ICAM吸气式烟雾早期预警系统.docx

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ICAM吸气式烟雾早期预警系统

变电站

吸气式烟雾探测预警系统应用

1.概况

输变电是整个发电和供电领域中非常重要的组成部分。

电厂发出的电能被转换为高压（一般在66,000—500,000伏之间），以便于有效地进行远距离输送。

之后通过电网进行进一步分配。

在输出端，电压被减小到一次配电电压，一般为23,000伏,然后直接供给大的工业用户或进一步转换成4,100或2，300伏,供日常的商业、工业和家庭生活使用。

变电站的作用是充当转换接口，将电能转换为输送所需的电压.然后由另一所变电站将输电电压变换成正确的配电电压.由于变电站在整个电力领域所处的重要地位，变电站的火灾防范变得至关重要。

与传统的火灾报警系统相比，ICAM早期烟雾预警探测系统不仅降低了火灾的危险和高昂的消防系统维护费用，而且能够防止误报的发生,从而避免了不必要的供电中断和利润损失。

ICAM能够探测出潜在的火情，为变电站提供可靠的火灾早期防范。

本建议书由在发电和输电火灾防范方面具有丰富的设计和安装知识的ICAM专业工程师编制，供设计人员和顾问公司在确定ICAM系统时进行参考。

它介绍了有关的设计事项,推荐了吸气式感烟探测系统在变电站的正确安装方法。

注：

本建议书是按照全球性原则进行编制的，应与地方特定的防火规程和国家标准结合使用。

变配电机房火灾防范的重要性：

随着现代科技及电力产业的飞速发展，电力设施已经成为我们日常工作和生活当中的重要组成部分，为我们提供了诸如工业用电，民用电力,电信、数据传输、互联网络、商业、金融、科技、医疗等多方位的电力服务。

我们对电力的依赖也变得日趋强烈。

与过去的情况相比，电力设备本身已经高度精密化,功能越来越完备，造价也变得越来越昂贵，所以电力设施的一次很小的火灾都将造成非常严重的后果。

其中不仅包括设备本身的损失，而由此引发的电力服务中断所带来的损失更是不可估量。

因此，变配电机房的安全，特别是对火灾的防范，已经变成保障电力设备安全，确保电力服务正常运行的首要问题。

但是，传统形式的火灾报警设备已经远远不能达到变配电机房这类高精密,高价值，不能间断服务的场合的防护需求了。

为了解决变

配电机房火灾防范的问题，必须要有一种比现有防火设备更加先进，更加灵敏，更加适应机房特殊环境的新一代的火灾报警控制器。

2。

标准及规范

本次方案所遵循的相关标准及规范

∙《火灾报警控制器》（GB4717—2005）

∙《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—2013）

∙《消防联动控制系统》（GB16806-2006）

∙《特种火灾探测器》（GB15631-2008）

∙《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166—2007）

∙《火灾报警设备检验规则》（GB12978—91）

∙《吸气式感烟探测火灾报警系统设计，施工及验收规范》（DB11/1026-2013）

∙《空气采样烟雾探测报警系统技术规程》（DBJ/CT516-2005）

∙《AS1670—1995》（澳大利亚标准）

∙《BS6266—2002》（英国标准）

∙《NFPA72-1999》（美国标准）

∙《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-2006）

ICAM探测器已通过国家《特种火灾探测器》（GB15631—2008）标准的检测并取得3C认证。

3.系统设计原则

（1）本方案力求每个技术细节的设计安全可靠，以使整个系统在实际运行时表现为高度的安全性和可靠性。

（2）充分考虑系统的冗余量，保证系统能够进一步扩容.

