產(chǎn)品列表 / products

分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在智能樓宇電纜豎井與母線(xiàn)槽火災(zāi)預(yù)警中的應(yīng)用研究

更新時(shí)間：2026-09-01　點(diǎn)擊量：124

摘要

大型智能樓宇、超高層建筑內(nèi)部大量設(shè)置電纜豎井與母線(xiàn)槽系統(tǒng)，作為建筑主要供電通道。電纜豎井、母線(xiàn)槽多為密閉腔體結(jié)構(gòu)，散熱條件差，接頭松動(dòng)、過(guò)載、絕緣老化極易造成局部過(guò)熱，進(jìn)而引發(fā)電氣火災(zāi)；一旦發(fā)生火情，煙火沿著豎井豎向快速蔓延，高層建筑人員疏散困難，會(huì)造成嚴(yán)重人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。傳統(tǒng)煙感、點(diǎn)式溫度傳感器存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)，煙霧報(bào)警屬于事后報(bào)警模式，難以實(shí)現(xiàn)豎井、母線(xiàn)槽過(guò)熱隱患早期識(shí)別。分布式光纖測(cè)溫（DTS）基于拉曼散射光學(xué)傳感原理，豎井管井現(xiàn)場(chǎng)僅布設(shè)無(wú)源感溫光纜，具備抗凝露、抗粉塵特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離多層連續(xù)分布式溫度測(cè)量。本文闡述DTS系統(tǒng)工作原理，研究固定溫度閾值與溫升速率協(xié)同報(bào)警策略；針對(duì)電纜豎井、母線(xiàn)槽、樓層配電管井、數(shù)據(jù)中心樓宇等典型場(chǎng)景開(kāi)展應(yīng)用分析；論述光纜敷設(shè)工藝、報(bào)警參數(shù)整定、樓宇平臺(tái)聯(lián)動(dòng)等工程實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)。工程實(shí)踐表明，分布式光纖測(cè)溫能夠獲取母線(xiàn)槽、豎井電纜全線(xiàn)溫度分布，在煙霧明火出現(xiàn)前識(shí)別局部過(guò)熱隱患，對(duì)提升智能樓宇智慧消防水平具備較高工程應(yīng)用價(jià)值。

**關(guān)鍵詞：**分布式光纖測(cè)溫；DTS；智能樓宇；電纜豎井；母線(xiàn)槽；電氣火災(zāi)；智慧消防；高層建筑；早期預(yù)警；感溫光纜

1 引言

我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，超高層寫(xiě)字樓、商業(yè)綜合體、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心等大型公共建筑數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)。這類(lèi)建筑內(nèi)部電力負(fù)荷大，普遍采用母線(xiàn)槽與電纜豎井作為豎向供電主干，貫穿多個(gè)樓層。母線(xiàn)接頭、電纜接頭在長(zhǎng)期大電流作用下，容易出現(xiàn)壓接松弛、接觸電阻增大，產(chǎn)生局部發(fā)熱；管井內(nèi)部密閉通風(fēng)不良，熱量積聚加速絕緣老化，最終誘發(fā)電氣短路起火。

高層建筑豎井具備煙囪效應(yīng)，起火之后煙火短時(shí)間擴(kuò)散至多個(gè)樓層，建筑內(nèi)部人員密集，疏散逃生條件受限，樓宇電氣火災(zāi)一直是建筑消防管控重點(diǎn)。當(dāng)前樓宇消防系統(tǒng)主要配置煙霧探測(cè)器、點(diǎn)式溫度傳感器。點(diǎn)式傳感器僅布置在少數(shù)重點(diǎn)接頭位置，母線(xiàn)槽、豎井中間區(qū)段存在大量監(jiān)測(cè)盲區(qū)；煙霧探測(cè)器只有燃燒產(chǎn)生煙氣之后才觸發(fā)報(bào)警；豎井管井大多封閉，人工開(kāi)蓋巡檢工作量大，無(wú)法做到全天候在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。管井內(nèi)部容易出現(xiàn)凝露積灰，有源傳感器長(zhǎng)期在管井內(nèi)工作故障率偏高。

