地铁气体灭火控制器的改进措施
2011-05-26 18:08
地铁气体灭火控制器的改进措施
【摘 要】论述气体灭火控制器的特点、功能,分析实际应用中存在的问题。从气体灭火控制器的结构设计、安装方式、减少信号干扰等方面提出改进措施,说明这些措施应用到地铁设备房的气体灭火控制器中可大大减少误喷误报等事件,从而提高气体灭火系统的工作可靠性。实践表明,南京地铁1号线采取这些措施后,取得了良好的效果。
【关键词】城市轨道交通 气体灭火 灭火控制器 南京地铁
地铁处在地下封闭空间,乘客众多,设备先进,一旦发生火灾,将造成不可估量的经济损失和重大社会影响,因此防灾救灾工作成为地铁的首要工作。南京地铁1号线全线11个地下车站的通信、信号设备房、变电所、变压器室、开关柜室、整流器柜室,以及地铁控制中心大楼重要设备机房,均设置了七氟丙烷(HFC227ea)气体灭火系统,以达到及时发现火情并灭火的目的。因此,如何保证气体灭火系统安全可靠地工作,防止其误报误喷,成为地铁运营中一个重要的课题。
笔者对气体灭火控制器的安装方式、结构设计、减少信号干扰等方面进行了分析研究,提出了改进方法,并且论证了其可行性。
1、气体灭火控制器概述
气体灭火控制器(或称气体灭火释放模块)一般为模拟可寻址控制器,可直接与分布式火警回路控制台交换信息,通常适用于二氧化碳(CO2)、卤代烃(Halon)等气体灭火系统,同时具有安装简单、操作方便的特点。
气体灭火控制器一般包含三大功能:手动释放、释放停止、手/自动切换。手动释放一般用于保护区发现火灾后系统没有喷气时,或气体灭火系统处于手动状态下,消防值班人员赶到现场按下该按钮,可以直接释放气体,从而实现保护的目的;释放停止按钮一般用于探头误报的情况下,防止气体误喷气;手/自动切换一般用于有人员进入该保护区时,防止喷气造成人员伤亡。
2、目前使用中存在的问题
现气体灭火控制器采用上进线安装方式,由于多数站点均设置在地下,设备安装位置通风不畅,或墙体渗漏造成透水,或空调冷凝水沿桥架、管线流至设备接线端子或直接泄漏至线路板,造成线路之间绝缘电阻降低,严重时产生短路,或使线路板腐蚀氧化,发生故障甚至使系统误动作。
另外,在地铁列车启动时,用数字式示波器在现场连续多天测量,发现存在很强的电磁干扰,电源线上叠加的可以检测到的高压脉冲可达近40V。由于脉冲持续时间长,以往经常出现电解电容爆炸或电源输入端短路现象,虽然厂家对产品进行了改进,提高了电解电容的耐压值,同时也提供了专用的滤波器,但在应用过程中仍然会经常发生类似电源输入端击穿短路的现象。
南京地铁在2006年发生了首起气体误喷事件,后查明:由于南京站靠近南京玄武湖,在夏季湿度非常大,墙面出现积水,渗进气体灭火控制器,造成系统短路,发出手动释放指令。南京地铁气体灭火系统自运营开通以来,发生数起误喷气事件,造成的经济损失达10万元左右。在对每次误喷事件仔细分析之后,发现基本上都是由于气体灭火控制器进水和受到列车启动信号干扰造成的。
3、气体灭火控制器的改进方法
3.1 结构设计
为了防止水滴进入线路板,将线路板安装位置调整到操作面板上,以尽量远离并避开进线孔和箱体背板,将原先固定在箱体内的释放模块、输入模块、输出模块以及扩展继电器全部移至线路板上,原释放模块上所有的输入输出端均用BV线引至新的线路板,在线路板的边缘设置回弹式可插拔接线端子,所有外部接线经过U型固定后接入线路板。为此,适当增加箱体的厚度,以尽可能增加背部空间,即增加线路与箱体背板的距离,同时在箱体和门之间增加密封橡胶,以保证水滴除进线口外,不能从其他部位进入箱体。
系统的6个指示灯全部焊接在新线路板上, 3个功能按键也直接连至线路板上,在线路板内部进行电气连接,最后全部通过右上侧的接线端子输出。这极大地减少了箱体内的接线,也避免了积水滴落线路板造成危险(见图1)。
3.2 安装方式
为避免结构水或冷凝水顺着导线滴入盒内,特将原先气体灭火控制器上进线方式(见图2)改为下进线方式,走向如图3所示。
如果进线方式在改造现场没有办法改变,还可以采取改变内部线路走向的方法进行(见图4)。将原先安装在箱体内部的接线端子去除,改为两处骑马卡,将外部进线在箱体内弯曲成U型并固定在箱体背板上,一端进线一端出线,这样可以使沿进线管渗入的水汽或水滴汇集在U型弯底部,并自然聚集沿箱体背板流入箱体底部,通过箱体底部落水孔流出箱外。
另外,还在有条件的设备房墙面将原来明线铺设改为暗线铺设,同时将气体灭火控制器镶嵌在墙体内,从而减少积水进入的机会。
3.3 防止信号干扰
首先,为加强系统的抗干扰能力,提高系统可靠性,防止系统误喷气。在电磁阀的启动输出信号回路上,串入两个并联的常开触点,一个是警铃控制模块的触点,一个是手动启动开关的触点(见图5)。当系统处于自动状态、启动延时灭火程序时,警铃控制模块继电器吸合,接通电磁阀的控制回路;当系统处于手动状态、按下启动按钮时,手动启动开关触点闭合,同样可以接通电磁阀的控制回路,使电磁阀进入正常工作状态。
其次,针对在地铁列车启动时现场存在的强电磁干扰,决定在电源输入回路增加一级DC DC,使其输入电压能够承受高达60V的高压。当输入电压高于24. 7V时,输出电压能够稳定在23~23.5V之间;当输入电压低于24.7V时,输出电压比输入电压低约1. 2V,确保进入气体灭火控制器的电源电压不高于24V。
最后,在气体灭火控制器的信号输入端,增加滤波磁环和高频滤波电容,同时在条件许可的情况下,将气体灭火控制器的电源线改为屏蔽线,将屏蔽层接地,以进一步提高系统的抗干扰能力。
4、结论
在安装方式、结构设计、减少信号干扰等方面采取了这些改进措施后,使南京地铁1号线部分车站取得了良好的效果,气体灭火系统由于气体灭火控制器造成的误喷误报事件从来没有发生。
综上所述,上述改进方法是可行的,达到了当初的设计效果。
参考文献
[1] GB 50370—2005气体灭火系统设计规范[S].北京:中国标准出版社,2006.
[2] GB 50157—2003地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.
[3] GB 50116—98火灾自动报警系统设计规范[S].北京:中国计划出版社,1998.
[4]林国荣,张德友.电磁干扰及控制[M].北京:电子工业出版社,2003.
[5]骆明宏.南京地铁1号线的气体灭火设计[J].城市轨道交通研究,2007,10(5):53 55.