（3）充分考虑系统实用性，使客户操作,管理简单，维护方便，可操作性好。

大大降低用户的运行管理费用。

（4）充分考虑当地的地理环境及气候因素，并严格遵守国家的有关消防法规。

（5）管网设计原则

a）为确保通过空气采样系统和探测器的气流正常，气泵排气口所处空间的气压应与被探测区的气压相等或略低.

b）VLP四管标准型探测器的最大保护面积为2000平方米，可以连接4根采样管道，这里的一根管道指的是由一截或多截管连在一起组成的一根没有支管的长管，单根采样管长度不宜超过100米，四管总长不宜超过200米。

c）IFT—PT单管/双管经济型探测器的最大保护面积为800平方米，可以连接1根或2根采样管道，这里的一根管道指的是由一截或多截管连在一起组成的一根没有支管的长管，单根采样管长度不宜超过80米，双管总长不宜超过100米.

d）采样管内径应在19-25毫米之间,21毫米为建议值。

e）同一个防火分区内的采样孔间距（无论何种采样法）最大不应超过9米，最小不应少于1米。

4。

系统需求分析

4.1电力机房火灾防范的特点

相对一般意义的火灾防范,机房有着自身的特点，主要表现在以下几个方面:

1.易燃物品种类繁多

与过去相比，现代电子机房内安置有大量功能完备、价格昂贵的仪器设备、电线电缆及各种存储介质,其中设备内部的元器件,电缆绝缘外套多采用石碳酸纤维，聚氯乙烯等易燃材料,极易燃烧造成灾难性后果。

另外，类似纸张，磁盘，磁带等各类存储介质也是构成火灾隐患的重要因素。

（右图为:

燃烧损坏的线路板）

2.火灾的诱发机制繁多，产生的危害也多种多样

机房火灾通常可有多种原因诱发，其中包括传统的原因,也包括基于电子机房自身特点的多种原因。

据统计在造成机房火灾各类原因当中,28％的火灾由机房电力供应系统（交直流电源、电池、发电机及供电线路等）引发，18％的火灾由机房所在建筑内的其他电器设备引发，其中包括电梯，空调，加热设备,照明系统等等,35％的火灾则直接由机房内电子设备内部的元器件引发。

机房设备一旦发生火灾，不但会对设备造成直接危害，而且由于机房设备当中的特殊材料燃烧所产生的气体具有较强的腐蚀性，也将对设备造成长久的损害。

3.机房内设备昂贵，对火灾的敏感性极高

与过去相比，现代电子设施日益先进，价格十分昂贵。

一块卡，一个模块的损坏都将造成巨大的损失。

随着科技的发展，电子产品集成度越来越高，体积越来越小，由此导致单位空间内的火灾危害也越来越大。

设备机柜普遍由原来的4米变成了现在的2米左右，原来安置在多个房间内的设备也会被集中在一个机房当中,因此，一个机房发生火灾，其对设施本身及电力运营将造成更为严重的后果。

另外,由于设备的高度集成化，设备运行对环境的要求越来越高，任何温度，湿度的变化，都更易造成元器件的升温直至燃烧.

4.空调设施完备，对火灾探测造成困难

由于机房环境的要求，空调系统被普遍采用,烟雾的传播及扩散变得更加容易，空调系统的常规换气率通常为每小时15至60次，这将对烟雾探测造成很大的影响。

一方面烟雾会被气流大幅度稀释，难以到达传统烟雾探测设备的报警阈值。

另一方面,空调气流将使烟雾难以在火灾初期到达传统探测器安装的屋顶位置，造成报警延迟或漏报。

一般认为，传统点式烟雾探测器可以清楚的定位火源位置,但实践证明，由于空调系统，设备安放，房间结构等多方面的影响，点式感烟探测器往往在火灾已经发生到一定规模以后才能发出报警且无法报告火源准确位置，在很多时候,点式烟感探测器仅起到了火情记录仪的功能，并未起到防范火灾的作用。

5.火灾发生后的灭火措施不够理想

机房火灾发生后，灭火设施的启动会将对机房设备及人员造成许多潜在的二次危害，其中水喷淋系统不但会对设备本身将造成直接的损害,而且在其启动温度（70摄氏度左右）达到时,火灾已经达到相当的规模，高温及腐蚀性气体已对设备造成了巨大的损害.二氧化碳气体灭火系统虽然不具备腐蚀性，在密闭空间内也有很好的防护效果,并且现在已应用于电子设备的防护，然而，它要求保持具有毒性的高浓度气体，并需在低温下释放,这对于电子设备和工作人员也将产生较严重的危害。

