大型铁路车辆基地火灾自动报警系统特殊设计

张文芳 王凯杰

张文芳:铁道第三勘察设计院电化电信处 工程师 300251天津

王凯杰:铁道第三勘察设计院电化电信处 高级工程师 300251天津

大功率机车检修基地、客运专线综合维修基地、动车检修基地 (简称检修基地)是高速列车的“体检中心”，是保障高速列车安全、稳定运行的基础设施，承担着和谐型大功率机车检修、快速客运铁路基础设施综合养护维修、动车组3～5级检修的重大任务。检修基地具有建筑物种类多，地点分散，大型重要生产厂房、库房较多的特点，其火灾自动报警系统 (简称系统)设计与铁路站房或民用建筑既有系统设计有很大区别，具有一定的特殊性和复杂性。

1 消防管理体制

检修基地管理人员少、建筑分散，许多大型库房无24 h值班人员。为了保证及时处理灾害状况，减少火灾损失，系统设计采用集中监控方案，如图1所示。将基地综合办公楼的消防控制室作为基地的消防监控指挥中心，实时对全基地范围内火灾进行监测，以及对相关消防设施联动控制，同时消防控制中心向部综合调度中心及市内相关消防部门上报灾情信息。

图1 集中监控方案示意图

基地消防控制中心设置有火灾报警主控制器、系统监控工作站、消防联动控制盘、消防专用电话总机、火警119电话等设备;主要建筑及库房的值班室配置区域型火灾报警控制器;各建筑的区域型火灾报警控制器与主控制器之间组成光纤环网。

2 大型检修库房火灾探测器的选择

检查库、检修库等大型库房库区面积大、净空高，为火灾自动报警一级保护对象。库房边跨的各办公房屋、公共区域设置常规的感烟探测器。库房的开敞区域为重点保护区域，火灾探测器的设置宜采用复合式探测方案:净空高于12 m的库区采用吸气式烟雾探测火灾报警系统，可对烟雾进行极早期探测，同时采用图像型感火焰探测系统进行定位探测，配合暖通专业设置的消防炮实现灭火功能。

吸气式烟雾探测火灾报警系统，由消防控制室的吸气式火灾报警监控工作站、现场的吸气式感烟探测主机及空气采样管网组成。通过分布在探测区域采样管网上的采样孔，将空气样品抽吸到探测报警器内进行分析，并在监控工作站上实时显示保护区域的烟雾浓度和报警、故障状态。吸气式烟雾探测器通过专用信号总线与消防控制室的吸气式火灾报警监控工作站连接，同时通过监视模块连接至集中火灾自动报警系统信号总线上。

图像型火灾探测系统，包括设置于消防控制室的信息处理主机、防火并行处理器、视频切换、控制设备、电视墙，以及设置于库区现场的图像型探测器、现场电源等。图像型探测器设置于现场，在探测方式上属于感火焰型火灾探测器，由红外摄像机、彩色摄像机组成，可将采集到的红外视频图像信号、彩色视频图像信号传送给信息处理主机，将火灾探测和图像监控有机结合，同时获取现场火灾和图像信息。图像型火灾探测系统通过监视模块与集中火灾报警控制器连接。

3 消火栓远程启泵

消火栓泵一般采用集中设置方式，各建筑内的消火栓按钮均需接入消火栓泵控制柜，遇火灾时能够实现远程启泵功能。消防控制室内的手动控制盘设手动启泵按钮，采用硬线方式将水泵控制柜连接至消火栓泵，实现直启功能。

消火栓启泵按钮工作电压一般为DC 24V，如果建筑物间距离过远，串接的消火栓启泵控制电缆距离过长，电压损耗较大，通过控制电缆直接启泵的功能可能无法保证。按照《火灾自动报警系统设计规范》(GB-50186-98)第6.3.2条，及《消防联动控制系统》 (GB16806-2006)4.12.1.2的规定，要求消防控制室应显示启泵按钮的位置，并没有强制消火栓具有直接启泵按钮。为了保证消火栓按钮按下后的启泵功能，设计了消火栓按钮直接启泵、消防联动控制启泵及消防控制室手动直接启动3种启泵方式。当消火栓按钮按下后，如消火栓按钮无法启泵，则报警信号通过回路线传至集中火灾报警控制器，由集中火灾报警控制器自动联动启动消火栓泵，紧急情况下还可通过手动控制盘的紧急按钮直启。消防泵消火栓启泵原理如图2所示。

