[摘要] 吸气式烟雾探测已得到广泛应用,它是一种基于光学空气检测技术发展的由微处理器控制的烟雾检测装置。具有极高的灵敏度、独特的采样方式、“零”误报率、无源的探测和传输方式等特点,有着很好的“可靠性、安全性、先进性”。水电站设备多且分散,一旦发生火灾,危险性高、损失严重、影响面大,要求火灾探测器能够尽早的探测出火灾信号,按照电厂发电机、电缆等处的环境和运行要求可以较好的应用吸气式烟雾探测器,在大峡水电站发电机、电缆层、电缆桥架、电缆沟等多处安装、使用了吸气式烟雾探测器,文章主要介绍了吸气式烟雾探测器的原理、特点及在大峡电站的应用。
　　[关键词] 吸气式烟雾探测 水电站应用
　　
　　1　概述
　　
　　吸气式烟雾探测技术自上世纪70年代中期由澳大利亚首创后,在国外已得到广泛应用,作为一种先进的火灾早期探测技术进入我国已经有10年的时间了。在多个行业和领域得到了广泛的应用,具有极高的灵敏度、独特的采样方式、“零”误报率、无源的探测和传输方式等特点。水电站火灾报警系统的设计、施工、调试、验收应遵守和依据国家的标准、规范,主要有《水利水电工程设计防火规程》、《火灾自动报警系统设计规范》、 《火灾自动报警系统施工及验收规范》、《吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范》等。火灾探测器的选择和布置是标准、规范中的重要内容,标准、规范中对各类探测器的选择和使用有一定要求和规定,在某些防火要求高,需要对火警初期作出迅速反应,但不适合使用点型和线型火灾探测器的场所,可以较好的使用吸气式烟雾探测器,水电厂一般距城镇较远,电厂设备多且分散,一旦发生火灾,危险性高、损失严重、影响面大,因此,要求火灾探测器能够尽早的探测出火灾信号。而发电机、电缆等设备的环境和运行要求对于传统探测器的安装、维护、使用存在困难,却可以较好的应用吸气式烟雾探测器。
　　
　　2　吸气式烟雾探测器的原理
　　
　　吸气式烟雾探测器是一种基于光学空气检测技术发展的由微处理器控制的烟雾检测装置,而不是被动的等待烟雾的扩散,探测器利用其内部的吸气泵,通过分布在保护区内的采样管网,连续采集空气样品,经过滤器过滤灰尘后送至激光探测腔分析,激光探测腔采用激光散射方法探测空气样品中的烟雾粒子,探测结果经计算分析后给出准确的烟雾浓度值,并根据所确定的报警值发出火警信号,探测器具有故障、预警、火警输出功能。
　　
　　3　吸气式烟雾探测器的特点
　　
　　(1)极高的灵敏度
　　烟粒子直径在10μm以下,该系统的灵敏度为0.004%~4%obs/m(传统探测器一般为5%obs/m),比传统的高近1000倍。
　　
　　(2)独特的采样方式
　　在普通PVC管上打个孔即可,还可用软管直接从被保护的设备里取样,因此,安装形式灵活多样、调试简单、保护范围更广。
　　
　　(3)“零”误报率
　　灵敏度和误报率是一对矛盾,灵敏度越高,误报率也会越高。但吸气式烟雾探测器却能彻底解决这一矛盾,达到零误报的效果,这主要基于它采用了以下的技术:环境自动学习功能,可以对环境进行学习,然后根据所积累的信息自动设置灵敏度,以达到在任何环境中都能精确探测的目的;自动比较功能可以设置警报的延时输出,经过一段时间的比较,系统确信烟雾的稳定变化后再发出警报,从而避免由于环境的异常变化造成的误报;采用滤网装置,将非烟雾的灰尘等污染物在进气口就滤除掉;可调式分级报警功能,针对不同用户的环境要求实施不同的报警级别,以达到准确预报的目的而又避免误报。与传统探测器先人工设定灵敏度的方式恰恰相反,它是先人工设定自己可以接受的误报率,然后由机器根据实际环境自动设定灵敏度,因此误报率极低。
　　　　
　　(4)无源的探测和传输方式
　　由于采用PVC管直接从被保护区域或被保护对象直接采取空气样本。探头与主机之间没有电源线和信号传输线,所以,可以在防爆场所和强电磁干扰场所大显身手,让传统系统望尘莫及。
　　
　　(5)简单的管路安装方式
　　与传统探测器的布线不同,吸气式烟雾探测设备采用PVC管网布置,这样做的优点在于:安装极其简便,避免了繁琐的连线、安装调试工作。
　　1)安装形式多样,可以采用不同的布设方式,例如:架设在天花板的下方、地板的下方、回风口处等,以适应不同环境的要求。
　　2)可用于传统探头无法探测的区域,例如:变电柜、高架地板、电缆槽、开阔高挑空间、有易燃易爆物的场所等或是传统探头无法到达的地方。

