地铁中火灾自动报警系统干扰抑制技术的研究

地铁中火灾自动报警系统干扰抑制技术的研究

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摘要:现阶段各种类型的地铁层出不穷的同时,也给地铁火灾工作提出了更高的要求,地铁火灾消防工作已经受到社会各界的广泛关注。火灾自动报警系统作为整个地铁火灾消防的重要组成部分,在其中发挥了十分重要的作用。然而火灾自动报警系统在日常运行中,也会因为各种信号或环境的干扰的存在而影响系统的稳定性和可靠性,严重时可能会引起火灾信号误报火警、故障,甚至误联动设备,影响地铁正常运营。因此文章重点就地铁中火灾自动报警系统干扰抑制技术展开相关探讨。

关键词:地铁;火灾自动报警系统;干扰抑制技术;研究

近年来城市交通问题已经成为限制城市经济快速发展的一大重要因素,而地铁以其安全、快捷、载客量大且舒适等优点,越来越成为城市居民出行的首要选择。在地铁车站中,火灾自动报警系统(FAS)是保障车站安全性及设备运行稳定性的重要系统。因此研究地铁火灾自动报警系统,已经成为目前火灾自动报警研究的一个重要课题。

一、地铁火灾自动报警系统的概述

火灾自动报警系统(FAS)可以对探测区域的火灾情况进行实时监测,其主要由触发器件、火灾报警装置、电源和火灾警报装置等四个部分构成。第一,电源。作为消防用电设备,火灾自动报警系统的供电负荷等级应该处于该工程供电系统中的最高供电等级负荷,消防电源为其主要电源,蓄电池为其备用电源,并且要定期对蓄电池进行检查。第二,触发器件。在火灾自动报警系统中,火灾探测器或手动报警按钮都属于触发器件,其中手动报警按钮是通过人工操作方式将火灾报警信号传送到火灾报警控制器上,来对火灾发生的位置等信息进行报告;火灾探测器是将现场的温度、烟雾、光等火灾信号转换为电信号,并传送给火灾报警控制器。第三,火灾报警装置。火灾报警装置的作用,是接收火灾探测器和手动报警按钮传输而来的火灾报警信号,当确认监测区域发生火灾时启动声光报警和灭火及联动系统。第四,火灾警报装置。火灾警报装置的作用是当监测到有火灾发生时,以声音、光音等两种方式向报警区域发出火灾警报信号,提醒人们注意有火灾发生并采取必要措施。

二、地铁火灾自动报警系统干扰抑制技术分析

(一)工程概况

某地铁线路在开通之时就引入了FAS系统,由于该系统设备自身设计限制、设备分布广、应用环境严峻等条件的影响,经常会因为各种信号或环境的干扰的存在而影响系统的稳定性和可靠性,严重时可能会引起火灾信号误报火警、故障,甚至误联动设备,影响地铁正常运营。据统计,该线路开通运营至今,因各种因素干扰导致的误报火警或故障多达300多次。

(二)FAS系统干扰抑制技术

1.设备干扰抑制

(1)烟感的防潮措施分析

首先,我们可以对接线盒(预埋盒)内空间用防水泡沫胶进行填充,使冷凝水无法通过线缆流入烟感接线端子导致端子短路或接地;其次,在烟感底座与接线盒中间加装圆形引流挡板,使天花上的冷凝水不会顺着底座流入烟感内;通过上述两步的改造,可以防止因冷凝水直接流入烟感内导致烟感报故障。经过改造,该房间的烟感误报率下降了50%。

(2)感温电缆电磁抗干扰分析

针对频繁误报的故障,可在控制器端加入磁环,用于抑制高频噪声。经过对感温电缆的改造,且9月更换后,半年内仅发生了2次误报警,月度误报率下降了96%。同时考虑到感温电缆采用的是模拟量(电流)检测来判断温度,由于使用的供电电压均是直流的24V,信号线的电压、电流也是直流,由于电感与电容对于直流电路来说是短路及开路,不影响电路正常工作,可在控制器端采用电容、电感滤波的方式,防止电缆停送电瞬间受干扰而导致的电流变化。

(3)数字信号代替模拟信号设备

利用数字信号抗干扰能力强的特点,可将模拟信号消防电话替换成数字信号消防电话。采用数字信号消防电话,可以有效过滤因电磁干扰或者潮湿天气导致的微小的电流电压波动导致的电话杂音,提高消防电话的通话可靠性,增强其抗干扰能力;同时,感温电缆控制器可替换成感温光纤。由于感温光纤不带电,通信采用光信号传输,不受射频和电磁干扰影响,抗干扰性能显著。

2.外部线路干扰抑制

(1)线路敷设合理布置

防灾自动报警系统需要采取屏蔽双绞线进行信号传输,采用双绞线技术,可以有效的抑制传输线阻抗不匹配产生反射、延时等问题。利用双绞线可以形成一对紧密靠近的环路,由于双绞线的两个线在长度、方向上完全堆成,两条线的阻抗完全相同,在某一瞬间进入闭合回路的任何干扰磁场,在闭合回路中感应的电流方向相反,其磁场干扰可以完全相互抵消。同时针对不同电压等级的供电线、信号线,需要分开线槽或者线管布置,从根本上防止不同电压等级线路对防灾自动报警系统信号线的干扰。

(2)线路屏蔽层单端接地

目前在设计阶段都会要求防灾自动报警系统的信号线必须采用带屏蔽层的线缆,屏蔽层可以理解为在信号线外端包上了一层金属层,该金属层对信号线的保护即是利用了静电屏蔽的原理。但由于线路中间需要连接设备,这就不可避免的线缆中间会有很多断点,但如果断点处的屏蔽层可以连续相接,并在主机处单端接地,那么线路传输中的各种干扰信号产生的感应电流和感应电动势就会被金属屏蔽层引导接地处,不会对信号线造成影响,能有效的抑制信号干扰。

(3)信号线防雷措施

目前该地铁线路停车场室外的回路线、电话回路线安装有AT24V浪涌保护器,用于回路线的防雷保护,当单模块冲击电流大于10KA时,该保护器可实现雷电流通过地线泄放,由接地端把正负极的过载电流引至大地,从而保护入线端以上的设备与线路。但由于FAS系统的板卡正常工作电压为50~150mA,而上述浪涌保护器的最大放电电流为10KA,标称放电电流5KA,额定工作电流2A。也就是说,如果发生感应雷使得线路电流增大到2A,浪涌保护器也不会动作,但仍有可能烧毁主机板卡和线上设备。因此建议参考通信专业的防雷,在安装浪涌保护器防止直击雷的情况下,额外加装感应雷避雷子,加强系统防雷性能。

总之,防灾自动报警系统的干扰抑制是一个综合性的问题,不仅涉及到设备设计本身,同时与设备分布设计、设备管线安装施工等方面息息相关。要从根本上解决防灾自动报警系统干扰问题,就需要在建设初期的设备选型、系统设计,建设中期的安装及施工,到最后的使用管理三个阶段考虑设备内部干扰、外部强电、雷电及景点电磁干扰、使用环境等因素,从源头上解决干扰问题。

参考文献

[1]严纪金.火灾自动报警系统在地铁火灾中的应用[J].技术与市场,2012,03

[2]杨波,王扬,柏泽钿.地铁火灾自动报警系统与气体灭火系统接口研究[J].自动化应用,2017,02

[3]王云龙.地铁火灾自动报警系统的安装与调试[J].四川水泥,2016,03

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