安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：分析綜合管廊工程中的火災自動報警系統設計，從火災自動報警系統、消防電話 系統、消防器材管理系統、公共廣播系統4個組成部分詳細闡述設計研究過程，并研究如何提高綜合管廊GIL施工過程中的消防安全。 

關鍵詞：綜合管廊工程；火災自動報警系；設計概述

 

0 引言

        蘇通GIL綜合管廊工程是世界上特高壓GIL綜合管廊工程，是目前世界上電壓等級較高、輸送容量較大、技術水平較高的超長距離GIL 創新工程。GIL 設備安裝工程包含地面引接站的設備安裝、工作井內及管廊內的GIL 設備運輸及對接安裝等多個工序，涉及到施工電源設置、有限空間作業、高處作業、起重作業、管廊內 GIL 設備運輸等多項風險作業，其施工難度大、安全風險高、安全事 故社會影響大。管廊工程由于其特殊的地質結構和地理環境，存在大量的甲烷等有害氣體，若濃度超標遇到明火將引起火災。因管廊內設置了充電樁，為多輛采用蓄電池電力驅動的施工、運輸機械進行充電，在充電時，若處理不當，將會造成火災。為提供可靠、穩定的施工電源，管廊內需布置有多臺干式變壓器，若操作、維護不當，將會引起火災，危及管廊內設備及作業人員安全。因此需要在管廊上腔區域開展消防設計及部署，以保證GIL安裝過程中的消防安全。

 

1 管廊設計背景 

       蘇通GIL綜合管廊工程長約5.56km，是淮南－南京－上海1000千伏交流特高壓輸變電工程連接長江南岸與北岸的重要通道。蘇通GIL綜合管廊工程能否順利建成投運并安全穩定運行，對于整個淮南－南京－上海輸變電工程具有舉足輕重的作用。蘇通GIL綜合管廊工程GIL安裝安全防護體系設計及試驗是在對作業現場風險識別、危險源辨識的基礎上，開展安全防護體系設計及試驗，布置安全防護監測設備，確保蘇通GIL管廊工程GIL設備安裝安全管理工作處于可控、能控與在控狀態。

 

2 系統設計

2.1系統結構 

        火災自動報警系統由前端探測系統、消防電話系統、后臺控制系統組成，前端探測系統由總線短路隔離器、感煙探測器、手動報警按鈕、聲光報警器、輸入輸出模塊等組成；后臺控制系統區分主控端和分控端。主控端位于集中監控中心，各消防分區分別設置一個分控端，分控端負責匯聚前端探測器采集的全部信號并統一輸出到主控端；由電源線和信號線組成通信網絡系統，其中，前端各探測器信號線采用總線式或手拉手等連接方式接入分控端主機，分控端主機通過光纜采用星型連接方式接入主控端主機。 

消防電話系統由1臺電話主機和若干臺電話分機組成，電話主機硬件集成于后臺控制系統主控端內；分機與主機之間通過電話線相連，但由于傳輸距離較遠，需通過光端機進行光電轉換。系統以管廊內的消防設施為感知對象，將離散在管廊內部的火災自動報警設備、有害氣體探測設備及其他各類安全防護設施設備等設施全部感知起來，利用強大的計算機軟件系統，進行查詢、處理、統計、分析，從而實現對管廊內消防設施的遠程、集中監控管理。實時監控消防主機及前端消防探測器的運行狀態及報警狀態，并可將檢測信息接入至手機端進行展示。公共廣播系統前端喇叭通過rvv2×2.5電源線與功放連接，IP網絡適配器將模擬信號轉化成數字信號通過交換機匯聚傳輸至監控中心，監控中心通過網絡播控中心和 采集器來控制相關分區的節目內容及對終端的管理。

2.2設計方案

        本次安全防護體系研究主要是用于GIL安裝階段，且依據GB50838－2015《城市綜合管廊工程技術規范》中第7.5.7項規定“干線、支線綜合管廊含電力電纜的艙室應設置火災自動報警系統”。因此本設計仍補充研究上腔GIL 主設備區火災自動報警系統。前期調研發現GIL 管廊內作業人員眾多，各工序內用電、用火頻繁，存在較大安全隱患。而管廊長度較長，人員分散，發生火災時要實時探測到，且馬上告知管廊內外各關系人。為此考察了多個電力、交通、綜合管廊項目后，在此基礎上設計出火災自動報警系統，該系統具備4個基本功能:火災自動識別，保證馬上識別已發生的災情；消防電話系統，讓前端人員發現隱患或災情時能及時告知后端控制室；消防器材管理，保證各消防器材設施在需要時能正常運行；公共廣播，保證后臺控制人員對管廊內外能及時發布廣播內容。 

