軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警分析與處置措施

王靜

摘要：根據(jù)JGJ243—2011《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，城市軌道交通地下車站應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018年版）》（GB50016—2014）中，城市軌道交通車站屬于室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑，其非消防用電負(fù)荷應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)作為一種電氣火災(zāi)預(yù)警手段，在城市軌道交通工程中越來(lái)越受到重視和廣泛應(yīng)用。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的探測(cè)器有兩種：剩余電流型和測(cè)溫型。目前，剩余電流檢測(cè)儀廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)城市軌道交通項(xiàng)目中。因此，本文不對(duì)帶感溫探測(cè)器的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行反饋，使用剩余電流探測(cè)器的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的誤報(bào)警現(xiàn)象（以下簡(jiǎn)稱“誤報(bào)警”）普遍存在，且難以控制。由于虛警的負(fù)面影響已經(jīng)嚴(yán)重制約了探測(cè)器發(fā)揮其應(yīng)有的功能，因此有必要對(duì)其原因和處理方案進(jìn)行深入分析。基于此，本篇文章對(duì)軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警分析與處置措施進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);報(bào)警分析;處置措施

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活水平逐步提高，各行各業(yè)的用電量呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升趨勢(shì)，與之而來(lái)的電氣火災(zāi)問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)重，根據(jù)《火災(zāi)統(tǒng)計(jì)年鑒》，近年電氣火災(zāi)在各類火災(zāi)事件中占比高達(dá)34%，位于所有火災(zāi)原因之首。各行各業(yè)都開(kāi)始關(guān)注電氣火災(zāi)的監(jiān)控和預(yù)防，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)逐步成為了消防中必不可少的監(jiān)控系統(tǒng)。特別是目前，國(guó)家剛剛對(duì)電氣火災(zāi)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范都進(jìn)行了更新，加強(qiáng)了對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求及設(shè)計(jì)的規(guī)范性，顯示出電氣火災(zāi)監(jiān)控愈發(fā)重要。電氣火災(zāi)監(jiān)控主要分為剩余電流式、測(cè)溫式及故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。目前廣泛使用的剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠對(duì)回路中剩余電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣計(jì)算有效值，然后與預(yù)先設(shè)置的報(bào)警閾值進(jìn)行比較，若實(shí)時(shí)值大于閾值，則進(jìn)行報(bào)警處理，反之回路處于正常狀態(tài)。這種形式的報(bào)警系統(tǒng)在前期得到了廣泛的應(yīng)用和實(shí)施，但根據(jù)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用反饋來(lái)看，此種方式實(shí)際運(yùn)用存在較多測(cè)量不準(zhǔn)及誤報(bào)警情況。

1剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

電纜線路運(yùn)行不均勻或使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，絕緣損壞可能發(fā)生，接地電弧可能發(fā)生在較低的位置，接地電弧引起的火災(zāi)是一種短路火災(zāi)，在電氣火災(zāi)中發(fā)生的概率較高，而且是最大的為了減少這種缺陷的發(fā)生，必須采取措施及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地缺陷，很難使用整體過(guò)流保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)接地短路的火災(zāi)，但殘馀電流可以檢測(cè)到它對(duì)這些缺陷足夠敏感 它可以對(duì)接地故障及時(shí)作出反應(yīng)，可以采取切斷電源或發(fā)出信號(hào)的行動(dòng)。 殘馀電流型電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理是，使用殘馀電流檢測(cè)線圈檢測(cè)工作線上I1、I2、I3、n的矢量和總和，并將閾值設(shè)置為報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員檢查，原理圖如圖1所示。

工作原理：1）在正常無(wú)故障運(yùn)行模式下，I1+I2+I3+IN=IX（1），I1、I2、I3和IN分別表示低壓配電系統(tǒng)相位和中性點(diǎn)正常運(yùn)行的電流矢量值;IX是系統(tǒng)電纜的正常泄漏電流。通常，IX較小且不超過(guò)預(yù)先定義的臨界值（一般纜線泄漏電流值可參考國(guó)家土木工程設(shè)計(jì)和工程測(cè)量）。2）工作狀態(tài)故障當(dāng)工作線路絕緣損壞時(shí)，接地電弧光電路出現(xiàn)故障，短路電流為ID。因此，此電路的殘馀電流為I1+I2+I3+IN=IX+ID（2），ID為地線電流;IX+ID大于500mA預(yù)設(shè)安全閾值。殘馀電流檢測(cè)將檢測(cè)數(shù)據(jù)下載到主機(jī)并發(fā)出警報(bào)。

2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的管理

必須充分考慮到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立范圍和投資，以確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)目、投資、安全和產(chǎn)品類別之間的適當(dāng)平衡。必須確保在一級(jí)配電箱一級(jí)低壓柜中設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)允許其履行基本功能，同時(shí)還能有效控制設(shè)備的投資和布線成本。此外，該系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)非常精確和專業(yè)化，探測(cè)器分布均勻，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要確保所有鏈路上接口標(biāo)記的完整性和清晰度。在具體實(shí)施過(guò)程中，安裝和開(kāi)發(fā)應(yīng)由高度合格和經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)施單位進(jìn)行，以確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中的穩(wěn)定運(yùn)行。需要澄清執(zhí)行界面。目前，有些項(xiàng)目是通過(guò)配電箱制造商購(gòu)買和安裝的，而且由多家供應(yīng)商提供的現(xiàn)場(chǎng)配電箱經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。但是，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有良好的完整性。如果單位、鏈不能有效配合和正確連接，可能會(huì)使系統(tǒng)調(diào)試工作不穩(wěn)定。在某些項(xiàng)目中，可以完全保證購(gòu)買和安裝電力不足或消防系統(tǒng)，但安裝需要與配電箱供應(yīng)商充分協(xié)調(diào)，這涉及確定等問(wèn)題如果沒(méi)有良好的合作關(guān)系來(lái)迫使它這樣做，后續(xù)工作就會(huì)有隱患，無(wú)法充分保證工作的質(zhì)量和持續(xù)時(shí)間。更現(xiàn)實(shí)的做法是，由主要當(dāng)事方或a當(dāng)事方牽頭，確定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)庫(kù)存內(nèi)容合理分配給專業(yè)供應(yīng)商，并將主機(jī)調(diào)試總線路由項(xiàng)目分配給專業(yè)供應(yīng)商為了有效確保系統(tǒng)的順利實(shí)施。

