地鐵中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的“誤警”分析

摘要：為有效防止地鐵車(chē)站發(fā)生電氣火災(zāi)，目前國(guó)內(nèi)很多城市的地鐵項(xiàng)目都設(shè)置了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。然而在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝調(diào)試階段，均出現(xiàn)了大范圍的電氣火災(zāi)監(jiān)控回路報(bào)警，屬于非正常狀況，被視為“誤警”現(xiàn)象。為此，介紹了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成與工作原理，以某地鐵車(chē)站的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例，分析了產(chǎn)生“誤警”的原由，并提出了減少“誤警”現(xiàn)象的措施。

關(guān)鍵詞：地鐵;電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);“誤警”

0 引言

近年來(lái)電氣火災(zāi)事故在火災(zāi)事故中占比居高不下，電氣火災(zāi)已經(jīng)成為影響人們生命、財(cái)產(chǎn)安全的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。地鐵已經(jīng)成為城市生活中常用的交通工具，地鐵車(chē)站內(nèi)用電設(shè)備種類(lèi)繁多，電氣線路密集，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)事故將造成不可估量的影響及損失。電氣火災(zāi)主要由電氣線路發(fā)生故障所引起，或因電氣設(shè)備故障而造成火災(zāi)事故。引發(fā)電氣火災(zāi)的原因主要有漏電、短路及過(guò)載3種。為了有效防止地鐵車(chē)站發(fā)生電氣火災(zāi)，保障公眾安全，目前國(guó)內(nèi)很多城市的地鐵項(xiàng)目都設(shè)置了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。但是，很多項(xiàng)目在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝調(diào)試階段，均出現(xiàn)了大范圍的電氣火災(zāi)監(jiān)控回路報(bào)警，這屬于非正常狀況，被視為“誤警”現(xiàn)象。

1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成與工作原理

1.1? ? 系統(tǒng)組成

當(dāng)被保護(hù)電氣線路中的被探測(cè)參數(shù)超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)并能指示報(bào)警部位的系統(tǒng)稱(chēng)為電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和總線組成。電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器根據(jù)其探測(cè)的參數(shù)種類(lèi)，分為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、故障電弧探測(cè)器3種。

1.2? ? 系統(tǒng)工作原理

剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器通過(guò)電流互感器監(jiān)測(cè)被保護(hù)線路中L1、L2、L3、N線的電流矢量和，即剩余電流值，其工作原理如圖1所示。若電氣系統(tǒng)無(wú)任何泄漏電流，其流入及流出的電流矢量和為0，也就是無(wú)剩余電流;一旦剩余電流不為0，說(shuō)明系統(tǒng)中產(chǎn)生了泄漏電流，當(dāng)剩余電流達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警值應(yīng)設(shè)定在20～1 000 mA。

測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器探測(cè)被保護(hù)線路中被監(jiān)視部位的溫度。被保護(hù)線路正常運(yùn)行時(shí)，被監(jiān)視部位正常發(fā)熱;若被保護(hù)線路出現(xiàn)短路或接地故障時(shí)，線路中故障電流使被監(jiān)視部位異常升溫，當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警溫度值應(yīng)設(shè)定在45～140 ℃。

故障電弧探測(cè)器探測(cè)被保護(hù)電氣線路中產(chǎn)生的故障電弧，當(dāng)被探測(cè)線路在1 s內(nèi)發(fā)生14個(gè)及以上半周期的故障電弧時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備接收來(lái)自電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)，指示報(bào)警部位，記錄、保存并傳送報(bào)警信息。

2 地鐵車(chē)站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)典型設(shè)置方案

地鐵車(chē)站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般為剩余電流式監(jiān)控系統(tǒng)或剩余電流式、測(cè)溫式混合型監(jiān)控系統(tǒng)。本文以某地鐵車(chē)站的剩余電流式、測(cè)溫式混合型電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在車(chē)控室，變電所低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)至環(huán)控電控室的饋線回路斷路器開(kāi)關(guān)側(cè)設(shè)測(cè)溫式探測(cè)器，其他非消防設(shè)備饋線回路出線端設(shè)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)設(shè)置以太網(wǎng)接口分別接入車(chē)站冗余局域網(wǎng)，向綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送電氣火災(zāi)報(bào)警、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警及運(yùn)營(yíng)維護(hù)統(tǒng)計(jì)信息，同時(shí)通過(guò)硬線接口將重要的設(shè)備火災(zāi)報(bào)警信號(hào)傳送給FAS系統(tǒng)監(jiān)視模塊，通過(guò)FAS系統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器聯(lián)動(dòng)專(zhuān)用消防設(shè)備，典型的地鐵車(chē)站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成如圖2所示。

3? “誤警”原由分類(lèi)

以西安地鐵某站為例，全站電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)共在變電所低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)置剩余電流傳感器107個(gè)，溫度傳感器18個(gè)，調(diào)試階段的“誤警”情況統(tǒng)計(jì)如表1所示。

