電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的運(yùn)用研究

高春艷 劉雨

1．東芝電梯（中國(guó)）有限公司 遼寧沈陽 110000 2．沈陽康特機(jī)電設(shè)備有限公司 遼寧沈陽 110000

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的持續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)，改善城市交通狀況，建立多維化城市交通體系，已成為加快城市建設(shè)步伐的重要工作內(nèi)容[1]。在土地資源緊張的城市，地鐵可充分利用地下空間，分擔(dān)與減輕地面交通壓力，滿足城市居民出行需求。地鐵是目前城市交通體系中最重要的一環(huán)。

1 地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控的必要性

地鐵中涉及大量電氣設(shè)備，這些設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)以下引發(fā)火災(zāi)的故障：①電氣設(shè)備短路。電力線路的絕緣層在遭到破壞后，線路間電阻會(huì)顯著下降，電流驟然上升，此時(shí)若出現(xiàn)線路碰撞，將因過大的電流產(chǎn)生火花，設(shè)備驟然升溫，引燃周邊的可燃物體，引發(fā)火災(zāi)；②負(fù)荷過載。在電氣設(shè)備或?qū)Ь€電流超過正常范圍時(shí)，設(shè)備溫度會(huì)異常升高，到達(dá)某個(gè)臨界點(diǎn)就會(huì)引燃設(shè)備及導(dǎo)線，引發(fā)火災(zāi)；③接觸不良。如若導(dǎo)線與電氣設(shè)備，或?qū)Ь€間接觸不良，電流經(jīng)過時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，使得二者連接點(diǎn)溫度驟然升高，設(shè)備局部過熱，導(dǎo)線基礎(chǔ)位置電阻升高，線路絕緣層遭到破壞，出現(xiàn)短路現(xiàn)象，埋下火災(zāi)隱患；④靜電。在導(dǎo)線中，靜電荷長(zhǎng)期積累會(huì)形成高電位，并在某種情況下?lián)舸└浇目諝饨橘|(zhì)，靜電轉(zhuǎn)化為光能或熱能，產(chǎn)生電火花或發(fā)生放電現(xiàn)象，引燃周圍物質(zhì)，發(fā)生火災(zāi)[2]。

鑒于電氣火災(zāi)事故的高風(fēng)險(xiǎn)性及高危害性，在地鐵中，加強(qiáng)地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控是有必要的。在這一過程中，地鐵運(yùn)營(yíng)管理單位應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家頒布的《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-2013）中的規(guī)章制度，設(shè)置有電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、線型感溫火災(zāi)探測(cè)器構(gòu)成的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電氣設(shè)備溫度變化，高效預(yù)測(cè)地鐵站點(diǎn)的火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，采集到電氣設(shè)備過熱、漏電等預(yù)警信息后，短時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)焦芾聿块T，為火災(zāi)預(yù)防方案設(shè)定提供依據(jù)，而且一旦發(fā)生火災(zāi)，能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，及時(shí)采取應(yīng)急預(yù)案，降低損失。

2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成

2.1 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備是按照基爾霍夫電流定律工作的，主要通過對(duì)于電線、電纜泄漏電流變化的監(jiān)測(cè)，來檢測(cè)其絕緣狀態(tài)。在運(yùn)行過程中，如若電氣設(shè)備故障，那么在中性線、三相導(dǎo)線共同穿過電流互感器時(shí)，電流進(jìn)入大地的位點(diǎn)就是故障位置，此時(shí)電流互感器電流矢量非零。

