地鐵消防聯動切非方案芻議

何 晶

（北京起重運輸機械設計研究院，北京 100007）

1 引言

為提高地鐵運營的安全，確保地鐵在火災發生時能實現自防自救，在地鐵車站設置了較為完善的火災自動報警系統。然而，在火災發生后，實施正確的消防聯動是非常重要的環節，在確定火情后，如何通過FAS實現聯動切除非消防電源（以下簡稱切非）又經常使設計者和調試人員感到困擾，如何通過理解消防聯動的切非需求和原理，制定合理的聯動切非方案尤為重要。

2 切非原理

在火情確認后，由火災自動報警系統通過控制模塊對動照箱或低壓柜內需要切非的回路發出聯動切非命令。

一般在動照箱或低壓柜內需要切非回路中，選用帶分勵線圈的斷路器來進行消防聯動切非。分勵脫扣器是一種遠距離操縱分閘的附件，為短時工作制，線圈通電時間一般不能超過1s，否則線會被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀，在分勵脫扣線圈串聯一個微動開關，當分勵脫扣器通過銜鐵吸合，微動開關從常閉狀態轉換成常開，由于分勵脫扣器電源的控制線路被切斷，即使人為地按住按鈕，分勵線圈始終不再通電就避免了線圈燒損情況的產生。當斷路器再扣合閘后，微動開關重新處于常閉位置。FAS切非原理及過程如圖1所示。

圖1

圖1中，QF1為分勵脫扣線圈，右側QF1為其觸點。當設備正常運行時，動照箱或低壓柜內的斷路器閉合, 微動開關QF1’處于常閉狀態；當發生火災且火情確認后，由FAS聯動控制模塊輸出切非命令，FAS中間繼電器線圈得電，常開觸點閉合，動照箱或低壓柜內1KA線圈得電，1KA的觸點吸合，QF1分勵脫扣線圈得電，微動開關QF1’從常閉狀態轉換成常開，斷路器斷開，由105和107端子反饋FAS切非信號。

在設計時需要設計者應注意兩點：

（1）一般消防輸出控制模塊的聯動電源在24V左右，不能直接控制 220V的聯動設備，必須為受控設備增設中間繼電器。而且雙方觸點形式為常開接點，所有DI/DO信號均可構成獨立回路，無公共接線端，保證FAS設備正常運行。

（2）FAS反饋信號來自分勵脫扣器斷開信號，不應取斷路器斷開信號，因為當受控設備故障維修時，斷路器斷開信號同樣會反饋到FAS中。

3 聯動控制輸出命令形式的選擇

在FAS發出聯動控制命令的時候，通常有兩種形式：一種是電平輸出信號，即輸出命令信息由火災自動報警系統保持；另一種是脈沖輸出信號，即火災自動報警系統發出的命令是具有一定寬度的脈沖信號。這兩種輸出命令，需要設計者和調試人員選擇合適的輸出信號來保證FAS系統的可靠性。

第一種方式：在聯動切非過程中，由火災自動報警系統控制模塊發出 DC24V持續電平信號進行切非，信號始終處于保持控制狀態。這種方式帶來的缺點是長時間的電平輸出擴大了系統的帶電范圍，增加了故障的可能性。而且在北京地鐵四號線項目中出現了脫扣器較緊，脫扣器分勵不下來線圈長期帶 220V電壓過熱，燒毀分勵線圈燒毀繼電器觸點，造成了設備的損害。

第二種方式：在聯動切非過程中，由火災自動報警系統控制模塊采用帶有一定寬度的脈沖信號進行輸出。這種方式的優點是脈沖信號發出后脫扣不下來時不會燒分勵脫扣器，保證了設備的安全性。但是由于脈沖信號的瞬時性，在查找故障的時候不容易監視到模塊控制的輸出24V電壓。

綜上所述，為了保證設備的安全可靠性，建議設計者和調試編程人員在聯動控制輸出命令選擇脈沖信號。

4 切非優化方案

《地鐵設計規范》中19.2.15 條款規定：“根據火災涉及區域，按供電配電范圍，消防控制設備應在配電室或變電所切除相關區域非消防電源，接通應急照明燈和疏散標志燈電源，監視工作狀態”。

根據以上條款，按照切非位置即 400V低壓配電柜、照明配電室、環控電控室及現場就地配電箱，詳細闡述如何制定聯動切非方案。

動力照明及低壓配電按其不同用途及重要性分為三級：一級負荷有兩路來自變電所不同低壓母線的電源供電，一用一備在末端配電箱處自動切換。二級負荷由來自變電所的一段低壓母線的電源供電，當該段的低壓母線失電時由低壓母聯斷路器切換保證供電。三級負荷由一路電源供電，當供電系統一路電源失電時，自動切除該負荷。