由表1可知，調(diào)試時(shí)報(bào)警回路共有25個(gè)，均為剩余電流傳感器回路報(bào)警，溫度傳感器回路未出現(xiàn)報(bào)警問(wèn)題。剩余電流傳感器回路報(bào)警回路數(shù)占設(shè)置剩余電流傳感器回路數(shù)量的23.4%，“誤警”現(xiàn)象嚴(yán)重，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)梳理分析，“誤警”原由主要有以下幾類(lèi)：

3.1? ? 施工時(shí)N線、PE線混接

N線、PE線混接主要是施工不當(dāng)造成的，在用電設(shè)備末端接線時(shí)，線路的PE線接在了設(shè)備的N線端子，電流通過(guò)PE線分流，產(chǎn)生剩余電流。公共區(qū)緊鄰燈具由不同回路配電時(shí)，燈具的L線與N線接線端子錯(cuò)接在不同回路中，從而產(chǎn)生剩余電流。N線、PE線混接從而引發(fā)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器報(bào)警。

3.2? ? 電氣設(shè)備雙路電源共N線母排

（1）雙電源配電箱中主用電源與備用電源共用N排，導(dǎo)致部分N線電流與L線電流流經(jīng)不同電源回路，引起主用電源及備用電源回路監(jiān)控探測(cè)器報(bào)警。

（2）用電設(shè)備主用電源與備用電源共用N排，如信號(hào)系統(tǒng)自帶電源屏2路輸入電同時(shí)供電，在屏內(nèi)進(jìn)行1、2路自動(dòng)切換，內(nèi)部N線上不設(shè)置斷路器、接觸器，故內(nèi)部2路輸入電N線接在一起共用，如圖3所示，引起主用電源及備用電源回路監(jiān)控探測(cè)器報(bào)警。

3.3? ? 電氣設(shè)備自然泄漏電流大

弱電系統(tǒng)自帶UPS、變電所交直流屏中裝有大量電容、變頻設(shè)備，故弱電配電回路具有較大的自然泄漏電流，引發(fā)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器報(bào)警。

3.4? ? 電氣設(shè)備、線路絕緣損壞

電氣設(shè)備、線路絕緣損壞主要是由于施工不當(dāng)造成，產(chǎn)生漏電流，從而引起電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器報(bào)警。

4 減少“誤警”現(xiàn)象的措施

針對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)以上的“誤警”原由，主要可從以下幾個(gè)方面采取措施降低“誤警”率。

4.1? ? 確定合理的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)方案

針對(duì)不同的被保護(hù)回路，選擇適合的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)探測(cè)器類(lèi)型，確定合理的報(bào)警設(shè)定值，可從源頭消除部分“誤警”現(xiàn)象。被保護(hù)回路可分為以下幾類(lèi)：

4.1.1? ? 自然泄漏電流小的被保護(hù)回路

對(duì)于自然泄漏電流小的被保護(hù)回路，設(shè)置剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器，設(shè)置500～1 000 mA定值報(bào)警即可。

4.1.2? ? 自然泄漏電流大且可取得自然泄漏電流允許值的弱電系統(tǒng)自帶UPS等被保護(hù)回路

對(duì)于自然泄漏電流大的弱電系統(tǒng)自帶UPS等被保護(hù)回路，設(shè)備廠家能提供產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于設(shè)備自然泄漏電流的允許值時(shí)，可設(shè)置剩余電流式火災(zāi)探測(cè)器，采用差值報(bào)警。

4.1.3? ? 自然泄漏電流大且不便于取得自然泄漏電流允許值的被保護(hù)回路

例如通風(fēng)空調(diào)電控柜為大量風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥集中配電，變電所低壓柜內(nèi)至通風(fēng)空調(diào)電控室的饋線回路自然泄漏電流較大，且其自然泄漏電流值不便于取得。對(duì)于這種自然泄漏電流大且不便于取得自然泄漏電流允許值的被保護(hù)回路，建議采用測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

4.2? ? 杜絕電氣設(shè)備雙電源共N線母排

要杜絕電氣設(shè)備雙電源共N線母排問(wèn)題，建議電氣設(shè)備招標(biāo)時(shí)強(qiáng)調(diào)雙電源不可共N線母排，并在電氣設(shè)備進(jìn)場(chǎng)時(shí)做好檢查。

4.3? ? 規(guī)范施工，提高施工質(zhì)量

施工時(shí)N線與PE線混接、設(shè)備線路絕緣損壞也是電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)“誤警”現(xiàn)象的主要原因。因此，規(guī)范施工，避免出現(xiàn)N線與PE線混接、設(shè)備線路絕緣損壞的問(wèn)題，提高施工質(zhì)量，是降低“誤警”率的重要措施。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著城市地鐵建設(shè)的不斷發(fā)展，為有效防止發(fā)生電氣火災(zāi)事故，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵項(xiàng)目中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試階段出現(xiàn)的“誤警”現(xiàn)象值得關(guān)注，要解決“誤警”問(wèn)題，要從設(shè)計(jì)源頭上杜絕可能產(chǎn)生“誤警”的隱患，要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，對(duì)相關(guān)電氣設(shè)備制造提出具體要求。

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收稿日期：2020-04-01

作者簡(jiǎn)介：郭婧嬌（1985—），女，四川南充人，工程師，從事電力設(shè)計(jì)工作。