淺談綜合管廊電氣消防系統(tǒng)

李明君

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：根據現有的規(guī)范及工程設計經驗，闡述了綜合管廊常見的火災起因，并對綜合管廊的電氣防火及火災自動報警系統(tǒng)進行了梳理及總結。

關鍵詞：綜合管廊；電氣防火；供電方式；電纜；應急照明；火災自動報警

0引言

按照國務院辦公廳下發(fā)的《關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》（國辦發(fā)[2015]61號）的有關部署，我國將大力推進城市綜合管廊建設，至2020年，建成一批具備國**進水平的地下綜合管廊并投入運營。綜合管廊是未來智慧城市的大動脈，關系到千家萬戶的日常生活，而目前我國的綜合管廊建設才剛起步，對于綜合管廊消防系統(tǒng)的研究處于初級階段，該領域的標準和規(guī)范制定尚待完善。各地已設計或是建設完成的綜合管廊消防滅火系統(tǒng)做法不一，沒有統(tǒng)一的定性標準。本文將分析綜合管廊內常見的火災起因，并對如何設計好電氣防火系統(tǒng)及火災自動報警系統(tǒng)進行探討。

1綜合管廊內常見火災起因

綜合管廊內常見的火災起因有：

（1）電氣火災

（2）維修養(yǎng)護時動用明火造成起火

（3）可燃物質如泄漏的燃氣、污水管外溢的沼氣等造成起火。

綜合管廊起火絕大部分是電氣火災引起的，導致電氣火災的原因又可以分為以下幾個方面：

1.1短路

線路發(fā)生短路時，電流將擴大到正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，設備連接部分因接觸電阻較大使設備溫度急劇上升，當達到一定的溫度時即會引起燃燒。

1.2接觸電阻過大

接觸電阻是指互相接觸的兩個導體電阻之間不能*全接合，始終存在縫隙，而該縫隙導致兩導體之間電阻變大。 當電阻過大時，通過電流后局部發(fā)熱量會增加，溫度不斷升高后，易發(fā)生火災。

1.3線路過載

負荷過載一般不是起火的直接原因，但是過載會使線路絕緣老化，*后導致短路，引起火災。

1.4電纜漏電

當電纜的絕緣外皮由于外力、高溫、自然老化等原因而絕緣能力下降，會產生漏電電流，引起電纜高溫，還可能形成導線間電弧、電火花等，一旦點燃周圍的可燃物，就會形成火災。

2電氣防火

電氣火災是綜合管廊起火的主要誘因，因此經濟合理地設置好電氣系統(tǒng)顯得尤為重要。

2.1消防設備電源與供電方式

根據綜合管廊負荷運行的安全要求，綜合管廊內的配套消防泵、排煙風機、進風閥、排水泵、監(jiān)控設備、疏散照明等為二級負荷，其余為三級負荷。

因需保證供電可靠性，可采用以下兩種方式對消防負荷進行供電：

1. 按負荷的供電分區(qū)情況，在綜合管廊控制中心設分變配電所。 采用雙回路供電，滿足二級負荷的供電要求

2. 在每個配電區(qū)間內設置一臺小容量的EPS作為備用電源，市電正常時EPS處于浮充狀態(tài)，當市電供電中斷時轉為EPS為消防負荷供電。 EPS電源供電可靠，且能大大節(jié)省投資，但需要按時維護。

2.2消防設備配電與保護要求

綜合管廊的用電設備供電距離長，設備容量較小，負荷分布不均勻，為了提高管溝配電的可靠性，減少壓降，往往需要加大電纜截面。 而隨著整個管溝配電電纜的增多，建設成本就會相應提高。 因此設計時要做到合理劃分供電區(qū)段，合理設置電源位置，既能節(jié)省電纜投資，又能提高管溝配電可靠性。

2.3電纜、導線選型與敷設要求

綜合管廊內所有電纜的燃燒性能均為*級，普通電力電纜采用阻燃型電纜（交聯聚乙稀絕緣電力電纜）；火災時需繼續(xù)工作的綜合管廊配套消防設備應采用耐火電纜或不燃電纜；消防設備的聯動控制線纜應該采用耐火線纜。

2.4接地保護與安全

為了保障綜合管廊的運行安全，應設置可靠的接地系統(tǒng)。綜合管廊接地網應與各變電所接地系統(tǒng)可靠連接，接地電阻不大于1 Ω。綜合管溝內的所有電纜支架均經接地線與主接地網相互連接。 另外，在綜合管廊外壁每隔100 m處設置人工接地體預埋連接板，作為后備接地。

2.5應急照明系統(tǒng)

