传感器在城市轨道交通火灾自动报警系统中的应用研究

齐晓华，张 勇，魏冠义

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 451460)

1 FAS在城市轨道交通安全运行中的重要作用

城市轨道交通车站具有空间小、人员密度大、火灾隐患多、人员疏散困难等特点，因此(FAS火灾自动报警系统)对于轨道交通的安全、可靠、舒适运行十分关键。城市轨道交通FAS可分为地下车站(区间)系统，地面和高架车站(区间)系统，停车场系统，主变电站系统和控制中心系统等。地下车站系统包括站厅和站台系统，一般设备用房和管理用房，重要设备用房等，而地下区间隧道火灾探测系统尤其重要。为了确保消防安全，FAS在有火情发生时，应能及时、准确地探测并发出信号，及时联动机电设备及防排烟系统等，还应具有自动检测，故障报警，监视和控制，事件记录等功能。

2 火灾探测器的传感器类型及适用场合

城市轨道交通的地下车站、隧道、电气设备用房、自动扶梯下的空间和通信机房等都是极易引起火灾的场所。车站级FAS一般由火灾报警系统控制器、感温光纤系统主机、智能疏散系统、图形显示工作站、火灾探测器、手动火灾报警按钮、消防电话、消火栓按钮、火警电铃、输入输出模块等组成。火灾探测器是火灾自动报警系统的重要组件，也是报警系统的“感觉器官”。作为火灾自动报警系统的终端设备，它能够向控制系统和指示设备提供合适的信号，进而判断是否报警或启动消防设备。不同的场合或保护区域适合不同类型的火灾探测器，可按照火灾的特征参数、监视范围等进行分类。

2.1 根据火灾特征参数分类

(1)感温火灾探测器。是响应异常温度、温升速率和温差等参数的火灾探测器，适用于火灾时产生的烟气较小，而热量增加很快的部位。城市轨道交通FAS包括点型感温探测器和线型感温探测器。

(2)感烟火灾探测器。是响应悬浮在大气中的因燃烧或热解产生的固体或液体微粒的探测器，分为离子感烟探测器、光电感烟探测器、红外光束探测器等。离子感烟探测器是对能影响探测器内电离电流的燃烧物质敏感的火灾探测器。光电感烟探测器利用烟雾粒子对光线产生散射、衰减的原理来探测烟雾，光敏元件接收到的光线受到烟雾颗粒影响并及时发出报警信号。红外光束探测器是利用烟粒子吸收或散射红外光束强度发生变化的原理工作的，当正常的脉冲红外光束受到被保护空间的烟雾影响而减弱到设定阈值时，探测器立即动作，发出火灾报警信号。

(3)感光火灾探测器。能响应火焰发出的特定波段电磁辐射，可分为紫外、红外火焰探测器等。对于有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾，如轻金属及它们的化合物的火灾，应选用感光火灾探测器，但不宜在火焰出现前有浓烟扩散的场所使用。

(4)气体火灾探测器。是响应燃烧或热解产生的气体的火灾探测器。气体探测器主要是对可燃气体的浓度进行探测，防止可燃气体浓度达到爆炸极限范围从而预防爆炸的产生。

2.2 根据监视范围分类

(1)缆式线型感温火灾探测器。即感温电缆，一般由微机处理器、终端盒和感温电缆组成，感温电缆可以分为68℃、85℃、105℃、138℃、180℃等不同的报警温度，包括不可恢复感温电缆火灾探测器、可恢复感温电缆火灾探测器及可恢复式线型差定温火灾探测器。当感温电缆所保护场所的现场温度发生变化时,监测回路的电阻值会发生明显的变化,微机控制器检测到电阻值变化达预定的报警值时, 就会产生一个报警信号发送给其后端的火灾报警控制屏, 从而触发火灾报警信号。缆式感温探测器是一种电信号检测技术，在强电磁场的环境中易受干扰，在不报警情况下无法监测温度状况，而且维护工作量较大。