國(guó)家大力推進(jìn)智慧消防建設(shè)，要求建筑實(shí)現(xiàn)火災(zāi)隱患超前感知。分布式光纖測(cè)溫DTS技術(shù)，豎井現(xiàn)場(chǎng)無(wú)有源器件，依靠感溫光纜實(shí)現(xiàn)連續(xù)分布式測(cè)溫，可以覆蓋整條母線(xiàn)槽、整段電纜豎井，近些年逐步在大型公建項(xiàng)目中得到應(yīng)用。本文圍繞DTS工作原理、樓宇典型場(chǎng)景應(yīng)用、工程實(shí)施要點(diǎn)開(kāi)展研究，為智能樓宇電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目提供技術(shù)參考。

2 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)工作原理

分布式光纖測(cè)溫依托拉曼散射物理效應(yīng)。激光脈沖輸入感溫光纜，光纖內(nèi)部產(chǎn)生瑞利散射、拉曼散射。拉曼散射分為斯托克斯光與反斯托克斯光，反斯托克斯光的光強(qiáng)對(duì)溫度變化十分敏感。DTS主機(jī)采集反射回來(lái)的散射光信號(hào)，對(duì)比兩種散射光強(qiáng)度比值，解算出光纖沿線(xiàn)每一點(diǎn)溫度數(shù)值；根據(jù)光信號(hào)往返時(shí)間計(jì)算溫度異常對(duì)應(yīng)的空間位置，同時(shí)獲取溫度大小與位置信息。

整套系統(tǒng)硬件組成包含DTS測(cè)溫主機(jī)、感溫光纜、聲光報(bào)警單元、工控顯示模塊、通訊接口模塊。感溫光纜敷設(shè)于母線(xiàn)槽外壁或者電纜豎井橋架之上，豎井管井內(nèi)部只有光纜，不需要供電；測(cè)溫主機(jī)部署于樓宇消防控制室，完成光信號(hào)解調(diào)、溫度計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)警邏輯判斷。系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)、RS485輸出數(shù)據(jù)，對(duì)接樓宇消防報(bào)警主機(jī)、樓宇BA運(yùn)維平臺(tái)。

系統(tǒng)采用雙重報(bào)警機(jī)制：固定溫度閾值報(bào)警，溫度超過(guò)設(shè)定限值觸發(fā)告警；溫升速率報(bào)警，監(jiān)測(cè)單位時(shí)間溫度上升幅度，針對(duì)接頭松動(dòng)、短路故障帶來(lái)快速發(fā)熱實(shí)現(xiàn)快速告警。多級(jí)報(bào)警分為預(yù)警、一級(jí)告警、火警，具備米級(jí)定位精度，可以定位過(guò)熱隱患所屬樓層與段落。

3 智能樓宇典型應(yīng)用場(chǎng)景分析

3.1 母線(xiàn)槽全線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)

母線(xiàn)槽是高層樓宇大電流供電的主流設(shè)備，貫穿建筑多個(gè)樓層，大量故障出現(xiàn)在母線(xiàn)連接接頭位置。將感溫光纜沿母線(xiàn)槽外壁全程敷設(shè)，部分工況可布置于母線(xiàn)槽內(nèi)腔，實(shí)現(xiàn)母線(xiàn)槽全長(zhǎng)連續(xù)溫度監(jiān)測(cè)。不僅監(jiān)測(cè)少數(shù)接頭，母線(xiàn)槽任意位置過(guò)熱均可識(shí)別，米級(jí)定位故障樓層，在冒煙起火之前輸出預(yù)警，防范母線(xiàn)槽電氣火災(zāi)。

3.2 高層建筑電纜豎井監(jiān)測(cè)

電纜豎井集中布置大量電力電纜，豎井腔體密閉通風(fēng)差，電纜接頭容易發(fā)熱。光纜沿豎井電纜橋架豎向敷設(shè)，覆蓋多層樓層電纜，實(shí)現(xiàn)豎井電纜全線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)。豎井屬于封閉空間，不便頻繁人工進(jìn)入巡檢，光纖無(wú)源特性適配豎井潮濕、積灰環(huán)境，實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)不間斷在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

3.3 樓層配電管井與配電間監(jiān)測(cè)