為了更好地發(fā)揮這一探測(cè)器的作用，應(yīng)該合理選擇其安裝位置，具體要求如下：①密集母線回路位置。在長(zhǎng)距離電力輸送線路中，密集母線槽屬于非標(biāo)組裝件，在組裝方式、絕緣材料上質(zhì)量得不到保障，密集母線槽常常因?yàn)榻宇^位置絕緣處理問題而發(fā)生故障，再加上此處接頭數(shù)量較多，安裝剩余電流檢測(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)于母線槽絕緣狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警；②在進(jìn)線回路、總進(jìn)線開關(guān)和母聯(lián)回路，通常不會(huì)安裝剩余電流檢測(cè)設(shè)備，因?yàn)檫@一設(shè)備的監(jiān)測(cè)電纜剩余電流信息的功效得不到發(fā)揮；③在區(qū)間隧道水泵供電回路，增加剩余電流檢測(cè)設(shè)備安裝數(shù)量，因?yàn)榈罔F隧道水泵電纜長(zhǎng)期處于通電狀態(tài)，且其安裝環(huán)境惡劣，溫度高，容易受到外界物質(zhì)侵蝕，絕緣水平下降快，發(fā)生絕緣受損、擊穿故障風(fēng)險(xiǎn)高，故而應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)；④在地鐵站廳、站臺(tái)總照明回路處，多設(shè)置剩余電流檢測(cè)設(shè)備，這些區(qū)域點(diǎn)多面廣，接頭多，如若安裝工藝不合理容易出現(xiàn)絕緣受損等現(xiàn)象，引發(fā)電氣火災(zāi)事故。

2.2 測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

隨著外界溫度的升高，電氣設(shè)備電阻值會(huì)不斷上升，測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器就是應(yīng)用這一原理進(jìn)行工作的。這種探測(cè)器依靠測(cè)溫傳感器工作，通常安裝在電纜接頭、開關(guān)觸點(diǎn)、變壓器接頭、電容器接頭等容易發(fā)熱的部位。一般而言，地鐵運(yùn)營(yíng)管理單位會(huì)將測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備安裝在開關(guān)、底座插接觸區(qū)域，用以監(jiān)測(cè)低壓配電設(shè)備運(yùn)行情況，具體安裝位點(diǎn)包括三級(jí)負(fù)荷總斷路器接口、低壓配電室低壓進(jìn)線柜斷路器接口、環(huán)控一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷饋出回路斷路器結(jié)構(gòu)位置、冷水機(jī)組回路斷路器接口位置。如果是在環(huán)控電控室，會(huì)安裝在三級(jí)負(fù)荷進(jìn)線開關(guān)斷路器接口、進(jìn)線柜斷路器接口或者隧道風(fēng)機(jī)低速回路斷路器位置[3]。

2.3 探測(cè)器

在地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，探測(cè)器可借助有線傳輸、無線傳輸兩種組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息數(shù)據(jù)的采集、分類、處理，再將之傳輸?shù)娇刂菩盘?hào)輸出設(shè)備、報(bào)警設(shè)備。這整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)信息集中監(jiān)控設(shè)備控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于分散地鐵站點(diǎn)的集中管理。在整個(gè)地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，由兩種探測(cè)器：①分離式探測(cè)器，這種設(shè)備的監(jiān)控器和探測(cè)器是分離的，探測(cè)器負(fù)責(zé)采集配電箱中導(dǎo)線電路剩余電流信號(hào)，并借助內(nèi)置單片機(jī)系統(tǒng)分析信號(hào)，分析結(jié)果傳輸給監(jiān)控器，進(jìn)行下一步的決策；②組合式探測(cè)器，這種設(shè)備中監(jiān)控設(shè)備和探測(cè)器是組合配置的，能夠?qū)崿F(xiàn)剩余電流信號(hào)、電氣設(shè)備異常升溫信息的采集、處理、分析，并將最終結(jié)果顯示在監(jiān)控設(shè)備上，操作便捷簡(jiǎn)單。

3 結(jié)語

目前，我國(guó)各個(gè)一線城市為了緩解交通壓力，紛紛開始建設(shè)地鐵等軌道交通設(shè)施，這促進(jìn)了地鐵建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)等高新科技在地鐵中的應(yīng)用。在地鐵運(yùn)營(yíng)管理中，引進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)等，建設(shè)具有實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠極大程度提升地鐵的電氣火災(zāi)監(jiān)控效率，切實(shí)保障地鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障乘客的人身財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)地鐵交通的健康長(zhǎng)效發(fā)展。