（1）400V低壓配電柜切非方案

對于一級負荷、二級負荷根據設備用途按照防火分區在 400V低壓配電柜分支路進行切非。由于一級負荷、二級負荷所帶設備有許多是消防專用設備（如消防泵、專用排煙風機等），還有許多是兼用設備（如車站主送/排風機、疏散扶梯、主排水泵、廢水泵等），這些設備火災時都要執行消防救災任務，火災時不能切除電源。因此，對于一級負荷、二級負荷在 400V低壓配電柜分支路切除非消防電源較為合理。

以下需設計者注意的是在一級負荷、二級負荷中不切非的回路和切非點的位置：

1）廢水泵用于火災時排除車站內滅火的消防水。

2）暖通空調電控柜除火災排煙兼用設備外可切除，切非點應在環控室暖通空調電控柜。

3）車站主送/排風機為火災排煙兼用設備。

4）消防泵火災專用設備。

5）疏散扶梯為站廳站臺疏散扶梯，用于火災時人員疏散。

6）1-2#動力箱切非點在照明配電室動力箱中。

7）出入口自動扶梯切非點在現場配電箱等。

對于三級負荷，火災時在三級負荷總開關切除較為適宜。

首先根據負荷重要性分析：三級負荷回路中所帶設備為車站設備中非重要負荷，主要有冷水系統中的設備、廣告照明、商業用電、維修用電等。在非火災情況下，當車站雙路電源中一路出現故障的情況下，允許設備斷電。因此在火災緊急情況下，應以人為本，立即疏散火災相關區域人員，不要兼顧考慮商業利益和工作需要等因素，采取最簡單快捷的切非措施，完全沒有必要按照防火分區分支路切除。

其次出于安全性考慮，當火災發生時，車站及區間的空間狹小，救火時防火分區以外產生的水和帶電的設備及易發生事故。因此在火災緊急情況下，應將與消防無關的三類負荷在總開關切除，以減少火災時的安全隱患。

（2）照明配電室切非方案

照明配電室負責站廳、站臺、出入口、人行通道、風道及設備管理用房的照明配電及控制，同時也負責區間照明和動力維修的配電及控制。

照明配電室內一般設有動力箱和照明箱。其中，動力箱內需切非的為電伴熱，包括風道電伴熱、疏散通道電伴熱及出入口電伴熱等，而且任一防火分區著火均應切除。節電照明和工作照明等照明箱按照防火分區切除。

需要設計者注意的是照明配電箱內分支路可按防火分區適度整合設置總接觸器或者總分總分勵脫扣器，便于消防切非且不會造成切非范圍過大引起恐慌。

（3）環控電控室切非方案

環控電控室為暖通空調設備的集中配電控制房間，設在通風空調設備的負荷中心附近，負責通風空調設備的配電及控制。其中許多是火災兼用排煙設備，需切非的回路有：人防加壓風機及環控電控柜三級負荷。

需設計者注意的是由環控電控柜配電的閥門箱一般分為電閥門箱和水閥門箱。電閥門箱為火災兼用的電動風量調節閥配電箱；水閥門箱為冷卻泵、塔內閥門配電箱。

（4）現場就地配電箱切非方案

需要注意的是出入口自動扶梯配電箱的切非，此配電箱一般兼用出入口潛水泵配電，在火災切非時切除出入口扶梯的回路，潛水泵回路不能切除，潛水泵除排除雨水外還兼用消防排水用。

（5）建議車站綜合控制室電源火災時不切除

地鐵車站綜合控制室兼用消防控制室是車站發生火災時的救災指揮中心，各系統的救災模式指令均從這里發出，消防員通過廣播和CCTV等設備組織救災工作。雖然系統配有UPS電源，但火災時如將市電切除，所有系統均靠 UPS供電，此時 UPS電源用電容量集中，各系統對它的依賴性很大，一旦UPS電源或電池故障，將影響救災工作。因此，建議車站綜合控制室電源火災時不切除。

通過以上切非方案簡單優化，400V及動力照明系統與FAS系統接口清晰，使雙方系統均通過優化更趨于合理。對FAS系統來說，通過優化，減少了模塊（箱）的數量，降低了系統的復雜程度，同時提高了系統的可靠性； 400V及動力照明系統通過優化，減少了元器件數量，降低系統設備的成本；對于運營來說，方便運營及后期維護。

5 結論

合理的消防聯動方案應根據聯動對象的功能，在滅火和疏散過程中所起的作用確定，做到既滿足規范的要求，又最大限度的發揮火災報警系統在防火滅火中的作用，同時又要不致因為它的動作引起火災擴大或其他不良影響。不能隨意擴大，也不能隨意縮小，真正達到自防自救的目的。

[1]火災自動報警系統設計規范.GB50116-98.

[2]火災自動報警系統施工及驗收規范.50166-2007.

[3]建筑設計防火規范.GB50016-2006.

[4]高層民用建筑設計防火規范.GB50045-2005.

[5]地鐵設計規范.GB50157-2003.