電氣工程師評職論文電氣消防設(shè)計探討

　　摘要：本文介紹昆明彩云路、廣福路綜合管溝控制系統(tǒng)設(shè)計項目設(shè)計案例。由于本設(shè)計綜合管溝距離長、投資大，內(nèi)有超高壓電纜敷設(shè)，目前國內(nèi)尚無設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在控制建設(shè)成本的同時，綜合運用各控制系統(tǒng)功能，最大限度保障消防安全，做到既節(jié)省投資，又確保綜合管溝的安全運行。

　　關(guān)鍵詞：低壓配電,論文發(fā)表網(wǎng),井蓋集中監(jiān)控,感溫報警

　　工程概述

　　本工程位于昆明市廣福路、彩云路，為昆明市新行政中心及新螺螄灣商區(qū)配套的大型地下市政綜合管溝，其基本斷面尺寸為4.5m，高2.3~2.6米，整個管溝由廣福路及與之交叉的彩云路兩段管溝組成，總長大約為38km，投資近9億元建設(shè)，自來水、電力、通信、有線電視等管線全都“遁地”進入溝內(nèi)，兩面墻體上固定著無數(shù)規(guī)格統(tǒng)一的鋼板，用來固定管溝內(nèi)的防爆燈、水管、電信電纜、電力電纜、控制通訊設(shè)備及相關(guān)設(shè)施。是昆明第一條，也是全國當(dāng)時(2006~2007年)建成規(guī)模最大的綜合管溝。本次設(shè)計為在原土建設(shè)計基礎(chǔ)上進行低壓配電及照明與控制系統(tǒng)等部分的強弱電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，筆者對其設(shè)計過程考慮因素作以下簡要介紹。

　　根據(jù)設(shè)計合同，設(shè)計范圍由以下幾部分組成：①綜合管溝控制系統(tǒng)，包括低壓配電及照明系統(tǒng)，井蓋集中控制系統(tǒng)、感溫報警系統(tǒng)，自動控制與通訊系統(tǒng)、監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行設(shè)計;②臨時機房平面布局、功能設(shè)置進行初步方案設(shè)計。

　　1低壓配電及照明系統(tǒng)

　　1.1電源

　　本工程采用380/220V低壓電源供電，接地形式采用TN-S系統(tǒng)，電源部分由沿路27個箱式變電站引來，分為27個供電段，各供電段電源進線采用較經(jīng)濟且無偷盜價值的鋁合金電纜(美國世德合金電纜)埋地暗管引入，各段設(shè)置一個照明動力配電箱(位于各供電段中間位置)，其配電出線亦采用鋁合金電纜，通過溝壁電纜橋架或KBG金屬管敷設(shè)到設(shè)備接線點。

　　1.2接地

　　配電箱金屬外殼、敷線鋼管、三級、四級插座、電纜橋架、燈具金屬外殼均應(yīng)進行TN-S接地保護。將配電箱、控制箱金屬外殼與電纜橋架、敷線鋼管及照明燈具金屬外殼牢固連接成一體再與電源線PE線牢固連接，形成完整的接地保護系統(tǒng)。

　　1.3安裝

　　所有配電箱、電控箱、EPS電源根據(jù)現(xiàn)場情況采用頂部吊裝或壁掛方式安裝。燈具均為吸頂或壁裝。

　　1.4設(shè)備及燈具控制方式

　　風(fēng)機采用就地控制箱手動按鈕控制與控制中心遠動控制，水泵采用就地控制箱手動按鈕控制及液位自動控制箱和控制中心遠動控制三種方式進行控制，控制中心遠動控制可以通過編程根據(jù)業(yè)主要求實現(xiàn)各種模式控制。燈具照明控制全部采用自動控制系統(tǒng)進行智能化控制管理，在現(xiàn)場每道防火門兩側(cè)均設(shè)有防火控制按鈕盒進行就地現(xiàn)場控制，在控制中心也可進行控制，通過編輯可以實現(xiàn)各種場景模式控制，同時還實現(xiàn)與井蓋報警，溫感報警系統(tǒng)等的聯(lián)動自動控制。

　　1.5應(yīng)急照明及應(yīng)急電源

　　本工程采用EPS應(yīng)急電源作為應(yīng)急照明及弱點控制設(shè)備應(yīng)急電源，每個供電段設(shè)置一臺2.5KVA，應(yīng)急事件為60分鐘EPS電源，要求采用異型密閉機箱，內(nèi)部預(yù)留16位安裝智能控制模塊的位置。應(yīng)急燈采用不帶畜電池的5W應(yīng)急照明指示燈，由智能控制模塊進行統(tǒng)一控制管理，在發(fā)生斷電時開啟也可根據(jù)需要定時自動開啟關(guān)閉，也可在控制中心通過中控電腦進行統(tǒng)一控制管理。

