淺析地鐵環(huán)境中感溫電纜探測器誤報問題的整改措施

史鏗圳

（廣州地鐵集團有限公司，廣東 廣州 510000）

感溫電纜是火災(zāi)自動報警系統(tǒng) （簡稱FAS系統(tǒng)，下同）的重要組成部分，用于對電纜夾層里的高壓電纜進行溫度探測，當(dāng)被探測電纜異常升溫至感溫電纜設(shè)定的報警閾值時，感溫電纜進行報警，并將火警信號通過監(jiān)視模塊傳回FAS系統(tǒng)。以廣州地鐵十三號線為例，感溫電纜在FAS系統(tǒng)中的組成架構(gòu)如圖1所示，新線開通初期感溫電纜誤報問題頻繁，對FAS系統(tǒng)的正常監(jiān)控造成了一定的影響。目前關(guān)于感溫電纜誤報問題尚無效果顯著的整改措施，郭建波[1]等提出感溫電纜浸泡水淹是其誤報的根本原因；張杰等[2]提出了通過增加磁環(huán)等抗干擾設(shè)備抑制干擾。針對感溫電纜誤報的原因分析及整改措施較多，但無法較全面的解決誤報問題。本文從感溫電纜的施工規(guī)范、材料特性、程序邏輯等方面進行分析，并提出針對性整改措施，多層面降低誤報率。

圖1 感溫電纜組成架構(gòu)圖

1 感溫電纜誤報問題概述

廣州地鐵十三號線主要使用JTW-LD-9697A型模擬量感溫電纜，傳感電纜由兩根熱敏材料包裹著金屬絲的芯線組成，芯線之間的阻抗隨著周圍溫度的升高而下降，并經(jīng)過信號采集處理單元轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栠M行運算，當(dāng)電流值達到報警閾值時，控制盒發(fā)出報警信號。

十三號線在2017年12月底開通后的半年內(nèi)，有7個站點共8條感溫電纜發(fā)生了66次誤報警，其中雙崗站K9與南崗站K3感溫電纜報警次數(shù)共計達47次。在報警地點分布上，呈現(xiàn)全線分散式，在報警時間分布上，集中發(fā)生在凌晨時間段。

2 感溫電纜誤報警原因分析

對發(fā)生誤報警的感溫電纜進行長時間跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致誤報警的原因有多種，其中主要為線纜施工質(zhì)量不達標(biāo)、線纜材質(zhì)存在缺陷，以及程序報警邏輯缺陷。

2.1 線纜施工質(zhì)量不達標(biāo)

根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50116—2013） ，感溫電纜的敷設(shè)要求為“采用接觸式敷設(shè)方式，敷設(shè)于被保護電纜 （表層電纜） 外護套上面”，即按正弦波波形在線纜上表面敷設(shè)，波長1.8 m，振幅0.5～1.2 m。實際上感溫電纜在新線施工階段并未完全按照規(guī)范要求開展，敷設(shè)過程中可能出現(xiàn)螺旋纏繞動力電纜等顯現(xiàn)，導(dǎo)致感溫電纜在高壓電纜外層形成線圈，感溫電纜所處的環(huán)境存在電磁干擾，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，形成線圈的感溫電纜容易產(chǎn)生感應(yīng)電流，疊加在感溫電纜上，讓微機頭誤判斷溫度已達到報警閾值而產(chǎn)生誤報。

2.2 線纜材質(zhì)存在缺陷

感溫電纜的傳感線纜的熱敏材料由一層保護層包裹，但線纜的保護層較為柔軟，實際施工過程中的剮蹭、磨損、拉扯均容易造成保護層破損，進而使熱敏材料裸露于空氣中，降低了線纜的絕緣屬性，容易受外界潮濕環(huán)境等產(chǎn)生誤報。另外，線纜內(nèi)部由兩芯金屬絲以及包裹在金屬絲外層的熱敏材料組成，線纜總體未覆蓋完整的金屬屏蔽層，在設(shè)備運行過程中，無法形成有效的電磁屏蔽，設(shè)備容易受到環(huán)境中的電磁干擾而誤報警。

2.3 程序報警邏輯缺陷

感溫電纜控制器原程序采用的報警邏輯為每隔1秒采集1次電流數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)達到報警閾值時即發(fā)出報警信號。地鐵環(huán)境中1500VDC等動力電纜時常需要在運營結(jié)束后進行停電與送電作業(yè)，在停送電瞬間產(chǎn)生電磁干擾，原報警邏輯容易使微機頭檢測到停送電瞬間的干擾電流而產(chǎn)生報警。而且從已發(fā)生的報警事件記錄上看，報警時間均發(fā)生在動力電纜開關(guān)切換的瞬間，如表1所示。

表1 感溫電纜報警記錄表

3 整改措施研究

3.1 整改線纜敷設(shè)方式

根據(jù)設(shè)計規(guī)范中線型感溫電纜的敷設(shè)要求，需按正弦波波形在線纜上表面敷設(shè)，波長不超過1.8 m，振幅0.5～1.2 m。因此，需排查現(xiàn)場感溫電纜的敷設(shè)情況，對不符合要求的諸如折疊、螺旋繞圈等問題進行整改。

3.2 增加金屬屏蔽層

達到電磁屏蔽效果需要有兩大要素：一是整個屏蔽體表面必須是連續(xù)導(dǎo)電的；二是不能有直接穿透屏蔽體的導(dǎo)體。因此，可使用金屬材料 （如鋁箔膠紙） 對傳感電纜進行連續(xù)包裹，形成完整的金屬屏蔽層，再對感溫電纜進行全功能測試，當(dāng)報警功能正常、運行穩(wěn)定后，再上線試運行。

3.3 修改程序報警邏輯

一方面，可增加基準(zhǔn)電流校驗。由于不同位置的感溫電纜敷設(shè)長度不盡相同，一般在200 m內(nèi)浮動，而不同長度的線纜電阻值不一致，正常狀態(tài)下的基準(zhǔn)電流也不一致。故可根據(jù)現(xiàn)場線纜實際情況自動檢測并生成初始基準(zhǔn)電流，當(dāng)檢測電流超過基準(zhǔn)電流一定幅值時達到報警條件。另一方面，可增加報警電流持續(xù)時間檢測。當(dāng)初次檢測電流達到報警閾值后，不立即報警，而是繼續(xù)檢測讀數(shù)，當(dāng)5秒 （時間可在一定范圍內(nèi)調(diào)整） 鐘后控制器仍然檢測到電流達到報警閾值時，再確認火警并報出。優(yōu)化后的報警邏輯可以在軟件層級上濾除干擾信息，降低誤報率。

4 結(jié)語

廣州地鐵十三號線感溫電纜誤報警問題，經(jīng)上述一系列整改后，在2018年6月后設(shè)備基本運行穩(wěn)定，誤報率下降100%。導(dǎo)致感溫電纜誤報警的原因是多方面的，施工不規(guī)范、設(shè)備材料缺陷以及程序報警邏輯缺陷均可能導(dǎo)致設(shè)備誤報警，實際運用中需根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的具體情況具體分析、制定針對性整改措施，多舉措綜合治理，方可有效降低誤報率，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性。