)測主機與火災報警控制器均布置在組合柜內(nèi),組合柜設于隧道綜合洞室。監(jiān)測主機接收并處理感溫光纖監(jiān)測的火警信息,實時顯示隧道內(nèi)的溫度分布曲線、各點溫度隨時間變化曲線,對隧道內(nèi)火警信息做到早期預警,提供火災蔓延方向的判斷,以電子地圖形式顯示隧道內(nèi)各點的詳細信息,并通過LAN 接口將監(jiān)測狀態(tài)信息上報消圖3光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)設備布置圖Fig.3Equipment layout of distribute

8、d fiber temperature monitoring system16280電氣防火武廣高鐵瀏陽河隧道火災自動報警系統(tǒng)設計(陶力軍防控制中心。系統(tǒng)具有最高溫度報警、溫度上升速率報警、最高溫度與平均溫度差值報警3種報警形式,同時具有光纖破壞報警、測溫設備異常報警等功能。可設置多級定溫報警,如30初報警,40預報警,50確認報警并啟動消防聯(lián)動設備等,并且可以根據(jù)環(huán)境不同進行修正。為避免發(fā)生誤報,采用定溫報警的同時,還可以設定差溫報警和最高溫度與平均溫度差值報警,可基本消除誤報。2.2火災自動報警和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)火災自動報警和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)為智能型總線制集中報警系統(tǒng),采用集中與分散相結合

9、的報警及控制方式,消防控制中心設在瀏陽河隧道北口的控制室內(nèi)。消防控制中心設一套集中火災報警控制器,分別在隧道內(nèi)DIIK1563+190、DIIK1567+690兩個綜合洞室及消防泵房內(nèi)各安裝一套區(qū)域火災報警控制器,隧道DIIK1566+273至DIIK1566+923定點疏散范圍內(nèi)兩側(cè)每隔50m 設手動報警按鈕,上述設備通過控制電纜連接共同構成火災自動報警系統(tǒng)。探測區(qū)域內(nèi)一旦發(fā)現(xiàn)所測量溫度值超過標準設定的報警溫度值時,光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)直接通過輸出干接點信號的方式把實時報警信號發(fā)送到區(qū)域火災報警控制器,區(qū)域火災報警控制器得到確認火災報警信號后聯(lián)動控制消防水泵同時發(fā)出聲光警報?；馂淖詣訄缶?/p>

10、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設置了本地UPS 不間斷電源裝置,停電后可連續(xù)供電8h 。3系統(tǒng)主要設備技術參數(shù)3.1光纖分布式溫度監(jiān)測主機監(jiān)測主機支持獨立控制和獨立報警功能,當不能通過火災報警控制器報警或不能向消防控制中心傳遞報警信息時,本機能夠獨立發(fā)出聲、光報警,并指示火災發(fā)生位置。主要技術指標如下:a.最大探測距離,6km ;b.監(jiān)測通道,4通道;c.測試連接方式,雙端測試;d.起火點定位精度3m ;e.溫度精度,±1;f.測量時間,10s /通道;g.內(nèi)置顯示器,不小于10英寸的觸摸屏顯示器,能夠顯示溫度曲線、報警位置和設置參數(shù),并具有屏幕保護功能;h.報警方式,定溫報警、差溫報警、差定溫報

11、警(軟件可設置;i.防護等級,IP65;j.激光器安全級別,必須為Class 1M 級(IEC 60825-12007激光產(chǎn)品的安全第1部分:設備分類和要求以上,保證激光暴露(如光纖斷裂后后對人體無傷害。3.2感溫探測光纜感溫探測光纜堅固的鎧裝護套具備良好的抗嚙咬、抗振和防護特性,良好的溫度傳導性能,保證快速的溫度探測。感溫光纜外護套采用抗延燃、無煙、無鹵聚合物材料,護套材料抗老化、抗腐蝕。主要技術指標如下:a.光纖類型,GI 50/125m (芯線/包層漸變折射多模光纖;b.衰減要求,<3.5dB /km 850nm ,全程衰減不得超過監(jiān)測主機的要求。3.3火災報警控制器主要技術指標如下:a.控制器容量,可連接10個火災報警回路;b.回路容量,每回路可連接250個編址部件;c.信號總線長度3000m ;d.系統(tǒng)報警響應時間小于3s ,回路報警響應時間小于750ms 。1公安部沈陽消防研究所.GB 50116-98火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范.北京:中國計劃出版社,1999.2公安部沈陽