鐵路牽引變電所防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對比分析

李進(jìn)軍

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

摘 要：火災(zāi)與人身安全和財產(chǎn)損失息息相關(guān),為完善鐵路工程牽引變電所防火設(shè)計,提高設(shè)計質(zhì)量。根據(jù)牽引變電所采用的防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合目前鐵路工程建設(shè)、驗(yàn)收階段出現(xiàn)的問題,分別從消防車道、防火間距、建(構(gòu))筑物火災(zāi)危險性分類、火災(zāi)自動報警、消防疏散照明等方面進(jìn)行對比分析。建議完善鐵路行業(yè)牽引變電所的設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,修編現(xiàn)行鐵路工程防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),規(guī)避標(biāo)準(zhǔn)間要求不一致帶來的誤解,引導(dǎo)工程設(shè)計人員正確執(zhí)行防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：鐵路工程；牽引變電所；防火；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

1 概述

隨著近年鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,極大提高了人們出行的效率,也對鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩煽刻岢龈咭?而作為牽引供電系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)的牽引變電所,其包含的各類設(shè)備電壓等級應(yīng)用廣泛,布置方式多樣,設(shè)備型式繁多,運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,且隨著運(yùn)行時間的推移,由于設(shè)備故障、雷電活動等引起火災(zāi)隱患的幾率也逐步增加,故運(yùn)營管理及消防部門也更加重視牽引變電所防火設(shè)計。但在工程驗(yàn)收階段,經(jīng)常因執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一,規(guī)范理解有偏差,甚至不滿足規(guī)范要求等問題出現(xiàn),導(dǎo)致工程建設(shè)反復(fù),進(jìn)而造成影響工程質(zhì)量、延誤工期等不良后果。

牽引變電所防火設(shè)計內(nèi)容包括采用的標(biāo)準(zhǔn)以及防火、阻燃、滅火等措施。通過對防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的對比分析,以達(dá)到提高牽引供電系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)水平,為鐵路工程建設(shè)提供借鑒,也為專業(yè)設(shè)計規(guī)范的編制提供參考。

2 采用的防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

目前牽引變電所防火設(shè)計執(zhí)行的主要規(guī)范為國家標(biāo)準(zhǔn)和鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并參考使用了電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。適用牽引變電所的防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 牽引變電所防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

序號標(biāo)準(zhǔn)號適用范圍1TB10063—2007新建、改建鐵路工程防火設(shè)計[1]2GB50229—2006新建、改建和擴(kuò)建的電廠和變電站[2]3GB50016—2014新建、擴(kuò)建和改建的建筑?；鹆Πl(fā)電廠與變電站等的建筑防火設(shè)計,當(dāng)有專門的國家標(biāo)準(zhǔn)時,宜從其規(guī)定[3]4GB50116—2013新建、擴(kuò)建和改建的建筑、構(gòu)筑物[4]5DL5027—2015電力設(shè)計、安裝、施工、調(diào)試、生產(chǎn)[5]

《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》(TB10063—2007)為綜合性規(guī)范,由于鐵路專業(yè)眾多,涉及牽引變電所防火設(shè)計內(nèi)容很少,對具體工程設(shè)計針對性不強(qiáng)[6]；《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》有獨(dú)立的章節(jié)規(guī)定變電站防火設(shè)計要求,條文中多處指引《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》；《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》對變電站防火設(shè)計的內(nèi)容要求更加具體和細(xì)化,是對國家標(biāo)準(zhǔn)的更好補(bǔ)充。故應(yīng)綜合上述規(guī)范要求用以指導(dǎo)牽引變電所防火設(shè)計。

3 防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對比分析

3.1 消防車道

牽引變電所所內(nèi)、外道路的設(shè)計,在滿足運(yùn)營維護(hù)中使用的汽車、平板車的技術(shù)性能要求外,還應(yīng)考慮通行消防車輛的要求。通常所內(nèi)主道路兼做消防車道用,由于不同電壓等級的牽引變電所所內(nèi)主道路與消防車道對道路的寬度、凈高、轉(zhuǎn)彎半徑、坡度、距建筑物距離等要求有所差異,故應(yīng)按同時滿足二者要求設(shè)計。所內(nèi)主道路主要技術(shù)要求見表2。

表2 牽引變電所所內(nèi)主道路主要技術(shù)要求

序號標(biāo)準(zhǔn)號所內(nèi)主道路(消防車道)1GB50016—2014凈寬度和凈空高度均不應(yīng)小于4m;轉(zhuǎn)彎半徑不小于9m;距建筑外墻不宜小于5m;坡度不宜大于8%2GB50059—2011主道路凈寬度不小于4m[7]3DL/T5218—2012220kV不小于4.5m,330kV不小于5.5m;轉(zhuǎn)彎半徑不小于7m;坡度不宜大于6%;距建筑外墻無出入口時1.5m,有出入口時但無車道時3m,有出口,有引道時6～8m[8]4DL5056—2007消防道路4m;轉(zhuǎn)彎半徑不小于7m;110kV變電站4m,220kV變電站4.5m,330kV變電站5.5m;坡度不宜大于6%[9]

