电气火灾预警监测系统在地铁领域应用

电气火灾预警监测系统在地铁领域应用的研究[摘要] 针对地铁电气火灾和常规火灾的特点，利用光纤测温技术、蓝牙测温技术、无线射频技术、剩余电流探测技术、声表面波无源无线传感器技术科技成果转换成能够满足地铁要求的电气火灾预警监测系统。

[关键词] 电气火灾监控主机剩余电流式探测器蓝牙测温式探测器线型感温光纤火灾探测器

1前言

根据国家安全事故通报统计，全国每年多次发生的电气火灾事故，导致大面积停电、被迫停机，给国家财产造成重大经济损失。公安部消防局近年来中国火灾统计年鉴数据表示，全国发生的电气火灾已占各类火灾事故的41％以上；由电气火灾引起的重大火灾事故占各类重大火灾事故占70%以上。我国近5年内共发生火灾事故258315起，死亡1217486人，造成直接经济损失达250. 79亿人民币，电气火灾猖狂肆虐，每年都吞噬无数的生命和财产，造成很多人倾家荡产，家破人亡。电气故障引发的火灾在城市火灾事故中已列入火灾成因的首位,人们已清晰地认识到全面监测和预防电气火灾的发生已成为工程建设和设计中非常迫切的一项重要内容。

2 电气火灾在地铁领域的现状

地铁设施是投资巨大、设备系统复杂、人员密集的公共场所,但由于地铁是构筑于地下的大容量轨道交通系统，由于地铁运营环境

的特定性等因素，地铁突发火灾事故，乘客紧急逃生极其困难，乘客逃生意识差异大，群死群伤的可能性极大。若遇到电气设备引起的火灾，事故后造成停电，地下一片漆黑，混乱状态可想而知，多年来世界上地铁火灾惨痛的教训给人们以刻骨铭心地警示。地铁发生火灾不仅将造成巨大的经济损失、重大的人员伤亡，还会引起交通秩序和社会秩序的混乱甚至产生不利的政治影响。据不完全统计全球发生大型地铁火灾事故50多宗，造成惨重的人员伤亡和经济损失（见表一，国外地铁火灾事故统计表，不含国内），地铁火灾事故发生原因分析比例如下：

可见，地铁电气设备造成的大型火灾事故在整个火灾成因中占32%的最高比例，其次是原因不明成因，可见对地铁电气设备的综合性火灾预警和监控是非常必要和重要的。我国地铁发展相对集中在近10年，，然而在国内所有地铁防范措施却恰恰忽略电气火灾的发生和预警。

3 多功能电气火灾预警监控系统的目标功能

3．1 全面预防和监测各类台式电气设备因过热引起的火灾。

3．2 全面预防和监测送电线路因漏电和电弧引起的火灾。

3．3 线型感温光纤电气火灾探测器不但具有探测线型电气设备（高低压电缆、母线）引起的火灾功能外，还应具有具有探测长距离大空间的区间隧道火灾探测功能；并应具有长距离大空间的实时

环境温度探测功能。

3．4 系统主机应具有高度集成最新高科技光纤测温技术、蓝牙技术、射频技术、高精度测量技术、通信网络技术等，实现一机多功能特点，一台主机要实现电气火灾探测的全部（点式测温、线型测温、回路剩余电流、区间隧道火灾报警、区间隧道和站台站厅空间环境温度场的温度检测等）功能，不但具有电气火灾全面预警和监测的功能外，还应具有为环境监控部门和电气设备维护检修部门提供科学的实时数据和历史数据，以便为环控设备的优化运行、节能增效和电气设备的状态检修服务。

4、多功能电气火灾预警监测系统组成

1）电气火灾监控主机

2）剩余电流式电气火灾监控探测器

3）蓝牙测温式电气火灾监控探测器

4）线型感温光纤火灾探测

5各探测器保护对象

感温光纤探测器：实现对站台站厅电缆沟、电缆竖井、区间隧道35kv高压电缆、区间隧道火灾报警、区间隧道和站台站厅温度场的监测。

蓝牙测温探测器：实现对变压器高压接头、电压器低压出线接头、进线开关柜、母联开关柜、大电流开关柜等的重要接头的温度探测。

剩余电流探测器：对低压馈电线路剩余电流的探测。

6 新技术

采用当今世界前沿高科技的光电子技术：背向喇曼散射和otdr 技术；最新的蓝牙射频高科技技术和独创的高压取电技术。

背向喇曼散射和otdr技术：把一定指标要求的脉冲激光偶合到光纤里，与光纤中的分子相互作用，一些光子被反射回来，他们携带着分子的热运动信息，反射光的光谱带有光纤的温度信息，因为激光的光速是已知常数，所以可以根据激光脉冲在光纤中的传输时间来确定热点的位置，既光雷达原理。以极短时间间隔对整条光纤扫描，就可确定温度沿光纤的分布情况，既温度与距离的对应关系。

蓝牙射频技术：具有非常强大的传输调制信号的功能，即使在有干扰信号和阻断信号的情况下，该系统也可以做到以最高的质量发送并且以最好的灵敏度接收调制信号，采用ism频段和调频、跳频技术及双核cpu及dsp，传输的是数据信号，使用权向纠错编码、arq、tdd和基带协议。因此具有很高的准确性、可靠性。

7 系统的作用

7.1系统完整性：系统能同时完成线型光纤测温式电气火灾探测器、蓝牙测温式电气火灾探测器、剩余电流式电气火灾探测器的信号处理和各项功能实现任务，具有强大的报警监控能力和数据处理能力。

7.2点式和线型同时检测：实现点式测温和线型测温双层功能，

以满足点式测温和线型测温同的需要。蓝牙测温式电气火灾探测器实现点式测温功能，光纤测温式电气火灾探测器实现线型测温功能。

7.3差、定温双重预报：同时实现定温和差温预警、报警双重功能，使系统在任何复杂情况下都能正确工作。

7.4光纤本征性：线型光纤温度电气火灾探测器具有空间的分布性、检测的连续性和实时性、被保护设备沿线温度场的分布与连续距离坐标的对应性和火灾时的火情分析、不受电磁干扰等特点，无不体现出他的强劲优势。

7.5超高灵敏性：无线蓝牙技术，数字信号传送，多级密码校验，传输超高的灵敏性，不对其他设备产生影响，工作可靠，是以往的无线模拟信号传输远远所不可比拟的。不存在电气设备在安装时现场布线的复杂性和安全性。

7.6独特性：独创的高压自取电技术和蓝牙技术，解决了测试仪器与高压带电体的绝缘、带电爬距、积尘污秽、清刷维护、检修管理等电力系统长期以来难于解决的技术难题。

7.7系统采用的非独立式探测器，进行分散数据检测，信息集中处理和自动管理，运行人员在控制室就可以获得各类信息，不需要到现场巡查、抄表、手工输入的落后工作模式。

结语

电气火灾监控系统是为预防电气设备由于种种原因造成电击伤