4 消防电话系统特殊设计

图2 消防泵消火栓启泵原理

检修基地设置消防专用电话系统，采用总线制专用电话，由设置于基地综合办公楼消防控制室的消防电话总机、设置于现场 (包括各类检修库等生产建筑的值班室、消防泵房等处)的消防专用电话分机及电话插孔构成。在消防控制室设置用于“119”火灾报警的外线电话。

如果检修基地建筑分散，各建筑之间距离较远，建筑内电话分机至综合办公楼消防控制室的消防电话总机距离过长 (超过1500 m)，不满足消防电话线缆的传输距离，这种情况下需要在库区中间位置 (满足消防电话线缆传输距离)，且有消防控制室的建筑内增设一部消防电话总机。具体设置方法为:在该建筑内的消防值班室设置消防电话分机与综合办公楼消防控制室的总机A相连，再增设一台消防电话总机B与远端几个建筑的消防电话分机相连;当远端建筑采用消防电话分机向消防电话总机B报警后，值班员再通过该房间内的消防电话分机向综合办公楼消防控制室的消防电话总机A报警，通过人工操作实现远距离消防电话分机向电话总机报警的功能。消防电话网络如图3所示。

图3 消防电话网络

5 接触网压开关控制设计

在检查库、检修库等库内设有接触网，其电力网压开关设置在库前或库后。火灾情况下，为保证人员和电力系统设备安全，需切断高压接触网电源。为避免非正常因素导致接触网27.5 kV高压短路电流对现场设备的危险影响，火灾自动报警系统需采取加强方案。

1．系统构成方案。库门内侧设置集中模块箱，内配控制模块、监视模块、中间继电器及隔离变压器。控制模块和监视模块通过独立的信号总线连接至系统主机，并经中间继电器、隔离变压器与室外接触网杆操纵机构控制箱接口，对接触网隔离开关的分闸控制和反馈信号进行回采。消防控制室内系统主机增设1块专用回路板，仅接入接触网隔离开关控制/监视模块信号总线。配置1块联动控制盘，实现火警情况下，远程人工控制切断接触网隔离开关的功能。

2．接口及传输电路方案。系统与接触网隔离开关分闸控制电路之间，采用干接点接口及光缆传输，点对点配置一对干接点光电转换器，其中近端 (靠近机房侧)光电转换器设置于库门内侧的模块箱内，远端 (靠近接触网杆侧)设置于距离模块箱有一定距离(间距不小于1 m，光缆长度不小于5 m)的另一个传输接口箱内。近端、远端光电转换器之间通过室内多模光缆互连，实现控制干节点信号、回采辅助干接点信号的“电—光—电”转换及传输。近端光电转换器由系统的24 V电源供电，远端光电转换器需独立设置双路AC 220 V电源供电 (不利用系统电源)。接触网开关接口原理如图4所示。

火警情况下，系统主机向控制模块输出控制信号，控制模块通过“电—光—电”转换，将控制信号传至接触网杆操纵机构控制箱隔离开关，实现AC 220V分闸控制。接触网隔离开关分闸信号通过“电—光—电”转换，传至监视模块，由监视模块向火灾自动报警系统输出分闸状态信号。电缆引入传输接口箱处设置电涌保护器，以防因外界干扰突然产生尖峰电流或者电压，起到一定的电涌防护作用。

6 结论

对大功率机车检修基地、客运专线综合维修基地、动车检修基地等大型铁路车辆基地的火灾报警设计特殊性及难点进行分析，介绍火灾自动报警系统在铁路车辆基地的设计方案，为大型铁路车辆基地火灾自动报警系统的设计提供参考和借鉴。

图4 接触网开关接口原理

［1］ 中华人民共和国铁道部．GB50116－1998火灾自动报警系统设计规范［S］ .1998．

［2］ 铁道第三勘察设计院.北京动车段工程施工图防灾安全监控系统施工图设计［R］ .2008.