重慶地鐵五號(hào)線幸福廣場站消防弱電系統(tǒng)感應(yīng)電問題分析

王瑜琳 徐曉靈 朱起源

摘要：本文通過對(duì)重慶地鐵五號(hào)線幸福廣場站消防控制中心全功能測試過程中，發(fā)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)柜風(fēng)閥存在感應(yīng)電，導(dǎo)致電路板被擊穿的問題進(jìn)行分析。在有效解決問題的同時(shí)，為今后類似問題的排查和處理提供參考。

關(guān)鍵詞：消防；全功能測試；感應(yīng)電；擊穿

重慶軌道交通五號(hào)線一期工程（園博中心站～跳蹬站）[以下簡稱：“五號(hào)線一期”]，線路長39.76km，設(shè)車站25座，全線設(shè)中梁山車輛段、大竹林停車場各一座；控制中心設(shè)于大竹林停車場南側(cè)。全線分為南、北兩段，其中北段為園博中心站至大石壩站，共10座地下站，運(yùn)營里程約17km。

五號(hào)線一期北段的整個(gè)調(diào)試過程涉及單機(jī)單系統(tǒng)調(diào)試、接口調(diào)試、全功能測試以及聯(lián)合調(diào)試。其中全功能測試是以綜合監(jiān)控（ISCS）為主的功能驗(yàn)證測試項(xiàng)目，是城市軌道交通工程調(diào)試中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是對(duì)前期機(jī)電設(shè)備安裝、單系統(tǒng)調(diào)試、接口調(diào)試的檢驗(yàn)，同時(shí)也為后期順利進(jìn)行綜合大聯(lián)調(diào)提供有力保障。在此次對(duì)五號(hào)線一期北段各個(gè)站點(diǎn)的全功能測試中，發(fā)現(xiàn)幸福廣場站消防控制中心某一消防聯(lián)動(dòng)柜風(fēng)閥存在感應(yīng)電。為了能夠及時(shí)的解決問題，避免消防聯(lián)動(dòng)柜電路板再次出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，聯(lián)調(diào)聯(lián)試項(xiàng)目部緊急召集產(chǎn)品供應(yīng)商、監(jiān)理、施工單位以及業(yè)主等相關(guān)的技術(shù)人員，針對(duì)此問題召開專題分析會(huì)議。

1感應(yīng)電產(chǎn)生原因分析

相對(duì)于弱電系統(tǒng)而言，感應(yīng)電具有電壓高、電流小、能量弱等特點(diǎn)，常見于導(dǎo)電設(shè)備外部所帶的電，其實(shí)質(zhì)是通過一定的方法，改變空間中靜電荷的分布，來影響相關(guān)設(shè)備的正常工作。[1]針對(duì)此次幸福廣場站全功能測試過程中出現(xiàn)的感應(yīng)電問題，筆者搜集以往類似的工程項(xiàng)目資料，[2]并結(jié)合專題分析會(huì)議中相關(guān)工作人員反饋的意見和建議，將感應(yīng)電產(chǎn)生的原因總結(jié)如下：

（1）接線問題：工作人員疏忽，導(dǎo)致接線錯(cuò)誤，意外引入強(qiáng)電（220V）電壓。

（2）環(huán)境因素：一方面城市軌道交通大多為地下工程，因此相關(guān)控制設(shè)備只能安裝于地下室，加之重慶市年平均相對(duì)濕度多在70%80%，在全國屬高濕區(qū)，因此地下室長期處于潮濕狀態(tài)，墻面有結(jié)露，地面有積水，使得設(shè)備受潮。另一方面城市軌道交通工程龐大，工期緊迫，配電箱的安裝若是遇上三、四月份的梅雨季節(jié)，受潮將更加嚴(yán)重。[3]

（3）強(qiáng)弱電線敷設(shè)不達(dá)標(biāo)：電氣規(guī)范規(guī)定強(qiáng)、弱電線要分開走線，而且中間要留有間距。但是在實(shí)際的工程施工中，部分施工人員可能為了方便省事而將強(qiáng)、弱電線敷設(shè)在同一條線槽或線管當(dāng)中。強(qiáng)、弱電混合布線，相互干擾，使得電勢竄入其中產(chǎn)生感應(yīng)電。