　　1.6導(dǎo)線敷設(shè)方式：全部采用電纜橋架或穿KBG金屬管明敷。

　　2井蓋集中監(jiān)控系統(tǒng)

　　井蓋集中監(jiān)控系統(tǒng)就是對綜合管溝各出入口、檢修井及其他人員可以進出的投料口、通風(fēng)口等井蓋、門燈進行綜合檢測及管理的一個系統(tǒng)，由前端帶電子鎖玻璃鋼子蓋(含井蓋電子鎖控制器)及裝于中心機房內(nèi)的綜合監(jiān)控主機等設(shè)備組成，整個系統(tǒng)主要功能為：正常人員進出通過管理主機授權(quán)實現(xiàn)，非正常人員進出則會形成報警信號，除通過傳輸網(wǎng)絡(luò)報告管理主機并進行自動保存及報警處理外，聯(lián)動控制照明及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動開啟燈光，對非正常人員進出點進行實時監(jiān)視攝像。

　　整個系統(tǒng)供電統(tǒng)一由中心機房內(nèi)綜合監(jiān)控主機提供，現(xiàn)場帶電子鎖玻璃鋼子蓋，電控鎖及井蓋電子鎖控制器根據(jù)現(xiàn)場井蓋及門的具體改造由業(yè)主最終選定的產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)廠家提供具體安裝施工詳圖。

　　3.感溫報警系統(tǒng)

　　感溫報警系統(tǒng)，主要功能為檢測整個綜合管溝內(nèi)溫度變化，實現(xiàn)對整個管溝溫度異常探測報警，由安裝于電纜溝內(nèi)探測光纜及光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)控制器，以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，以太網(wǎng)交換機等設(shè)備組成，同時在管溝每道防火門旁設(shè)聲光報警器及手報按鈕，實現(xiàn)現(xiàn)場聲光報警提示。在緊急情況下可以通過手報按鈕進行報警，手報按鈕信號直接接入DDC模塊箱。

　　裝于現(xiàn)場的通訊控制主機等設(shè)備采用專用IP65密閉箱保護安裝，感溫光纖采用專用支架偏強電電纜敷設(shè)側(cè)頂掛式安裝，專用支架間距要求不大于1.5米。

　　防火分隔墻采用磚砌，厚240，雙面粉白、防火門均中設(shè)置，為乙級防火門，鋼制，不帶鎖1.2米寬，2.1米高，防火分隔段基本長度為400米，根據(jù)管溝實際情況施工時作適當(dāng)調(diào)整。

　　4.自動控制與通訊系統(tǒng)

　　自動控制與通訊系統(tǒng)主要完成整個管溝水泵，風(fēng)機，燈光及箱變內(nèi)主供電回路分合控制，并完成對各風(fēng)機水泵等所控制設(shè)備的狀態(tài)的監(jiān)視，同時為整個管溝提供通訊保障，自動控制系統(tǒng)主要采用DDC分布2聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)模式，通過專業(yè)廠商27MPR-50多端口路由器及LON600IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)關(guān)組成的控制單元接入以太網(wǎng)，在中心機房內(nèi)設(shè)置控制主機實現(xiàn)遠程智能化集中自動控制，現(xiàn)場安裝的DDC模塊箱及ACU弱電箱采用專用IP65密閉箱頂掛式安裝，并且當(dāng)所有系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，密閉箱進出線處應(yīng)作密閉處理，每個防火分隔段內(nèi)控制及監(jiān)視信號就近接入模塊箱，引線盡量短捷，整個管溝通訊采用網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)實現(xiàn)，主要由設(shè)于中心機房內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)電話交換機及分布在管溝內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)電話機(溝內(nèi)無線通訊信號不好，可靠性不能滿足要求)組成，整個系統(tǒng)通過5-8對中繼線實現(xiàn)對外連接。網(wǎng)絡(luò)電話機直接掛裝于ACU弱電箱外殼上。

　　5.監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　整個系統(tǒng)由傳輸主干網(wǎng)絡(luò)及視頻監(jiān)控報警兩大部分組成，由INFINOVA-N3794ST-4V2D-20節(jié)點光端機組成傳輸主干網(wǎng)絡(luò)，形成整個綜合管溝控制系統(tǒng)的骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)視頻，數(shù)據(jù)、安防報警信號、以大網(wǎng)信號、音頻等九種信號的傳播，采用環(huán)狀布線結(jié)構(gòu)，要求同時具有光保護及網(wǎng)管功能，在每段400米防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置一臺INFINOVA-N3794ST-4V2D-20節(jié)點光端就近匯集各種性質(zhì)弱電信號傳輸?shù)街行臋C房內(nèi)。以太網(wǎng)通過現(xiàn)場節(jié)點光端機PJ45接口引出，每400米防火區(qū)內(nèi)設(shè)置1臺帶網(wǎng)管功能四口交換機為網(wǎng)絡(luò)電話機自動控制系統(tǒng)提供傳輸組網(wǎng)，現(xiàn)場節(jié)點光端機及10∕100M四口交換機均裝于ACU密閉弱電箱內(nèi)、其防護等為IP65.