綜合管廊內的動力設備（如風機）、投料口、防火分區(qū)防火門處設置出口標志燈。 管廊內間距20 m設置疏散指示燈。 距地坪高度不大于1.0 m，采用24 V及以下安全電壓供電。 如采用220 V電壓供電，應敷設燈具外殼接地線，并采取防止觸電的安全措施。 管廊內應急照明為長明燈，1/3的照明燈兼做應急照明燈具，由EPS電源供電。綜合管廊內疏散照明應急照度不小于5 lx，應急電源持續(xù)供電時間不小于60 min。所有應急照明燈具采取防水防潮措施，防護等級不低于IP54，并應具有防外力沖撞的防護措施。

2.6防火封堵

電纜貫穿隔墻/豎井的孔洞處、電纜引至控制設施處等均設具有足夠機械強度的防火封堵，防火封堵材料（阻火包等）應密實無氣孔，封堵材料厚度不應小于100mm。弱電、控制電纜等低壓電纜及光纜與管廊電力艙內其他設施分隔，可采用耐火槽盒或穿管敷設。 耐火槽盒接縫處和兩端應用防火封堵材料或防火包帶密封。

3火災自動報警系統(tǒng)的設置

3.1系統(tǒng)形式與消防控制室設置

綜合管廊內不僅需要報警，同時需要聯動自動消防設備。應采用集中報警系統(tǒng)或控制中心報警系統(tǒng)，并設置消防控制室。

3.2火災報警探測器的設置

綜合管廊應在電力電纜表層設置纜式線型感溫火災探測器，設置線型感溫火災探測器除用于電纜本身火災探測外，更主要的是用于外火進入電纜隧道的探測。 因此，無外部火源進入的管廊應在電纜層上表面設置線型感溫火災探測器；有外部火源進入可能的管廊，在電纜層上表面和隧道頂部均應設置線型感溫火災探測器。

3.3手動報警按鈕的設置

在出入口等處裝設手動報警按鈕，手動報警按鈕裝設間距不大于30 m，用于現場有人發(fā)現火災時向消防控制中心報警。

3.4火災報警器的設置

為及時通知管廊內的工作人員在火災時快速撤離，在綜合管廊每個區(qū)段內（長約200 m）均布4套聲光報警器。 當探測到火災發(fā)生時，控制中心火災報警控制器和綜合管廊內相應分區(qū)的警鈴同時啟動，亦可通過按下手動報警按鈕啟動聲光報警器。

3.5消防電話的設置

綜合管廊內設置帶電話插孔的手動報警按鈕，消防控制中心設置消防電話主機及119火災**電話，在管廊現場可手持電話通過現場的電話插孔與消防控制室進行通話。

3.6消防聯動控制系統(tǒng)

當探測器探測到火災時，向消防控制中心發(fā)出反饋信號。 待火焰熄滅并且溫度降低后，停止自動滅火措施，開啟通風機和進風閥進行換氣。 至于管廊內高壓電纜電源如果切斷會造成大范圍的供電中斷，因此切斷與否應視火災情況由供電部門來確定。

3.7電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

管廊內的電纜接頭、端子等發(fā)熱部位應設置測溫式電氣火災監(jiān)控探測器，線型感溫火災探測器的探測原理與測溫式電氣火災監(jiān)控探測器的探測原理相似，因此如設置線型感溫火災探測器，可直接接入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)作為測溫式電氣火災監(jiān)控探測器。

3.8防火門監(jiān)控系統(tǒng)

干線、支線綜合管廊含電力電纜的艙室均應設置防火門監(jiān)控系統(tǒng)。確認火災后，防火門監(jiān)控器應聯動關閉常開防火門。

3.9可燃氣體檢測器

可燃氣體檢測器檢測綜合管廊內燃氣的泄漏狀況，當天然氣管道艙天然氣濃度超過報警設定值時，應由可燃氣體報警控制器或消防聯動控制器聯動開啟天然氣艙事故段分區(qū)及其相鄰分區(qū)的事故通風設備。

4 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

（1）平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統(tǒng)架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

（2）平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

（3）平臺拓撲圖

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（4）平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

馬達監(jiān)控

馬達監(jiān)控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。

電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

智能照明控制

防火分區(qū)單獨控制，分區(qū)內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統(tǒng)，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。

廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。

除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能。

5相關平臺部署硬件選型清單

（1）電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

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6結語

根據目前已建成項目的經驗，為盡可能減小火災引起的危害和損失，首先應采取必要的工程措施減少失火誘因，控制火勢的延燃；其次要設置火災自動報警系統(tǒng)及相應的滅火系統(tǒng)，這對綜合管廊的安全運營起著至關重要的作用。 本文探討了綜合管廊內電氣消防設計方面的相關問題，希期能給相關電氣設計人員提供一些參考.

參考文獻

[1] 城市綜合管廊工程技術規(guī)范：GB 50838—2015[S].

[2] 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范：GB 50116—2013[S].

[3] 建筑設計防火規(guī)范：GB 50016—2014[S].

[4] 安科瑞綜合管廊能效管理系統(tǒng)解決方案.2020.06版.

[5] 陳智超.綜合管廊電氣消防系統(tǒng)初探

作者簡介

李明君，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應用。