武广高铁浏阳河隧道火灾自动报警系统设计

1、电气防火 武广高铁浏阳河隧道火灾自动报警系统设计(陶力军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陶力军(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉市430063武广高铁浏阳河隧道火灾自动报警系统设计摘要介绍武广高铁浏阳河隧道火灾自动报警系统的构成、设计方案、功能以及主要设备的技术参

2、数。关键词高铁隧道光纤分布式温度监测火灾报警消防联动控制浏阳河隧道位于武广高铁长沙南站北端,穿越长沙市区和浏阳河,隧道全长10115m ,其中下穿浏阳河段362m 。隧道采用单洞双线结构形式,开挖断面跨度15m ,高13.5m 。浏阳河隧道设置火灾自动报警系统,实现火灾的早期探测、报警,火灾发生时联动控制消防设备,防止和减少火灾危害,保障铁路运输生产和人民生命财产安全。1系统构成浏阳河隧道火灾自动报警系统由光纤分布式温度监测报警系统和消防联动控制系统组成。光纤分布式温度监测系统对浏阳河隧道进行连续实时在线监测。监测系统由2台光纤分布式温度监测主机、隧道两侧敷设的感温光缆以及光纤连接器件等构成;

3、系统另设有1台集中火灾报警控制器、3台区域火灾报警控制器、手动报警按钮、消火栓按钮、后备电源、一体化声光报警器以及连接电缆等。发生火灾时,光纤分布式温度监测系统向火灾报警控制器输出火灾报警信号;现场人员通过手动报警按钮、消火栓按钮,把火灾报警信息发送给火灾报警控制器并联动控制消防水泵等消防设备,启动一体化声光报警器等警报设施。浏阳河隧道火灾自动报警系统构成见图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图2光纤分布式温度监测系统的工作原理框图Fig.2Working principle block diagram

5、of distributed fibertemperature monitoring system2系统设计方案2.1光纤分布式温度监测系统2.1.1光纤分布式温度监测系统的工作原理光纤分布式温度监测系统主要依据光时域反射原理(OTDR 和光纤后向拉曼散射的温度效应。工作原理框图见图2。当主监测机中的激光光源向光纤注入光脉冲后,由于光的散射会引起能量的损耗,脉冲大部分传到光纤末端后消失,但一小部分后向散射光会沿着光纤反射回来,对这一后向散射光进行过滤,很容易将拉曼散射光与其他后向散射光区分开。由于拉曼散射光与温度有着密切的关系,对这部分拉曼散射光进行DSP (数字信号处理处理,从而获得整条光纤

6、上的温度分布信息。2.1.2光纤分布式温度监测系统设备在浏阳河隧道两侧顶部各安装一条感温光缆,在隧道内DIIK1563+190、DIIK1567+690两个综合洞室各安装一套光纤分布式温度监测主机,通过光纤连接器件连接组成隧道火灾监测系统,对隧道进行实时在线的火情监测。感温光缆采用环型自愈方式布设,从光纤探测单元的光通道1引出一条感温光缆,沿隧道一侧上方敷设至远端,在远端地下穿越铁轨,从隧道另一侧上方敷设至起点并接回光纤探测单元的光通道2。如感温光缆出现断点,系统能够自动检测,并自动切换到单端测量模式(从断点两端测试,断点后的信号采集不会丢失。感温光缆采用钢索吊装方式,每隔5m 左右安装一个吊

7、钩,张紧钢索固定于吊钩上,感温光缆采用扎带与钢索固定在一起。感温光缆主要探测隧道内的火灾信息,将所探测的隧道区域按100m 一个区间设置为防火分区。光纤分布式温度监测系统设备布置见图3。光纤分布式温度监测主机与火灾报警控制器均布置在组合柜内,组合柜设于隧道综合洞室。监测主机接收并处理感温光纤监测的火警信息,实时显示隧道内的温度分布曲线、各点温度随时间变化曲线,对隧道内火警信息做到早期预警,提供火灾蔓延方向的判断,以电子地图形式显示隧道内各点的详细信息,并通过LAN 接口将监测状态信息上报消图3光纤分布式温度监测系统设备布置图Fig.3Equipment layout of distribute

8、d fiber temperature monitoring system16280电气防火武广高铁浏阳河隧道火灾自动报警系统设计(陶力军防控制中心。系统具有最高温度报警、温度上升速率报警、最高温度与平均温度差值报警3种报警形式,同时具有光纤破坏报警、测温设备异常报警等功能。可设置多级定温报警,如30初报警,40预报警,50确认报警并启动消防联动设备等,并且可以根据环境不同进行修正。为避免发生误报,采用定温报警的同时,还可以设定差温报警和最高温度与平均温度差值报警,可基本消除误报。2.2火灾自动报警和消防联动控制系统火灾自动报警和消防联动控制系统为智能型总线制集中报警系统,采用集中与分散相结合

9、的报警及控制方式,消防控制中心设在浏阳河隧道北口的控制室内。消防控制中心设一套集中火灾报警控制器,分别在隧道内DIIK1563+190、DIIK1567+690两个综合洞室及消防泵房内各安装一套区域火灾报警控制器,隧道DIIK1566+273至DIIK1566+923定点疏散范围内两侧每隔50m 设手动报警按钮,上述设备通过控制电缆连接共同构成火灾自动报警系统。探测区域内一旦发现所测量温度值超过标准设定的报警温度值时,光纤分布式温度监测系统直接通过输出干接点信号的方式把实时报警信号发送到区域火灾报警控制器,区域火灾报警控制器得到确认火灾报警信号后联动控制消防水泵同时发出声光警报。火灾自动报警和

10、消防联动控制系统设置了本地UPS 不间断电源装置,停电后可连续供电8h 。3系统主要设备技术参数3.1光纤分布式温度监测主机监测主机支持独立控制和独立报警功能,当不能通过火灾报警控制器报警或不能向消防控制中心传递报警信息时,本机能够独立发出声、光报警,并指示火灾发生位置。主要技术指标如下:a.最大探测距离,6km ;b.监测通道,4通道;c.测试连接方式,双端测试;d.起火点定位精度3m ;e.温度精度,±1;f.测量时间,10s /通道;g.内置显示器,不小于10英寸的触摸屏显示器,能够显示温度曲线、报警位置和设置参数,并具有屏幕保护功能;h.报警方式,定温报警、差温报警、差定温报

11、警(软件可设置;i.防护等级,IP65;j.激光器安全级别,必须为Class 1M 级(IEC 60825-12007激光产品的安全第1部分:设备分类和要求以上,保证激光暴露(如光纤断裂后后对人体无伤害。3.2感温探测光缆感温探测光缆坚固的铠装护套具备良好的抗啮咬、抗振和防护特性,良好的温度传导性能,保证快速的温度探测。感温光缆外护套采用抗延燃、无烟、无卤聚合物材料,护套材料抗老化、抗腐蚀。主要技术指标如下:a.光纤类型,GI 50/125m (芯线/包层渐变折射多模光纤;b.衰减要求,<3.5dB /km 850nm ,全程衰减不得超过监测主机的要求。3.3火灾报警控制器主要技术指标如下:a.控制器容量,可连接10个火灾报警回路;b.回路容量,每回路可连接250个编址部件;c.信号总线长度3000m ;d.系统报警响应时间小于3s ,回路报警响应时间小于750ms 。1公安部沈阳消防研究所.GB 50116-98火灾自动报警系统设计规范.北京:中国计划出版社,1999.2公安部沈阳