(2)线型光纤感温火灾探测器。由感温光纤主机和感温光纤组成，通过感温光纤对地铁区间连续温度场进行实时监测，并在车站及中央系统中记录和显示。当区间隧道出现温度异常时，光纤主机向车站FAS报警主机发出报警信号，同时感温光纤工作站显示报警的时间、地点、报警类型等。线型光纤感温火灾探测器是一种无电检测技术，可以抵抗一切电磁干扰，可对电缆进行实时在线温度监测，不易因强电干扰而形成误报，目前广泛应用于地铁区间隧道的FAS中。感温光纤主机主界面上的报警消音的作用是使感温光纤主机接收下次报警信号后能发出声响，感温光纤主机主界面上的报警复位的作用是使感温光纤主机恢复到正常监控状态。

3 火灾探测器的选用及安装维护

应根据探测区域内的环境条件、火灾特点、房间高度、安装场所的气流状况及设备主机的配置条件，选用适宜的探测器或几种探测器的组合。

点型感温探测器性能稳定，环境适应性好，常用在设备房及气体保护用房等场所，在火灾形成早期、中期报警非常有效，不受非火灾性烟雾汽尘等干扰。离子感烟探测器技术成熟、性能稳定、灵敏度高，常用在地铁站厅层、站台层公共区域、气体保护用房等场所。光电感烟探测器灵敏度高，对于湿热气流扰动大的场所适应性较好，常用在地铁站厅、站台、设备用房、管理用房等场所。红外光束探测器探测范围大，可靠性、环境适应性好，常用在停车场、变电站及车辆检修库等场所。郑州地铁一期工程的气体灭火系统探测器选用SIGA-PS型点型感烟探测器、SIGA-HRS型点型感温探测器。对于地铁区间隧道、电缆竖井、电缆夹层、电缆桥架、配电装置、开关设备、变压器及各种皮带输送装置等可选择线型感温火灾探测器。对存在强电磁干扰的场所、地铁站需要监测环境温度的区间隧道，宜设置具有实时温度监测功能的线型光纤感温火灾探测器。郑州轨道交通1号线一期工程在站台板下电缆夹层、正线去OCC的电缆通道、上下行四个区间设置了感温光纤火灾探测器。地铁站内设备用房等禁烟场所要选择高灵敏度级别的火灾探测器，而不禁烟的公共场所，一般选用灵敏性较低的火灾探测器。

火灾探测器的安装应根据现场环境，要符合相应的要求。探测器至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5 m，周围水平距离0.5 m内不应有遮挡物。探测器至空调送风口最近边的水平距离不应小于1.5 m，至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5 m。在宽度小于3 m的内走道顶棚上安装探测器时，宜居中安装。点型感温火灾探测器的安装间距，不应超过10 m；点型感烟火灾探测器的安装间距，不应超过15 m。火灾探测器至端墙的距离，不应大于安装间距的一半，宜水平安装，当确实需要倾斜安装时，倾斜角不应大于45°。点型感温感烟探测器的保护半径分别是3.6 m、5.8 m，温感报警温度是定温57℃，差温9℃/min。火灾探测器应严格维护并定期检查，确保万无一失。要定期检查探测器外观是否完好，固定是否牢固，定期清洗探测器，清洗后探测器脏度应小于20%。要熟悉感温光纤系统的常见故障，光纤故障一般因光纤折断，光纤接口松动、脱落或者光纤接头有灰尘造成。如果区间隧道感温光纤系统接口松动、松脱或光纤接头有灰尘时应该及时处理。用无水酒精、镜头纸擦拭光纤端面，若清洁主机内部光纤端面，则要用棉签包裹镜头纸蘸酒精清洗，并按顺时针方向重新拧好光纤接头。

4 结语

FAS在城市轨道交通的安全运营中非常重要，本研究从火灾探测器的类型、探测原理、应用场合及常见故障分析等方面做了介绍，为城市轨道交通站厅、站台、区间隧道、设备房等保护区域的火灾探测器的合理选用提供参考。在FAS运行中，火灾探测器若出现异常情况及故障，需要设备维护及检修人员及时处理，以使系统尽早恢复正常运行。火灾探测器在城市轨道交通FAS中的应用分析也为地铁FAS维护人员及城轨专业技术人员的学习提供一定的参考和帮助。

[1]杨辉.城市轨道交通火灾自动报警系统检修工[M].北京：人民交通出版社,2017.

[2]李绍军.火灾自动报警系统[M].北京：电子工业出版社，2014.

[3]上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心.城市轨道交通车站消防系统[M].北京：中国铁道出版社,2012.