(6)维护、保养方便
　　只需定期对抽取样本的PVC管道作气压式清洁,根据使用环境要求,定期的吹洗采样管道。
　　
　　4　吸气式烟雾探测器在大峡电站的应用
　　
　　作为一种较为新型、技术先进的火灾自动探测技术在大峡水电站得到了较多的应用,《火灾自动报警系统施工及验收规范》和《吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范》对空气采样感烟火灾探测器的使用范围、设计、施工、调试、运行有明确的要求,《水利水电工程设计防火规范》中对水电厂设置火灾自动报警的场所和设备也有明确规定,其中发电机和电缆是重要部分,发电机是水电厂的主要设备,电缆在水电厂数量很多,位置分散,如这些设备发生火灾引起的后果严重、损失巨大。结合发电机和电缆的特点及运行情况在发电机和电缆处使用了吸气式烟雾探测器。
　　
　　(1)水轮发电机部分
　　《水利水电工程设计防火规范》要求发电机风罩墙安装火灾报警装置,在水电站相关事故来看,由润滑不足造成旋转运动机械部件引发发电机发生轴瓦烧毁和制动闸非正常摩擦等事故,发电机通常安装在较为密闭的空间,并且在许多部位安装有通风设备,造成保护区域内气流运动,给火灾探测造成困难。一般情况有以下几个问题,①由于通风系统造成的气流运动,一方面会使烟雾大幅度稀释,难以到达传统烟雾探测设备的报警阈值,另一方面,循环气流也会使烟雾难以达到探测器的安装位置,造成报警延误或漏报;②发电机在运行中有很大的电磁干扰;③传统探测器存在安装、维护困难等情况。而吸气式烟雾探测器可以很好的解决这些问题。因此,据水规要求结合发电机特点,我站在每台发电机风罩墙安装了吸气式烟雾探测器,可以为轴瓦、制动闸、定子、转子等设备提供充分的保护,每台机安装采样管55m,采样孔19个,每个采样孔的孔径3.5mm,每个采样孔测试报警响应时间12s,火灾报警信号联动发电机内水喷雾系统的电动阀。
　　
　　(2)电缆部分
　　电缆遍布全厂各处,是连接全厂设备、传送信号的纽带,作用重大,因此电缆火灾应引起高度重视。电缆的绝缘材料多是可燃的,大多敷设在桥架、沟道、厂房内。电缆可能因敷设不当、中间接头连接不好或接头材料选择不当造成接头氧化脱焊引起火灾,长期过载、违章作业等原因也会引起火灾,当电缆起火时,蔓延迅速,扩大到其它场所形成新的着火危险点,燃烧产生大量有毒气体、烟气,威胁着人的生命安全,电缆着火点不易判明,电缆火灾一但发生很难扑救。实践表明普通感烟探测器报警时,电线、电缆已烧毁,无法再使用,已造成较大的事故和损失,这样,即使普通的感烟探测系统报了警也无济于事,必须早报警,要求电缆、电线刚刚出现过热,发出焦糊味但还没有生成可见烟,电线、电缆还没有变形时就报警,早期报警就能避免设备和线缆不受损伤。而吸气式烟雾探测器的灵敏度高,电缆过载产生的微量烟雾也可以探测到,火灾报警时间大为提前,使值班人员有充足的时间寻找火源,采取适当的措施,制止火灾的发生,避免和减少火灾事故的损失。因此,吸气式烟雾探测器对于电缆各处具有高效的报警作用,我站在电缆层、电缆桥架、电缆沟等多处使用了吸气式烟雾探测器,采用天花板式管路系统安装敷设,吸气式烟雾探测器的安装、调试较点型探测器和缆式探测器更为方便、快捷,火灾报警信号联动电缆各处水喷雾系统的电动阀,经试验火灾报警及联动系统动作正确。图1为电缆桥架空气采样管安装图。
　　
　　
　　5　结束语
　　
　　现水电厂普遍采用无人值班(少人值守)的运行方式,一旦发生火灾,经济效益和社会效益损失巨大,为了减少火灾危害,保护电站设备安全,按照“防消结合、预防为主”的原则,要求火灾探测器有高效、及时、准确的报警信号,火灾的规律一般是:(1)预燃阶段;(2)可见烟雾燃烧阶段;(3)火焰燃烧阶段;(4)剧烈燃烧阶段。传统探测器一般都在火灾发展到后三个阶段时才发出报警,而这三个阶段的时间都相对较短,约几秒钟到几分钟,所以即使发现火警也往往为时已晚,而吸气式烟雾探测器却能在火灾的预燃阶段(提前30~120min)发出报警,从而赢得宝贵的救火时间,具有很好的“可靠性、安全性、先进性”,因此,根据吸气式烟雾探测器的特点可以很好的应用在水电站发电机、厂房、开关柜、控制柜、机房等场所和设备,提高水电站的安全和自动化水平。

产品链接：ICAM空气采样烟雾探测系统 www.thusness.com.cn/icam/