在樞紐工程中,牽引變電所供電規(guī)模很大,建筑的占地面積較常規(guī)變電所增加很多,當(dāng)超過3 000 m2時,由此引起的不同防火要求需要引起重視。消防車道應(yīng)布置成環(huán)形或設(shè)回車場地,環(huán)形車道至少應(yīng)有兩處與其他車道連通,回車場的面積不應(yīng)小于12 m×12 m。

3.2 防火間距

隨著城際鐵路、市域鐵路的快速發(fā)展,牽引變電所設(shè)置在城市中已不可避免,受到城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、電源走廊、地下管線等因素控制而需要采取特殊設(shè)計方案,如平行線路布置、全戶內(nèi)布置等,除應(yīng)滿足與所外的建筑物、易燃易爆等設(shè)施之間的防火間距要求外,也需要考慮生產(chǎn)房屋、非生產(chǎn)性房屋、牽引變壓器與鐵路線路的防火間距,不滿足要求時,可通過設(shè)備選型、設(shè)置防火墻等措施來減小防火間距的要求。

3.3 建(構(gòu))筑物火災(zāi)危險性分類

牽引變電所的建(構(gòu))筑物耐火等級均按不低于二級設(shè)計,但對于部分建(構(gòu))筑物的火災(zāi)危險性分類,相關(guān)的防火規(guī)范沒有統(tǒng)一,見表3。

表3 牽引變電所火災(zāi)危險性分類

序號標(biāo)準(zhǔn)號建(構(gòu))筑物名稱火災(zāi)危險性分類1TB10063—2007主控制室、繼電器室丙2TB10009—2016電纜夾層用A類阻燃電纜:丁用于上述情況外的電纜:丙[10]3GB50229—2006主控制室、繼電器室電纜夾層戊丙

不同危險等級的建(構(gòu))筑物對門、窗、孔洞等要求不盡相同,需要配置的消防設(shè)施也有區(qū)別,而由于雷電過電壓等原因引起的火災(zāi)次生災(zāi)害時有發(fā)生,且牽引變電所按有人值守設(shè)計,為保障人身安全和降低財產(chǎn)損失,牽引變電所的火災(zāi)危險性分類應(yīng)按《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》設(shè)計。

牽引變電所設(shè)有電纜夾層時,通常高、低壓線纜都會通過電纜夾層進(jìn)入高壓室、控制室、通信室等,由于線纜種類多,數(shù)量大,若所有線纜均按A類阻燃設(shè)計,相對于電纜夾層的火災(zāi)危險性按丙級設(shè)計,其對工程的經(jīng)濟(jì)性影響更大,故牽引變電所的電纜夾層火災(zāi)危險性分類宜按《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》執(zhí)行。

3.4 火災(zāi)自動報警

對于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)置范圍,相關(guān)規(guī)范要求見表4。

表4 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)置范圍

序號標(biāo)準(zhǔn)號建(構(gòu))筑物名稱1TB10063—2007電容器室2TB10621—2014控制室、配電裝置室、電纜夾層及電纜豎井[11]3TB10623—2014控制室、配電裝置室、電纜夾層及電纜豎井[12]4GB50229—2006主控通信室、配電裝置室、可燃介質(zhì)電容器室、繼電器室、采用固定滅火系統(tǒng)的油浸變壓器、電纜夾層及電纜豎井5GB50116—2013敞開或封閉樓梯間、防煙樓梯間;電氣管道井、通信管道井、電纜隧道;建筑物悶頂、夾層

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能夠起到早期發(fā)現(xiàn)和通報火災(zāi),及時通知人員進(jìn)行疏散和滅火,在預(yù)防和減少人員傷亡、控制火災(zāi)損失方面發(fā)揮了積極的作用。因此,火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)置范圍應(yīng)按《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》、《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》、《城際鐵路設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。

根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中“3.4.1具有消防聯(lián)動功能的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的保護(hù)對象中應(yīng)設(shè)置消防控制室”和《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》中“11.5.23戶內(nèi)、外變電站的消防控制室應(yīng)與主控制室合并設(shè)置”的要求,基于現(xiàn)狀考慮,目前牽引變電所基本無運(yùn)行值班人員,且建筑規(guī)模均較小,故火災(zāi)報警控制器可設(shè)置在控制室,能夠保證火災(zāi)報警信號的監(jiān)控并方便調(diào)度指揮人員采取緊急措施,通知所內(nèi)人員疏散和滅火。

3.5 消防疏散照明

疏散通道是變電所內(nèi)人員逃生的途徑,疏散照明的地面水平照度值對于提高人員疏散速度是至關(guān)重要的,消防疏散照明設(shè)置范圍、照度及連續(xù)供電時間要求見表5。

