通信机楼火灾极早期预防研究

穆 赞，胡乐诗

（中国移动通信集团重庆有限公司,重庆 401121）

1 通信机楼电气火灾发生原因

中共中央总书记习近平就我国应急管理体系和能力建设进行第十九次集体学习时指出：要加强风险评估和监测预警，提升风险早期识别和预报预警能力。依靠科技提高科学化、专业化、智能化、精细化水平，提高监测预警能力。

电气火灾一旦发生，重特大火灾多，人员伤亡严重，经济损失巨大。随着5G技术、大数据、物联网等技术的高速发展，通信机楼是通信行业的心脏部位,其重要性日益突出。通信机楼火灾发生后蔓延速度快，易产生有害气体，扑救难度大，且会造成通信中断，产生巨大的经济和社会影响，事后恢复网络运行的难度更大[1]。

电气火灾发生原因占比如图1所示。由图1看出电气火灾发生占比最重的3个原因：一是电气线路短路；二是过负载、接触不良和漏电；三是电器设备故障。要杜绝火灾的发生，就需要在这3方面加大监控力度，并从中发掘可预先防控的关键因素，从而避免电气火灾发生，降低损失，实现更安全、环保的通信机楼建设，确保通信网络的运行畅通[2]。

图1 电气火灾发生原因占比

2 通信机楼电气火灾隐患现状及传统预防手段局限性分析

通信机楼现状：核心通信机楼在起初规划时，基本按照150 W/m2的功耗设计，随着通信设备的布放集中化，设备原器件的高度集成化，功耗已达到450 W/m2,且还有上涨趋势，导致电缆和母排数量、规模增加，电缆通道内电缆成捆绑扎，母线槽的封闭，造成电缆组中心和母线槽隐蔽部位的温度无法检测；另通信机楼内大量使用蓄电池作为后备电源，且放置集中，若发生漏液未及时处理的情况，易导致电气短路起火[3]。

传统预防手段：当前机房部署的预防火灾手段有烟感、温感探测器。温感通过空气对流、传导以及辐射传递的热量进行判断。烟感通过烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的。

局限性：温感、烟感普遍安装在机房内的顶部，当机楼有局部起火，受空调风力、制冷、以及探测器安装位置等影响，使火灾探测器达到告警条件显得困难，预警时间较晚，人员到达现场后已无火灾应急处理时间，导致火灾不可控，进而造成巨大的损失[4]。

针对以上现象，本文从火灾预警的检测方式、安装位置、预警时间3个维度研究通信机楼的极早期火灾预警综合方案。

3 通信机楼火灾极早期综合性预防方案

当前传统手段受空间、机房环境、机房运行设备位置的影响导致其预警不及时。为了解决该类型问题，可以通过空间入手，将环境影响降至最低，更贴近运行设备位置，就能及时监测各预警信息，实现通信机楼的极早期电气火灾预警。

3.1 热解气体监控器

在火灾的极早期，由于电气线路短路、负载过大、接触不良等现象，均会引起电气设备温度升高，电缆绝缘材料（一般为聚氯乙烯）超过一定的温度后热分解产生气体（异味或无味气体），且持续时间较长，当“量变引起质变”时设备就会起火，进而导致火灾发生。基于此，从热解气体入手，通过采集气体浓度变化，在其“质变”前预警。

检测方式：图2所示为线缆绝缘材料受热分解情况，高于100 ℃时绝缘线缆受热产生气体，当气体浓度达到阈值后监控器发出告警。

图2 线缆绝缘材料受热分解

安装位置：热解气体监控器小巧灵活，可安装于电缆竖井、电源配电柜内、电缆密集处等地方，无需与具体的动环设施、电缆接触，即可对热解气体浓度进行监测。

预警时间：热解气体监控器在180 ℃前会产生告警，预警时间更早。而烟感探测器需要温度继续升高，达到300 ℃时才会发出告警。

3.2 光纤测温系统

检测方式：用特殊光纤对高低压柜、电缆、母排等设备进行温度实时监测。通过测温信号采集与数据处理技术，可以准确、快速定位整根光缆上任意一点的温度信息。

安装位置：布放在高低压柜内、电缆走线架、电缆竖井、电缆槽、母线槽内等位置，其绝缘性较好可直接与电气设备接触，能及时反馈设备温度变化情况。

预警时间：光纤测温灵敏度高，当温度超过阈值时能及时提供报警信息和具体告警位置，极早防控火灾。

3.3 蓄电池漏液检测器

除了日常的供电主干路由之外，现今通信机楼内的蓄电池数量庞大，人员日常巡检量大且不具备实时性。而蓄电池的安装一般都是层叠放置，如果发生电池漏液现象，电池极柱旁会出现爬酸现象，使连接线受腐蚀，或增加极柱与连接条的接触电阻，影响电池容量，很难保证电池长期的使用，严重时还会影响供电系统的其他设备，污染现场环境。若电池液漏至电池架，且电池架已接地，易导致短路起火。所以火灾早期综合防控也须考虑蓄电池的起火预警[5]。

检测方式：利用蓄电池漏液为导体，流过采集片后形成通路，再由蓄电池漏液检测器发送告警和位置通知维护人员及时处理，避免漏液情况加剧，产生起火的风险。

安装位置：将采集片安装于蓄电池四周，实现360°的漏液情况预警。

预警时间：可及时对数量庞大的蓄电池漏液情况准确预警和定位，防范于未“燃”，极早消除起火隐患。

3.4 通信机楼电气火灾综合预防监控系统

基于以上3种火灾检测方案，将各检测器信号通过通讯协议标准化接口接入动环监控系统，同时嵌入手机终端APP，可随时、随地进行状态查看，且由动环服务器通过短信接口推送告警短信至维护人员手中，实现全程自动化监控与上报，及时反馈预警情况。

4 结 论

随着5G、大数据、云计算等高新技术的高速发展，通信核心机楼、数据中心的数量和规模均在不断地增加，又由于各通信行业的旧机楼运行年限的增长、通信设备的老化、机楼高负载率等问题的出现，火灾极早期监控就显得尤为重要。本文通过对传统火灾预警手段的分析，提出了一种通信机楼电气火灾综合预防方案，有效地在火灾初始阶段进行预警，切实提高通信机楼的极早期火灾风险管控，确保网络运行平稳和通信事业安全，进一步确保社会发展的稳定。