       根據綜合管廊實際情況，一般會設置有消防主監控中心和分控中心，消防分控中心內設消防集中報警系統。在主監控中心內設控制中心報警系統，各分控中心所控制防火分區內的電氣火災監控設備、氣體探測控制器等控制器之間通過ZR－RVS－2×1.5mm2雙絞線，采用菊花鏈方式進行組網；分控中心內的火災報警控制器通過 CANFIB－100BT 模塊與主監控中心實現光纖組網；分控中心內的火災報警控制器通過CANET－I－II－CAN模塊與主監控中心實現以太網組網；主監控中心內的火災報警控制器通過JBF－TD802傳輸設備與消防大隊聯網并與監控中心集中監控平臺通信。

        管廊長度及干線信號傳輸有效距離約為1500m，消防系統擬設 4 個主控分區，每個主控分區設置1臺分區端火災報警控制器( JBF－11SF－S)，支線信號傳輸有效距離約為200m，在每個主分區下擬設7個分控分區，每個分區監測200m區域，分區端火災報警控制器通過CANFIB－100BT模塊與主監控中心實現光纖組網。

每只總線隔離器可帶設備數32點，接入報警信號線；總線短路隔離器可采用環形或樹狀分支兩種總線短路保護形式。本工程采用樹狀總線短路保護形式。

       根據感煙探測器探測范圍約為5m，管廊內感煙火災探測器按照間距10m進行居中布設； 探測器至端墻的距離不應大于探測器安裝間距的 1/2。接入報警信號線，通過總線短路隔離器接入火災報警主機，每個總線短路隔離器保護的消防設備總數32點。

        在管廊內、管廊人員出入口處、防火分區節點等位置設置手動火災報警按鈕，管廊內部手動火災報警按鈕按照間距50m進行布設，接入消防電話線接回消防電話主機，且接入報警信號線，通過總線短路隔離器接入火災報警主機，每個總線短路隔離器保護的消防設備總數32點。

        在管廊內均勻設置聲光警報器，管廊內部聲光警報器按照間距30m的行業標準規范進行布設；需接入DC24V電源線；且接入報警信號線，通過總線短路隔離器接入火災報警主機，每個總線短路隔離器保護的消防設備總數32點。

采用16路規格的光端機進行設計，共設計6對近/遠端電話光端機；每組光端機一端對應多線電話主機，另一端對應1只電話分機。

2.3系統功能 

        火災自動報警系統，由觸發裝置、火災報警裝置、聯動輸出裝置以及具有其他輔助功能裝置組成，它能在火災初期，將燃燒產生的煙霧、熱量、火焰等物理量通過火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時顯示出火災發生的部位、時間等，使人們能夠及時發現火災，并及時采取有效措施，撲滅初期火災，減少因火災造成的生命和財產的損失，是人們同火災做斗爭的有力工具。

        消防電話系統是消防專用的通訊系統，通過消防電話系統可迅速實現對火災現場的人工確認，及時掌握火災現 場情況并進行其他必要的通信聯絡，便于指揮滅火及恢復工作。消防電話系統由消防電話總機、消防電話分機、消防電話插孔、手提式消防電話等設備構成。消防器材管理系統設計主要是通過二維碼技術對每個消防設施單體進行設備名稱、設備地址、設備代碼、巡檢 周期、設備組成、巡檢注意事項的定義。定義后的二維碼打印后張貼到單體設備上，之后通過手機APP讀取二維碼上相應信息，并實施快速巡檢、保修過程的把控，以統籌信息或報表方式顯現巡檢、維修過程，追溯設施安全 生命周期過程。

       公共廣播系統平時可以播放背景音樂，臨時通知、找人尋物;在有緊急情況下進行緊急消防報警。監控分中心可通過本系統對管廊內外進行廣播，指揮調度、組織救援等。

 

3 安科瑞綜合管廊電氣火災監控系統及消防設備電源監控系統選型

3.1電氣火災監控系統（管廊地下部分）

產品選型