　　本項目監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場出入口附近安裝的攝像機及中心機房內(nèi)視頻分配器、視頻矩陣、控制鍵盤、監(jiān)視墻、硬盤錄像機、報警主機等組成安防報警系統(tǒng)，完成對各出口實時視頻監(jiān)控及錄像功能啟動實時視頻監(jiān)控，同時根據(jù)各出入口井蓋管理系統(tǒng)反饋信號進行暗訪報警聯(lián)控，形成發(fā)生非法入侵時，自動啟動實時紅外視頻監(jiān)控，同時自動彈出發(fā)生非法入侵點監(jiān)視畫面，并進行錄像(要求每臺16路硬盤錄像機配置1T容量存儲硬盤，畫面存貯時間要求不少于10天)，報警主機發(fā)出聲光信號，提醒值班人員，及時處理，如不及時處理，經(jīng)延時自動向110等部門發(fā)出警報，攝像機采用專用支架吊裝，鏡頭現(xiàn)場安裝調(diào)試時選配。節(jié)點光端機在防火分隔區(qū)內(nèi)居中設(shè)置，保證現(xiàn)場攝像機信號接入線長度控制在250米以內(nèi)，以確保視頻圖像質(zhì)量。該視頻監(jiān)控系統(tǒng)亦與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，可開啟現(xiàn)場一般照明、應(yīng)急照明，實時對風(fēng)機水泵運行、維護人員、溫度異常段管溝、現(xiàn)場火警等情況進行監(jiān)視錄像。

　　6.弱電系統(tǒng)線纜敷設(shè)方式及連接技術(shù)要求

　　本工程所有弱電線纜均采用防火電纜橋架或穿KBG金屬明敷。

　　自動控制系統(tǒng)Lonwoks總線電纜與智能控制模塊之間連接采用插接方式連接，總線只允許智能控制模塊處切斷，中間不得有任何接頭，PVSP-2×1.0導(dǎo)線與智能控制模塊連接采用模塊自帶螺絲壓接，PVSP-2×1.0導(dǎo)線接頭需作鍍錫處理，設(shè)備指模塊RVV信號線連接，中間一般不允許有接頭，如無法避免，接頭不宜超過1個，且必須做錫焊連接。

　　井蓋控制模塊引至節(jié)點光端機無緣節(jié)點信號線，攝像機至節(jié)點光端機解碼器信號線均采用RVVP-2×1.0導(dǎo)線，與設(shè)備連接頭需作鍍錫處理，中間連接頭均應(yīng)錫焊連接。光纜及射頻電纜連接按國家有關(guān)施工驗收規(guī)范執(zhí)行。

　　7、臨時機房及配套設(shè)施

　　臨時機房及配套設(shè)施由機房裝修及設(shè)備安裝輔助臺架，操控臺及必要的值班室辦公桌椅，文件柜等組成。由于控制設(shè)備的特殊性，裝修包括精密空調(diào)，抗靜電及防雷接地等內(nèi)容，設(shè)備安裝輔助臺架根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場特殊加工制作，以牢固應(yīng)用，實用美觀為原則。

　　接地應(yīng)設(shè)置專用接地系統(tǒng)，接地電阻實測值應(yīng)不大于1歐，并在抗靜電地板下設(shè)置3m×3m均壓帶，沿機房內(nèi)墻距地0.15米設(shè)置50×5紫銅接地帶，供各種弱電設(shè)備接地使用。

　　空調(diào)采用10P恒溫恒濕精密空調(diào)，根據(jù)業(yè)主最終選擇產(chǎn)品情況，由專業(yè)廠家提供安裝調(diào)試。

　　8、結(jié)語

　　因控制建設(shè)成本在可接受范圍內(nèi)，修改設(shè)計方案后未設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，但通過分段設(shè)置防火分區(qū)、防火門以及設(shè)備監(jiān)控(光纖聯(lián)網(wǎng))、防爆應(yīng)急疏散照明、火災(zāi)漏電報警、分布式光纖測溫系統(tǒng)、安保監(jiān)視、報警按鈕、有線報警電話等技術(shù)措施，綜合運用各系統(tǒng)功能，并輔以定時流動氣體探測等管理措施，最大限度保障該綜合管溝消防、管理維護的安全環(huán)境。目前該項目已投入使用多年，未發(fā)生任何安全異常狀況，運行管理情況良好。