電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)錫地鐵中的應(yīng)用研究

【摘 要】在各類(lèi)火災(zāi)中，因電氣原因引起的火災(zāi)占有最高的比例，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛在的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)，對(duì)可能引起火災(zāi)的故障回路進(jìn)行報(bào)警，將電氣火災(zāi)的損失降到最低。本文介紹了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能，研究了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)錫地鐵中應(yīng)用方案，總結(jié)了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工中需注意的問(wèn)題，為后續(xù)地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工提供了參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】無(wú)錫地鐵；電氣火災(zāi)；探測(cè)器；整定值

引言

近年來(lái)，火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，在所有的火災(zāi)中，電氣火災(zāi)的比例最高，超過(guò)30%，且比例在逐年升高。

地鐵作為人員密集場(chǎng)所，由于地鐵位于地下，運(yùn)行空間狹小，且電氣設(shè)備密度大、負(fù)荷重，一旦發(fā)生火災(zāi)，將給遇險(xiǎn)人員的安全疏散和消防員的搶險(xiǎn)救生與火災(zāi)撲救帶來(lái)很大的困難，嚴(yán)重影響市民的生命安全和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外地鐵火災(zāi)中，因電氣原因引起的火災(zāi)比例最大，達(dá)到37%[1][2]。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛在的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)，對(duì)可能引起火災(zāi)的故障回路進(jìn)行報(bào)警，以提醒運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行檢修處理。本文根據(jù)無(wú)錫地鐵1、2號(hào)線電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用情況，對(duì)相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題和施工問(wèn)題進(jìn)行研究、總結(jié)，以期能為相關(guān)的設(shè)計(jì)或施工人員提供幫助和參考。

1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及功能

1.1系統(tǒng)構(gòu)成

大型的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)包括系統(tǒng)服務(wù)器（工作總站）、工作站、監(jiān)控設(shè)備、探測(cè)器、互感器及各種連接線纜等組成[3]，如下圖所示。一般情況下，不需要用到大型系統(tǒng)的，則可以取消服務(wù)器。

1.2系統(tǒng)功能

不同廠家生產(chǎn)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能有差異，但都具備以下主要功能。（1）泄露電流檢測(cè)、報(bào)警功能。系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)視用電設(shè)備泄露電流的變化，為配電設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)提供依據(jù)，有效預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，保障用戶(hù)財(cái)產(chǎn)的安全。（2）泄露電流預(yù)警值、報(bào)警值在線整定功能。系統(tǒng)可以針對(duì)每一個(gè)探測(cè)回路分別在線設(shè)定泄露電流預(yù)警值和報(bào)警值，并在監(jiān)控主機(jī)上以不同顏色和聲音提示用戶(hù)。（3）歷史數(shù)據(jù)管理和事件打印功能。所有實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)、事件順序記錄及時(shí)間等均可保存到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。能夠自定義需要查詢(xún)的參數(shù)，查詢(xún)的時(shí)間段或選擇查詢(xún)最近更新的記錄數(shù)，并在打印機(jī)中打印出來(lái)。（4）用戶(hù)權(quán)限管理功能。用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)許可的操作，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，用戶(hù)可以定義不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)維護(hù)管理提供可靠的安全保障。（5）通訊功能。系統(tǒng)具備通信接口，可利用通信技術(shù)構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息集中管理和上傳，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用方案

2.1系統(tǒng)設(shè)置依據(jù)

根據(jù)《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ243-2011的規(guī)定，地鐵地下車(chē)站火災(zāi)保護(hù)對(duì)象為一級(jí)，應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。在《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008和《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011中，地鐵地下車(chē)站宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。地鐵是人員密集場(chǎng)所，一般在執(zhí)行規(guī)范時(shí)，均按較嚴(yán)格的執(zhí)行。目前，全國(guó)各地地鐵消防驗(yàn)收和專(zhuān)家評(píng)審中，也都要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2系統(tǒng)設(shè)置范圍

雖然規(guī)范中明確要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，但對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)置范圍并沒(méi)有明確說(shuō)明。根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013的要求，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器應(yīng)以設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設(shè)置在第一級(jí)配電柜（箱）的出線端；在供電線路泄漏電流大于500mA時(shí)，宜在其下一級(jí)配電柜（箱）設(shè)置[4]。結(jié)合地鐵的特點(diǎn)及無(wú)錫地鐵1、2號(hào)線中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的使用情況，建議在地鐵地下車(chē)站以下部位設(shè)置電氣火災(zāi)探測(cè)器。（1）變電所400V開(kāi)關(guān)柜出線，不含變電所至環(huán)控柜的饋出線?？紤]到變電所內(nèi)饋出線比較集中，在變電所內(nèi)設(shè)置探測(cè)器可以監(jiān)控饋出電纜及末端設(shè)備的泄露電流情況。（2）環(huán)控電控柜內(nèi)的風(fēng)機(jī)饋出線?？紤]到變電所至環(huán)控柜的饋出線電流較大，一般采用電纜多拼或者母線槽供電，且末端設(shè)備眾多，泄露電流較大，正常情況下的泄露電流都超過(guò)300mA，因此，環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備的泄露電流檢測(cè)設(shè)置在環(huán)控電控柜內(nèi)。

