天津地鐵2號線車輛火警系統(tǒng)電磁干擾誤報問題解決

王爾為

摘 要：介紹了地鐵車輛火災報警系統(tǒng)的基本構(gòu)成，并針對天津地鐵2號線車輛因空調(diào)緊急通風逆變器工作產(chǎn)生電磁干擾從而造成火災報警系統(tǒng)誤報的問題提出解決方案。

關(guān)鍵詞：火災報警系統(tǒng);電磁干擾;屏蔽;誤報

1 火災報警系統(tǒng)

天津地鐵2號線車輛是為天津市城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中的2號線運營所設(shè)計。該車輛是采用第三軌受流方式的標準B1型車輛，采用3動3拖（3M3T）6輛固定編組形式。

地鐵車輛車廂是乘客居身的場所，也是車輛火災報警系統(tǒng)監(jiān)控的重要空間。因車廂內(nèi)部有配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)等大量電器設(shè)備，是發(fā)生火災的隱患區(qū)域。一旦發(fā)生火災會直接威脅乘客的人身安全，所以需在車廂內(nèi)科學合理的布置火災報警系統(tǒng)。

天津地鐵2號線車輛火災報警系統(tǒng)采用集散式控制管理系統(tǒng)?；馂膱缶刂破鳎ㄖ鳈C）2臺，分別安裝在兩個頭車?；馂膱缶幚砥鳎◤臋C）6臺，分別安裝在每節(jié)車廂的配電柜內(nèi)。吸入式感煙探測器28個，分別安裝在車廂電器柜上方和每個車廂頂?shù)膬蓚€空調(diào)回風口處。

第一層：主管理層。采用2臺主機，一主一備，分別安裝在兩車廂駕駛室內(nèi)。在設(shè)置主機號后自動生成主機和備用機，主機可與列車的各從機通信，監(jiān)控列車各吸入式探測器狀態(tài)，也可將各種信息通過信息通訊網(wǎng)絡(luò)上傳至TCMS系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)和可視安防系統(tǒng)。

第二層：從機。從機主要作用是分管本車廂保護區(qū)域內(nèi)火災探測器的信息采集、信息處理、信息存儲，并按需將自身管轄的信息準確無誤的發(fā)送至火災報警主機。

第三層：吸入式探測器。吸入式探測器根據(jù)地鐵車輛運行速度快、車廂內(nèi)風速大、灰塵多等特點而設(shè)計，以主動吸入方式進行火警信息的收集。吸入式探測器可報出火警信息、短路、開路、離線、風扇停機（轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)慢）、以及吸入式探測器被污染等信息。

火警主機到火警從機之間、火警主機和備用主機之間均通過RS485方式組成火災報警控制系統(tǒng)的內(nèi)網(wǎng)。

2 出現(xiàn)的問題

在天津地鐵2號線車輛調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)當車輛空調(diào)系統(tǒng)緊急通風逆變器啟動時，火災報警系統(tǒng)就會發(fā)出錯誤的火災警報或故障報警信息。如果將空調(diào)系統(tǒng)緊急通風逆變器關(guān)閉，則該報警信號消失。同時經(jīng)試驗確認其他車載系統(tǒng)設(shè)備的啟動均不會產(chǎn)生此問題，因此判斷是由于空調(diào)緊急通風逆變器啟動造成的火警系統(tǒng)誤報故障。

3 原因分析

針對火災報警系統(tǒng)誤報的故障，首先對火災報警系統(tǒng)和空調(diào)緊急通風逆變器的相關(guān)配線進行了詳細的檢查，排除了線纜錯接、短接虛接等問題。因緊急通風逆變器啟動電流較大，考慮是否因為電磁干擾方面而造成的問題。針對電磁干擾，對系統(tǒng)配線和走線路徑進行了詳細的檢查，發(fā)現(xiàn)了以下兩點問題：

（1）火災報警系統(tǒng)從機與吸入式探測器之間配線采用的是單芯1mm2普通導線。

（2）由于車輛走線空間緊張，因此火警系統(tǒng)從機與吸入式探測器之間的通訊線纜與空調(diào)系統(tǒng)緊急通風逆變器電源線布置靠近。

針對以上兩點問題，利用示波器對火災報警系統(tǒng)吸入式探測器與火警從機之間的信號傳輸線纜進行了監(jiān)控。當空調(diào)緊急通風逆變器啟動時，該傳輸線纜受電磁干擾產(chǎn)生了比較大的諧波，而當空調(diào)緊急通風逆變器不啟動時，該傳輸線纜上的信號正常，無諧波毛刺，具體的波形圖如圖1所示。

4 解決方法

為了解決這一故障，針對上述的兩個問題從兩方面入手提出了兩項改進措施，對車輛配線進行了改造。

（1）將火災報警系統(tǒng)吸入式探測器與從機之間的由傳輸信號線纜由原來的普通1mm2導線改為兩芯屏蔽線，并且將屏蔽層的一端進行接地處理。

（2）對車輛布線路徑進行了重新規(guī)劃，將車輛布線所用的線槽改為圖6結(jié)構(gòu)，按照傳輸信號的不同分為交流線槽、直流線槽和信號線槽。將火災報警系統(tǒng)吸入式探測器與從機之間的傳輸信號線纜放置在信號線槽內(nèi)，將空調(diào)緊急通風逆變器電源線纜放置在交流線槽內(nèi)，這樣更改后信號傳輸線纜遠離交流信號線纜，減小了他們之間的相互干擾問題。

進行以上更改后，火災報警系統(tǒng)在空調(diào)緊急通風逆變器啟動時再未出現(xiàn)誤報現(xiàn)象，利用示波器對該信號線進行了再次測量，其波形圖如圖2所示，已經(jīng)消除了電磁干擾問題，符合火災報警系統(tǒng)的要求。

5 結(jié)論

通過對火災報警系統(tǒng)誤報故障的分析和解決，提升了天津地鐵2號線車輛產(chǎn)品的使用可靠性，同時也積累了地鐵車輛電磁兼容措施方面的經(jīng)驗，為以后的地鐵車輛電氣設(shè)計工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]EN 50343.鐵路應用-機車車輛-電纜布線的安裝規(guī)則[S].2003.

[2]李華祥.電磁兼容在電力機車布線中的設(shè)計[J].鐵道機車車輛，2008，28（1）.

[3]于延霞.快軌車電磁兼容解決措施[J].鐵道機車車輛，2008，28（z1）.