（4）隔離措施是否達(dá)標(biāo)：電氣規(guī)范指出，強(qiáng)、弱電可共用一個(gè)電氣豎井，但強(qiáng)、弱電線路應(yīng)分別布置在豎井兩側(cè)或采取隔離措施。同樣在城市軌道交通工程建設(shè)中，對(duì)于消防控制中心的消防聯(lián)動(dòng)柜內(nèi)同時(shí)存在強(qiáng)、弱電線的情況下，應(yīng)嚴(yán)格按照電氣規(guī)范的要求，將強(qiáng)、弱電線分別布置在消防聯(lián)動(dòng)柜的兩側(cè)或采取相應(yīng)的隔離措施，否則強(qiáng)、弱電互相干擾，將產(chǎn)生感應(yīng)電。這也就意味著控制電路中微機(jī)控制板的工作，會(huì)因強(qiáng)電的干擾而變得不穩(wěn)定，使得整個(gè)消防控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性得不到保障。

2查找感應(yīng)電來源

根據(jù)上文總結(jié)的感應(yīng)電產(chǎn)生原因，聯(lián)調(diào)聯(lián)試項(xiàng)目部召集各方工作人員在第一時(shí)間對(duì)五號(hào)線一期幸福廣場站控制中心的消防聯(lián)動(dòng)柜進(jìn)行相關(guān)測試，進(jìn)一步查清感應(yīng)電的來源，并及時(shí)提出行之有效的整改方案，確保五號(hào)線一期聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作的順利推進(jìn)。

在進(jìn)行各項(xiàng)測試之前，首先要保證系統(tǒng)接線的正確性，避免因接線問題導(dǎo)致參數(shù)測試不達(dá)標(biāo)。鑒于此次是在消防聯(lián)動(dòng)柜風(fēng)閥處產(chǎn)生的感應(yīng)電，因此摸清風(fēng)閥的信號(hào)是如何送到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）模塊箱至關(guān)重要。

根據(jù)此次聯(lián)調(diào)工作安排，各功能模塊之間信號(hào)的連接是由不同的標(biāo)段負(fù)責(zé)，主要包括：風(fēng)閥、風(fēng)閥就地控制箱、繼電器、環(huán)控電控柜及FAS模塊箱。經(jīng)各標(biāo)段共同確認(rèn)，系統(tǒng)各模塊間未出現(xiàn)接線錯(cuò)誤的情況。

其次鑒于空氣溫濕度會(huì)影響電氣設(shè)備性能，主要體現(xiàn)在濕度過高，會(huì)降低電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，因此聯(lián)調(diào)項(xiàng)目部連續(xù)幾天對(duì)地下室的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果均未超過電氣設(shè)備正常工作所允許的范圍。

最后我們按功能模塊對(duì)消防聯(lián)動(dòng)柜進(jìn)行綜合測試，進(jìn)一步查找產(chǎn)生感應(yīng)電的故障點(diǎn)。整個(gè)測試流程如下所述：

圖1測試流程

（1）解除就地控制箱到環(huán)控電柜控電纜，用萬用表單獨(dú)測試就地控制箱“關(guān)到位信號(hào)”端子，測得交流感應(yīng)電壓為17V左右。

（2）解除就地控制箱“關(guān)到位信號(hào)”端子到就地控制箱繼電器電纜，使本段控制電纜懸空，用萬用表測得兩端懸空的“關(guān)到位信號(hào)”控制電纜的感應(yīng)電壓為17V左右，繼電器端子對(duì)地的感應(yīng)電壓為4V左右。

（3）拆除就地控制箱電纜線槽，發(fā)現(xiàn)風(fēng)閥“關(guān)到位信號(hào)”電纜雜亂的擺放在線槽中，如圖2所示。將“關(guān)到位信號(hào)”電纜單獨(dú)清理出來，一端接到繼電器上，一端接到接線端子上，再次用萬用表進(jìn)行測試，此時(shí)測得感應(yīng)電為7V左右（出自繼電器端子感應(yīng)電與周圍環(huán)境感應(yīng)電的疊加，感應(yīng)電壓在允許范圍內(nèi)），相比之前的測試值減少了10V左右。

（4）拆除環(huán)控電控柜端子到風(fēng)閥就地控制箱的電纜，使得環(huán)控電控柜到風(fēng)閥就地控制箱的“關(guān)到位信號(hào)”電纜懸空，測得一根“關(guān)到位信號(hào)”電纜感應(yīng)電為32V左右，另一根“關(guān)到位信號(hào)”電纜感應(yīng)電為3V左右（在允許范圍內(nèi)）。環(huán)控電控柜的接線如圖3所示（圖中黃色電纜為“關(guān)到位信號(hào)”電纜）。

圖2就地控制箱電纜接線圖圖3環(huán)控電控柜電纜接線圖

（5）拆除環(huán)控電控柜到FAS模塊箱的控制電纜，使得風(fēng)閥“關(guān)到位信號(hào)”控制電纜懸空，測得“關(guān)到為信號(hào)”控制電纜感應(yīng)電壓4V左右（在允許范圍內(nèi)）。