而其他气体灭火系统,如FM200，烟络尽，EBM等气体灭火装置，一旦误启动，将造成灭火剂巨大的浪费，即使在正常情况下,也将对环境和设备造成或多或少的不良影响。

由以上灭火设施的特点可以看出，现有的消防手段，普遍存在启动时机偏晚，启动后对设备、人员造成二次危害，安置及使用费用昂贵等缺点。

4。

2传统火灾探测手段的不足

传统的点式感烟/感温火灾探测器、对射式感烟探测器及缆式感温探测器并不适用于保护变电站的很多重要区域，原因有以下几点:

●点式烟感探测器的报警灵敏度低，通常为3～5％obs/m，因此报警迟缓,不适用于人员密集度高，需要早期疏散场所，如控制中心。

●点式烟感探测器均为被动式探测，安装位置均在顶部.而受空调运行的气流影响，烟雾粒子会被气流很快稀释，并随着气流的运动轨迹而移动，在火灾的初始阶段并不会向顶部上升，因此点式烟感探测器不适用于具有高气流的环境，如机房区域。

●变电站的电气化程度越来越高,存在大量电缆电线以及电气设备的机柜,而点式感烟探测器受到安装方式及体积的影响，不能对可能引起电气火灾的重点对象进行有针对性的探测。

而感温电缆是通过感知被保护对象的温度变化而给出报警的,但很多情况下，受到敷设方式及探测方式的限制，感温电缆不可能对每一根所保护的电缆都作到及时报警。

●由于点式感烟探测器不具备自清洁功能，因此每隔两年需要被送回专业厂家进行清洗,这即增加了电力系统的运营维护成本，而且在此期间，被保护区将没有任何的火灾探测器在工作，风险极大.

●对射式感烟探测器需要大量可见烟的遮挡才能报警，它的灵敏度比点式感烟探测器还要低很多，根本不适合在需要进行火灾早期探测，早期疏散的场所使用。

而且,由于安装方式的限制，安装有对射式探测器的区域空间，今后的商业利用价值将受到很大的影响,诸如广告条幅，装饰彩旗等均不能设置，否则会由于遮挡导致误报。

对于发电大厅等高大空间，由于存在热障现象且受建筑物结构变形等影响，对射式探测器的探测效果会大打折扣。

综上所述，变电站及其运行环境中,可能引发火灾的主要原因为电气类火灾，通常在火灾初期时发烟量很少（阴燃火阶段），很难被传统的火灾报警设备发现，无法实现火灾的早期预警；同时，对于长期运行于电站环境的报警设备来讲，其潮湿、多尘、空间变化多样（有狭小空间,有高大空间）、强气流等特点，又为其有效和长期稳定的探测带来很大挑战。

因此，在今天这个新技术、新产品层出不穷的时代,结合国内外变电站的成功应用经验，建议在此种环境条件中,应采用探测效果更好、技术更先进，维护更简便的火灾探测报警手段来达到全面保护、早期报警、早期疏散、防患于未然的目的，以更好的保障电力系统的正常运行及保障人民安全用电。

4.3吸气式烟雾探测报警技术

吸气式（又称“空气采样"）烟雾探测技术是在消防报警方面的烟雾探测领域出现的相对较新的技术，该系统自上世纪70年代后期最先应用于全球的通讯行业,之后在许多其他行业得到广泛应用.该系统进入中国大陆市场的时间也已超过20年，正在被使用中的ICAM探测器已接近100000套.

目前，国内发达地区（如：

北京、上海、广东等）已相继制定并实施了专门的空气采样烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收地方规范，以推动此种技术的普及应用。

新修订的国家消防报警规范《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116）也已经增加了有关内容,规范中明确指出“具有高空气流量的场所、点型感烟、感温探测器不适宜的大空间、需要进行火灾早期探测的关键场所等宜采用吸气式（空气采样）早期烟雾预警系统。

自2008年3月1日起开始实施的新版《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166—2007）中也专门增加了通过管路采样的空气采样感烟火灾探测系统的施工及验收要求。

吸气式空气采样烟雾预警系统属于烟雾探测报警的一类，但由于它运用激光技术并采用主动吸气的方式，因此可以极早的探测到火情，及时采取措施，以保证重要系统可以连续安全的工作；其次可以减少自动灭火系统不必要的启动（避免灭火系统对设备造成的二次损失以及重新充装气体的昂贵费用）；三可在传统探测方式不适宜的场合安装使用；四能减少正常维护的工作量,降低维护费用；五更能充分地争取时间,减少设备的损