3具備調(diào)節(jié)功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

為了使電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警更加精確，對(duì)電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的閾值設(shè)定方法進(jìn)行了改良，采用動(dòng)態(tài)閾值的形式，系統(tǒng)報(bào)警閾值不再是固定不變的設(shè)定值，而是根據(jù)實(shí)時(shí)的泄漏電流測(cè)量結(jié)果不斷進(jìn)行修正。首先，報(bào)警閾值中剔除固有泄漏電流的影響，即報(bào)警閾值是在固有泄漏電流的基礎(chǔ)上加安全閾值得到;其次，波動(dòng)泄漏電流增大時(shí)，報(bào)警閾值自動(dòng)提高，泄漏電流變小時(shí)，報(bào)警閾值自動(dòng)調(diào)低，對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果動(dòng)態(tài)跟蹤，排除固有泄漏電流及其波動(dòng)對(duì)報(bào)警的影響。在此基礎(chǔ)上自動(dòng)修正而來(lái)的閾值，僅對(duì)系統(tǒng)中真正的剩余電流產(chǎn)生反應(yīng)。采用動(dòng)態(tài)閾值時(shí)的剩余電流如圖2所示。

報(bào)警閾值隨測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)更新，只在真正漏電發(fā)生時(shí)，才觸發(fā)報(bào)警閾值，系統(tǒng)發(fā)出漏電報(bào)警。對(duì)圖2動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置的形式稍作變通，即將固有泄漏電流及其波動(dòng)實(shí)時(shí)從測(cè)量結(jié)果中剔除，即可得到還原真正的剩余電流。這樣做的好處是，可以繼續(xù)采用固定方式設(shè)置閾值。動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置的形式稍作變通后的剩余電流如圖3所示。

3處理措施

3.1回路固有漏電的排查治理

1）保持設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)量供電線路末端的泄漏電流值。如果供電線路末端泄漏電流測(cè)量值與線路的第一端基本相同，則可以確定是設(shè)備泄漏;如果供電線路端漏電流測(cè)量值與線路的第一端不一致，且偏差很大，則可以確定是供電線路漏電流。線路漏電時(shí)，應(yīng)進(jìn)行線路絕緣損壞檢查，必要時(shí)應(yīng)更換供電線纜。2）建議多分支回路線路選用具有內(nèi)部漏電補(bǔ)償功能的檢測(cè)儀，并設(shè)置合理的電路漏電基準(zhǔn)值，防止誤報(bào)警。{ ＼ f53 }）考慮到變電所至環(huán)控柜供電線路電流大，環(huán)控柜端設(shè)備多，回路內(nèi)部漏電多（一般大于{ 1 } 300ma { 2 }），建議合理設(shè)置環(huán)控負(fù)荷回路檢測(cè)儀的位置。

3.2減少剩余電流的措施

（1）安裝殘馀電流互感器時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分線n和Pei線，線n為藍(lán)色，Pei線為黃色，不得任意混合。（2）電線不得用作釣絲，不得多次接地。（3）線n應(yīng)引入電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電流互感器，接線方向應(yīng)符合相線，不得倒置。（4）嚴(yán)禁穿越電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的殘馀電流互感器。（5）應(yīng)嚴(yán)格控制電纜頭的制造工藝，采用絕緣良好、泄漏電流低的接線方法，進(jìn)行檢測(cè)。（六）安裝配電系統(tǒng)后，包括設(shè)備、管道等。，通電前應(yīng)測(cè)試電路絕緣性能，并檢查PE和n線的布線。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)家有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣火災(zāi)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)進(jìn)行了描述，地下城市軌道應(yīng)建立電氣消防系統(tǒng)。同時(shí)，城市軌道交通遵循電氣消防系統(tǒng)的“預(yù)防性”安全概念和預(yù)警特性。今后，該系統(tǒng)將在城市軌道上得到更廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合整個(gè)棚戶區(qū)線的電氣和消防設(shè)備的使用，對(duì)電氣消防系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)和調(diào)試以及在地鐵運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述和分析，希望能為以后的設(shè)計(jì)使用提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]劉毅.城市軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)誤報(bào)警分析及治理[J].城市軌道交通研究，2020，23（05）：196-199..

[2]祁勇.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通工程應(yīng)用的研究[J].電子世界，2019（16）：188-189.

[3]陳青云，王華，李海博.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工程應(yīng)用探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2018，37（10）：1381-1384.

[4]張振宇.軌道交通車站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)誤報(bào)診斷探討[J].電氣技術(shù)，2018，19（10）：106-107+111.

[5]潘翔.淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2018（18）：46-47.