摘要：文章分析了现有火灾报警系统的现状和存在问题，介绍了火灾报警系统在时速160 km动力集中电动车组应用上的改进与升级，为使用与运营带来了改善与安全提升。
关键词：火灾报警；烟温复合；感温电缆；
1 引言
火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟等火灾探测器变成电信号[1]，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。火灾报警系统是影响车辆行车安全的最基本、最重要的要求之一，为保障列车运行的安全，研究如何对列车火灾预防以及监测报警具有重要意义。
2 现有JB-QB火灾报警系统
2.1 JB-QB型火灾报警系统统拓扑图(图1)
现有的JB-QB型火灾报警系统的技术条件是依据国铁集团企标TJ/CL 425-2014中的相关规定生产以及使用的。JB-QB型火灾报警系统包括火灾报警控制器（火警主机）、探测器组成[2]。
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JB-QB型火灾报警系统统拓扑图(图1)
2.2现有系统设备及特点
(1)探测器
探测器为单模拟传感器或单数字传感器，安装于客室顶板、乘务员室顶板、综合控制柜内。
(2)火灾报警控制器特点：
①警控制器用列车网总线为RS485总线，可通过代理节点在Lonworks网络上通讯；
②某一车厢某一报警控制器位报警时，除此车厢报警控制器报警显示外，其他车厢报警控制器也应进行报警并显示报警车顺号；
③报警控制器可监测本车感烟探测器、感温探测器状态并可调阅网络中其他车厢的数据；
2.3工作逻辑
车辆的火灾报警控制器需要与探测器进行配套使用，探测器在设置的防火区域探测到火灾后，火灾报警控制器接收探测器上传的火灾报警信号，火灾报警控根据探测器上传的火灾报警信号自动判断是否进行首次报警。如果是首次报警，则首先对火警信号进行确认处理，火警灯亮。经循环检测确认后，若仍有火警信号存在，则显示该部位火警状态、报火警音、显示首次火灾报警时间；若经确认后，火警信号已消失，则火警状态自动取消，火警灯灭。火灾报警控制器内部设有正负电源自动调节电路，当正负电源线反接时，火灾报警控制器也可以正常工作。
2.4发现的问题及分析
(1)探头检测方式单一。现有客车的火灾报警探测器主要为感烟探测器以及感温探测器，对乘务员室、综合控制柜等线缆密集需要同时监控烟雾以及线缆温度的区域无法提供更安全的监控措施。
(2)测温范围小。由于空气导热性差，感温探头无法直接测量电线的温度。
(3)软件局限。由于硬件的限制，无法与车辆的控制中心通讯，查看数据须通过火灾报警控制器查看，造成操作繁琐、分散。
3改进后的火灾报警系统
3.1改进后的网络拓扑图
改进后采用JTY-GM型火灾报警系统(见图2)。JTY-GM型火灾报警系统包括火灾报警控制器、客室感烟探头、乘务员室、综合控制柜烟温复合探头以及感温电缆[3]，设置了独立的网络接口与火灾报警控制器通信。
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图2改进后的网络拓扑图
3.2改进后的系统设备
(1)探测器。探测器采用新的烟温复合探头，该探头同时对烟雾以及温度进行探测。
(2)感温电缆。感温电缆结构为2根用热敏材料绝缘的钢芯，探测原理是线缆受热后热敏材料电阻率降低从而触发开关量的温度报警。一旦环境温度到达或超出额定温度时，在内层的热敏聚合物的绝缘性能发生变化，结果使该点的两根导线近似短路，等效检测回路电阻减低，检测电路就以此为依据判断是否发生火警。在控制柜以及配电箱后敷设的线束内增加感温电缆，感温电缆直接将线束温度传输到火灾报警控制器上。
(3)终端电阻。增加一个300Ω的终端电阻，配合感温电缆使用。
3.3工作逻辑
改进后的火灾报警系统主要是增加了感温电缆与终端电阻，改进后的系统工作逻辑流程图见图3。
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图3 改进后的系统工作逻辑流程图
3.4系统改进的方案
针对之前发现的问题进行了系统改进，改进方案如下：
(1)增加测温设备。原客车使用的火灾报警系统仅有感烟探头，新系统增加了烟温复合探头以及感温电缆。
(2)新增安全环路输出。火灾报警系统诊断出定点报警时，安全环路闭合。此功能能够协助列控，即使通信受阻时，也能够保证安全运营。
(3)新增列车数据接口。通过与车辆电气监控单元(VEMU)的数据交互，车辆可实时监测火灾报警系统的在线、离线、报警以及隔离情况以及他车的报警信息，利于车辆监控。
4 结束语
改进后的火灾报警系统，在网络拓扑上相对于改进前的系统差别不大，设备结构与改进前差别也不大，在应用中对既有车布线影响极小，因此在系统升级换代上具有优势。
改进后的火灾报警系统，增加了烟温复合探头以及感温电缆，除探测空气中的高温以及烟雾外，还能探测电缆线束的温度，通过列车安全环路的加持为今后的动车组和客车提供了低成本高可靠性的火灾报警系统方案。
参考文献：
[1]夏寅荪，吴培元，等．120型空气制动机[M]．北京：中国铁道出版社，2006
[2] TJ/CL425-2014 铁道客车火灾报警系统暂行技术条件
[3] TJ/CL524-2017铁路客车感温电缆复合式火灾探测装置暂行技术条件
论文作者:孙立民, 高爽, 王田
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：火灾论文; 报警系统论文; 探测器论文; 控制器论文; 火警论文; 感温论文; 电缆论文; 《中国电业》2019年22期论文;