各樓層配電管井、強(qiáng)弱電間設(shè)備集中，空間狹小密閉，是樓層電氣火災(zāi)隱患點(diǎn)。感溫光纜布置于管井電纜周邊，監(jiān)測(cè)樓層配電電纜、接線(xiàn)端子過(guò)熱，作為樓宇現(xiàn)有消防系統(tǒng)的有效補(bǔ)充。

3.4 數(shù)據(jù)中心及人員密集公共建筑樓宇

數(shù)據(jù)中心對(duì)供電可靠性要求高，母線(xiàn)、豎井一旦起火會(huì)造成巨大業(yè)務(wù)損失；醫(yī)院、商業(yè)綜合體人員密集，火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)壓力大。DTS分布式光纖測(cè)溫應(yīng)用于此類(lèi)建筑，實(shí)現(xiàn)供電主干線(xiàn)路隱患前置預(yù)警，保障建筑供電安全與人員安全。

4 工程實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)

4.1 感溫光纜選型與敷設(shè)工藝

智能樓宇場(chǎng)景選用阻燃、耐彎折、抗壓護(hù)套感溫光纜。母線(xiàn)槽場(chǎng)景優(yōu)先沿母線(xiàn)外側(cè)固定，做好機(jī)械防護(hù)，避免母線(xiàn)熱脹冷縮磨損光纜；電纜豎井沿橋架順向固定，規(guī)避尖銳金屬邊角劃傷光纜；光纜熔接接頭做好防塵防潮密封處理。存量樓宇改造項(xiàng)目，可利用物業(yè)停電檢修窗口期施工，不需要大規(guī)模拆除原有供電設(shè)備。

4.2 報(bào)警閾值參數(shù)整定

報(bào)警閾值不可直接套用通用數(shù)值，需要結(jié)合樓宇管井常年環(huán)境溫度、母線(xiàn)及電纜正常運(yùn)行溫升進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)整定，區(qū)分設(shè)備正常工作發(fā)熱與故障過(guò)熱，合理設(shè)置預(yù)警、告警、火警多級(jí)閾值，同時(shí)配置溫升速率參數(shù)，降低誤報(bào)警概率。

4.3 系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)接

DTS主機(jī)輸出標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，對(duì)接樓宇消防報(bào)警控制器、樓宇BA運(yùn)維平臺(tái)，溫度歷史曲線(xiàn)、報(bào)警信息上傳消防控制室，實(shí)現(xiàn)彈窗提示、聲光聯(lián)動(dòng)報(bào)警，融入樓宇現(xiàn)有智慧運(yùn)維體系。

4.4 后期運(yùn)維管理

系統(tǒng)投運(yùn)后建立定期巡檢制度，檢查豎井、母線(xiàn)槽處光纜外護(hù)套完好，核對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)有效性，防止光纜外力破損，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

5 技術(shù)局限性與優(yōu)化方向

分布式光纖測(cè)溫存在一定應(yīng)用局限：光纜一旦斷裂，斷裂點(diǎn)之后區(qū)段失去監(jiān)測(cè)能力，施工運(yùn)維階段必須重視光纜防護(hù)；光纖測(cè)溫獲取母線(xiàn)槽、電纜外表面溫度，導(dǎo)體內(nèi)部溫度需要借助模型換算。后續(xù)可以結(jié)合電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，形成溫度?電氣參數(shù)多參量聯(lián)合監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步提升故障綜合研判能力。

6 結(jié)論

高層智能樓宇電纜豎井、母線(xiàn)槽是電氣火災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)部位，豎井煙囪效應(yīng)會(huì)加速火情蔓延，傳統(tǒng)煙感、點(diǎn)式測(cè)溫設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)隱患早期感知。分布式光纖測(cè)溫DTS技術(shù)憑借豎井現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源、抗凝露積灰、連續(xù)分布式測(cè)溫的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)母線(xiàn)槽、電纜豎井全線(xiàn)溫度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，能夠在明火煙霧產(chǎn)生之前識(shí)別局部過(guò)熱隱患，推動(dòng)樓宇電氣火災(zāi)從事后處置轉(zhuǎn)向隱患超前預(yù)警。該技術(shù)契合智慧樓宇、智慧消防建設(shè)發(fā)展方向，在大型公共建筑領(lǐng)域具備很高推廣應(yīng)用價(jià)值。