2.3系統(tǒng)整定值設(shè)置

考慮到地下車(chē)站內(nèi)設(shè)備的使用環(huán)境差，部分區(qū)域潮濕，電纜和設(shè)備本身的泄露電流較大?！痘馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013中明確要求電氣火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警值宜為300mA～500mA[4]，結(jié)合無(wú)錫地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試和使用情況，建議按以下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置系統(tǒng)的整定值。

（1）系統(tǒng)預(yù)警電流整定值為300mA。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某回路的泄漏電流值大于300mA時(shí)，系統(tǒng)處于預(yù)警狀態(tài)并記錄預(yù)警信息，預(yù)警指示燈閃爍，對(duì)應(yīng)的預(yù)警回路改變顏色，同時(shí)閃爍，直到故障解除，泄露電流小于300mA為止。

（2）系統(tǒng)報(bào)警電流整定值為500mA。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某回路的泄漏電流值大于500mA時(shí)，系統(tǒng)處于報(bào)警狀態(tài)并記錄報(bào)警信息，報(bào)警蜂鳴器響起，報(bào)警指示燈閃爍，對(duì)應(yīng)的報(bào)警回路改變顏色，同時(shí)閃爍。值班人員可手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警蜂鳴器，但只有檢修人員徹底解除故障，泄露電流小于300mA時(shí)，報(bào)警指示燈和報(bào)警回路閃爍才能停止。

2.4系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

考慮到目前的地鐵都設(shè)置了綜合監(jiān)控系統(tǒng)，且綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車(chē)控室設(shè)置有監(jiān)視工作站，同時(shí)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)也集成或互聯(lián)了FAS、BAS、PSCADA、PIS等系統(tǒng)，因此，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)直接與綜合監(jiān)控系統(tǒng)做通信接口，將故障信息和報(bào)警信息傳給綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并在車(chē)控室綜合監(jiān)控的工作站上顯示。

3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工中注意的問(wèn)題

3.1設(shè)計(jì)注意問(wèn)題

根據(jù)無(wú)錫地鐵1、2號(hào)線電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品選型上應(yīng)注意以下問(wèn)題。

（1）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)只對(duì)故障回路進(jìn)行檢測(cè)、報(bào)警，不聯(lián)動(dòng)故障回路斷路器跳閘。

（2）探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在各級(jí)斷路器的下端。

（3）考慮到車(chē)控室的面積有限，電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)應(yīng)選用壁掛式，在車(chē)控室內(nèi)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)并排安裝。

（4）電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)應(yīng)能人工消除蜂鳴器報(bào)警音，在監(jiān)控主機(jī)上可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)器進(jìn)行整定值設(shè)置和復(fù)位操作。

（5）400V開(kāi)關(guān)柜、環(huán)控柜（或其他柜體）內(nèi)的探測(cè)器，在設(shè)備生產(chǎn)的時(shí)候一定要預(yù)留探測(cè)器安裝空間，并考慮好探測(cè)器的安裝方式，有條件的情況下，應(yīng)在設(shè)備出廠的時(shí)候?qū)⑻綔y(cè)器安裝好。

3.2施工注意問(wèn)題

在施工過(guò)程中，由于多數(shù)地鐵施工單位沒(méi)有電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的施工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)較多的技術(shù)問(wèn)題，總結(jié)下來(lái)由以下幾個(gè)方面。

（1）各回路的A、B、C三個(gè)相線和N線均要穿過(guò)探測(cè)器，而PE線不能穿過(guò)探測(cè)器，否則系統(tǒng)檢測(cè)的泄露電流偏小，不能準(zhǔn)確反映線路或設(shè)備故障情況。

（2）因礦物絕緣電纜沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的PE線，一般是將礦物絕緣電纜的外殼（銅皮）當(dāng)PE線使用，當(dāng)饋線采用礦物絕緣電纜時(shí)，此時(shí)應(yīng)避免礦物絕緣電纜的外殼穿過(guò)探測(cè)器。

（3）系統(tǒng)通信線纜與供電線纜同路徑敷設(shè)時(shí)，通信線纜應(yīng)選用帶屏蔽層的線纜。

（4）施工時(shí)，應(yīng)先安裝探測(cè)器，再敷設(shè)柜內(nèi)或箱內(nèi)的電纜，最后將電纜接至饋線斷路器。

4結(jié)束語(yǔ)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一種電氣火災(zāi)的早期預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)檢測(cè)出泄露電流變化，并準(zhǔn)確的給出預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。以便專(zhuān)業(yè)的電氣檢修人員及時(shí)排查電氣火災(zāi)隱患，將電氣火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，將可能產(chǎn)生損失減少到最低限度。

對(duì)于地鐵“以防為主”的安全理念，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能更好的體現(xiàn)出這種理念，在未來(lái)的地鐵中，該系統(tǒng)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，對(duì)地鐵的安全運(yùn)行發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]付朝立.基于泄露電流監(jiān)測(cè)的電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究.2014年第4期：122-124.

[2]劉浩江.地鐵火災(zāi)的成因、預(yù)防和處置[J].現(xiàn)代城市軌道交通.2006年第5期：48-50.

[3]王鵬飛.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在深圳地鐵中的應(yīng)用.中國(guó)科技博覽.2014第39期：269-270.

[4]GB50116-2013.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范.中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.

作者簡(jiǎn)介：王德發(fā)（1983.2-），男，高級(jí)工程師，中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司電氣化設(shè)計(jì)研究處，主要從事軌道交通低壓配電、FAS、BAS、ACS的設(shè)計(jì)與研究工作。郵箱：94391813@qq.com。