經(jīng)過多方面的測試、排查，初步斷定幸福廣場站消防聯(lián)動(dòng)柜發(fā)生感應(yīng)電的原因主要是：①風(fēng)閥就地控制箱中，信號(hào)電纜與電源線共線槽且擺放雜亂；②5301標(biāo)段負(fù)責(zé)的控制電纜中存在220V電壓等級(jí)的電纜與控制信號(hào)電纜在同一電纜的不同芯中，使得控制電纜的屏蔽層失去屏蔽效果。

3感應(yīng)電整改措施

針對(duì)此次幸福廣場站消防聯(lián)動(dòng)柜發(fā)生感應(yīng)電的的事件，聯(lián)調(diào)聯(lián)試項(xiàng)目部協(xié)調(diào)各單位進(jìn)行如下整改：

（1）針對(duì)信號(hào)電纜與電源線共線槽且擺放雜亂問題，責(zé)令風(fēng)閥就地控制箱內(nèi)左側(cè)整齊擺放帶220V電源或信號(hào)電纜，右側(cè)整齊擺放無電信號(hào)電纜，如圖4所示。

圖4就地控制箱整改示意

（2）針對(duì)5301標(biāo)段的電源、控制信號(hào)共電纜問題，責(zé)令5301標(biāo)段協(xié)調(diào)相關(guān)單位按以下兩個(gè)方向進(jìn)行整改：①=1＼*GB3將控制電纜中有220V電壓的電纜芯與無電的信號(hào)電纜芯分開并用不同的電纜進(jìn)行敷設(shè)。②=2＼*GB3若現(xiàn)場已不具備采用不同的電纜進(jìn)行敷設(shè)的條件，考慮到多芯電纜的擺放位置會(huì)直接影響感應(yīng)電的大小，而在控制電纜中有部分備用芯是沒有感應(yīng)電的，當(dāng)內(nèi)部磁場處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，幾乎不會(huì)發(fā)生無感應(yīng)電的備用芯再次出現(xiàn)感應(yīng)電的現(xiàn)象，因此可以選用控制電纜中無感應(yīng)電的備用芯作為信號(hào)電纜接入FAS模塊箱。

此次幸福廣場站的感應(yīng)電事件雖然在各單位的配合下得到了初步的解決，但相應(yīng)的處理措施可能并不能徹底的杜絕再次發(fā)生類似問題，因此我們總結(jié)出以下的預(yù)防措施，為后期軌道交通建設(shè)中避免該類事件的發(fā)生提供參考。

（1）對(duì)地下電氣設(shè)備的安裝應(yīng)盡量避免在梅雨季節(jié)施工，針對(duì)重慶地區(qū)的氣候特性，在不可避免的高濕氣候條件下，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)室內(nèi)電氣設(shè)備間的通風(fēng)排氣設(shè)施，確保溫濕度滿足相關(guān)電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所允許的范圍。

（2）在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格參照電氣規(guī)范的相關(guān)要求，規(guī)范施工方的施工流程，避免強(qiáng)、弱電混合布線的情況發(fā)生。

（3）在選購設(shè)備方面，應(yīng)嚴(yán)格參照電氣規(guī)范對(duì)設(shè)備供應(yīng)方提出相關(guān)的技術(shù)要求，選擇技術(shù)達(dá)標(biāo)且信譽(yù)好的單位開展合作。

（4）在設(shè)備安裝過程中，要確保安裝工人具備相應(yīng)的識(shí)圖能力，能夠準(zhǔn)確無誤的完成相關(guān)設(shè)備的連接。

（5）強(qiáng)、弱電線要分開走線，且要留有足夠的安全間距，同一設(shè)備箱內(nèi)的強(qiáng)、弱電線應(yīng)分別結(jié)束并分開排列。

（6）對(duì)于設(shè)備的控制信號(hào)電纜應(yīng)采用屏蔽電纜，防止控制信號(hào)收到干擾而造成設(shè)備不穩(wěn)定。[4]

（7）后期維護(hù)過程中，設(shè)備的清潔與防潮工作必不可少。

4總結(jié)

本文以重慶地鐵五號(hào)線全功能測試過程中某一站點(diǎn)發(fā)生的感應(yīng)電事件為例，詳細(xì)分析了此次事件的處理流程，同時(shí)針對(duì)以后的過程建設(shè)中類似問題的發(fā)生提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，具有一定的參考和借鑒價(jià)值。

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基金項(xiàng)目：重慶市高等職業(yè)院校專業(yè)能力建設(shè)（骨干專業(yè)）城市軌道交通機(jī)電技術(shù)專業(yè)項(xiàng)目