表5 消防應(yīng)急照明設(shè)置范圍、照度及連續(xù)供電時間要求

序號標(biāo)準(zhǔn)號設(shè)置范圍照度要求連續(xù)供電時間1TB10009—2016控制室、高壓室、其他生產(chǎn)房屋及室內(nèi)主要通道無明確規(guī)定無明確規(guī)定2TB10621—2014控制室、配電裝置室、變壓器室、建筑疏散通道和樓梯間無明確規(guī)定不應(yīng)小于20min3TB10623—2014控制室、配電裝置室、變壓器室、建筑疏散通道和樓梯間無明確規(guī)定不應(yīng)小于20min4GB50229—2006主控通信室、配電裝置室、消防水泵房、建筑疏散通道不低于0.5lx不應(yīng)小于20min5GB50034—2013需確保人員安全疏散的出口和通道[13]水平疏散通道不低于1.0lx;垂直疏散區(qū)域不低于5.0lx無明確規(guī)定6GB50016—2014封閉樓梯間、防煙樓梯間、疏散走道等對于疏散走道,不低于1.0lx;對于樓梯間,不應(yīng)低于5.0lx不應(yīng)小于30min7DL/T5390—2014主要通道、主要出入口、樓梯間、鋼梯[14]主要通道上的照度值不低于1.0lx自帶蓄電池的應(yīng)急燈放電時間不低于120min8JGJ16—2008疏散樓梯間、疏散通道等[15]一般平面疏散區(qū)域不小于0.5lx,豎向疏散區(qū)域不低于5.0lx不小于30min

目前新建牽引變電所原則上均按無人值班、有人值守設(shè)計,且不同工程存在差異化設(shè)計,對上述標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的消防應(yīng)急照明設(shè)置范圍均有不同程度的涉及,故在設(shè)計中應(yīng)綜合上述標(biāo)準(zhǔn)考慮消防應(yīng)急照明的設(shè)置范圍。

疏散照明的照度及連續(xù)供電時間要求應(yīng)以人為本,照度值應(yīng)按有利于人員迅速逃離的要求設(shè)計。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)和火災(zāi)證明,一般用途的建筑物發(fā)生火災(zāi)時,人員應(yīng)在10 min內(nèi)疏散完畢。否則,將會因火災(zāi)和煙氣的蔓延、高溫?zé)煔庖约盎馂?zāi)的有毒熱分解物而增加人員窒息死亡的可能性?！栋l(fā)電廠和變電站照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中應(yīng)急燈的放電時間120 min是按滿足蓄電池組2 h的放電容量要求相匹配的,常規(guī)設(shè)計的牽引變電建筑面積較小,火災(zāi)發(fā)生時人員可以迅速逃離,考慮一定的安全系數(shù)和特殊條件情況,疏散照明的連續(xù)供電時間按不小于20 min設(shè)計是適宜的。

4 結(jié)論

(1)牽引變電所防火設(shè)計在鐵路行業(yè)中沒有專業(yè)規(guī)范,由于標(biāo)準(zhǔn)間存在相互指引、要求不一致的現(xiàn)象,可能會影響到設(shè)計人員對規(guī)范的準(zhǔn)確理解和使用,建議完善鐵路行業(yè)牽引變電所的設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

(2)《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》中僅規(guī)定了牽引變壓器與鐵路線路的防火間距要求,沒有明確牽引變壓器的絕緣型式,當(dāng)牽引變電所設(shè)置在城市中時,很難滿足現(xiàn)行規(guī)范的防火間距要求,若采用固體或氣體等非油絕緣牽引變壓器以及其他防火措施時,其防火間距應(yīng)有區(qū)別。在標(biāo)準(zhǔn)修編時應(yīng)補(bǔ)充相關(guān)規(guī)定。

(3)通過對牽引變電所防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的對比分析,有利于工程建設(shè)中對標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行,提高工程設(shè)計質(zhì)量。

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Comparative Analysis of Fire Protection Design Standard of Railway Traction Substation

LI Jin-jun

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Corporation, Wuhan 430063, China)

Abstract：Fire disaster, personal safety and property losses are closely related. In order to improve the railway traction substation fire protection design and improve the quality of design, fire fighting vehicle lane, fire protection spacing, building (structure) fire risk classification, automatic fire alarm, fire evacuation lighting are analyzed in view of the problems occurred during the construction and acceptance of railway engineering project and based on the standard of fire protection design of traction substation. Suggestions are recommended to improve design technical standard system of traction substation, revise current railway engineering design standards of fire protection and avoid the misunderstanding resulted from the inconsistence between standards so as to guide the engineering design personnel to correctly follow fire protection standard.

Key words：Railway engineering; Traction substation; Fire protection; Design standard

文章編號：1004-2954(2017)06-0172-03

收稿日期：2016-09-26；

修回日期：2016-10-07

基金項(xiàng)目：鐵道部科技研究開發(fā)計劃(鐵建科字(2012)-10)

作者簡介：李進(jìn)軍(1979—),男,高級工程師,2002年畢業(yè)于中南大學(xué)自動化專業(yè),工學(xué)學(xué)士,E-mail：lijinjunter@gmail.com。

中圖分類號：U224

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.06.036