淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵運維中的應(yīng)用
作者：唐曉娟 來源：安科瑞 2023-08-15 瀏覽量：92
字號：T | T
文章主要介紹了地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概述、設(shè)計、基本特征及具體的應(yīng)用措施，還具體分析了地鐵火災(zāi)發(fā)生的常見原因，分別分析了剩余測溫式電氣設(shè)備、剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備及探測器等設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計，隨后就監(jiān)控主
摘要：文章主要介紹了地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概述、設(shè)計、基本特征及具體的應(yīng)用措施，還具體分析了地鐵火災(zāi)發(fā)生的常見原因，分別分析了剩余測溫式電氣設(shè)備、剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備及探測器等設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計，隨后就監(jiān)控主機和電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)功能展開了特征分析，最后提出了幾點關(guān)于地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實施、地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控機制檢測層次與地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控機制的形成相關(guān)的應(yīng)用措施。
關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，剩余電流，地鐵，電力監(jiān)控，故障報警
0 引言
設(shè)施復(fù)雜、人員密集的地鐵場所一旦發(fā)生火災(zāi)事故將產(chǎn)生難以估量的損失，嚴(yán)重威脅著地鐵相關(guān)的人民生命安全、經(jīng)濟財產(chǎn)安全、政治安全及環(huán)境安全等，在地鐵中應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可有效降低地鐵損失，避免火災(zāi)、漏電等重大事故的發(fā)生。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)具有快速檢測并實時預(yù)測火災(zāi)的發(fā)生及情況、預(yù)防并檢測地鐵及附近地方過熱、漏電、明火等情況的出現(xiàn)、實時收集并分析火災(zāi)信息及發(fā)出警報等功能。
1.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)概述
地鐵場所具備人員密集、人員流動快、設(shè)施復(fù)雜、投資數(shù)額大等特點，該場所一旦發(fā)生火災(zāi)，將出現(xiàn)停電、高溫、混亂甚至爆炸等情況，不僅威脅著地鐵工作人員及乘坐人員的生命財產(chǎn)安全，對地鐵設(shè)施安全、財產(chǎn)安全等也產(chǎn)生著巨大的威脅，甚至危及經(jīng)濟、政治及環(huán)境安全，更影響著社會秩序的穩(wěn)定與社會的發(fā)展。地鐵火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及安置可有效預(yù)防、監(jiān)控并警示地鐵火災(zāi)的發(fā)生，地鐵火災(zāi)出現(xiàn)的原因類型較廣，如電氣設(shè)備出現(xiàn)電弧、漏電、過熱或剩余電流打火等問題可能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，因此地鐵火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)做好此方面的檢測與檢查工作。此外，地鐵火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)注意在各處安置溫度檢測及報警裝置，以期避免地鐵因溫度過高出現(xiàn)火災(zāi)的情況。地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報警功能應(yīng)設(shè)定分級報警功能，且不與電力設(shè)備聯(lián)動設(shè)置跳閘功能，對于初級報警可由工作人員手動關(guān)閉，隨后派出專業(yè)人員檢測并處理報警原因。初級報警功能又被稱為預(yù)警功能，它區(qū)別于傳統(tǒng)火災(zāi)報警在火災(zāi)發(fā)生后報警以求降低損失的目的，其主要目的是預(yù)防、預(yù)測或預(yù)警火災(zāi)的發(fā)生，提前避免火災(zāi)的發(fā)生，警示工作人員在火災(zāi)可能發(fā)生時及時清理火災(zāi)源。
2.地鐵火災(zāi)發(fā)生原因
地鐵火災(zāi)發(fā)生的常見原因一般可分為以下及方面：配電設(shè)備引發(fā)火災(zāi)，這又可細(xì)分為電氣設(shè)備短路、電流負(fù)荷過載、線路接觸不良、線路絕緣老化、線路施工不規(guī)范、漏電、接觸電阻過大等。電氣設(shè)備出現(xiàn)短路的情況一般是絕緣層破損脫落導(dǎo)致的，短路的出現(xiàn)將大幅度降低線路電阻，進(jìn)而產(chǎn)生電流快速升高的情況，隨后，一旦出現(xiàn)線路多次碰撞的情況，就有可能因為電流過大使設(shè)備溫度迅速提高，過高的溫度與因過大電流產(chǎn)生的火花相遇就會引發(fā)火災(zāi)事故，由短路引發(fā)的火災(zāi)可通過實時測量剩余電流及預(yù)警處理來避免。電流負(fù)荷長期過載引發(fā)火災(zāi)的情況大致是因為電氣設(shè)備及相關(guān)線路的電流數(shù)值過載導(dǎo)致溫度上升進(jìn)而超過規(guī)范值的情況，溫度一旦超過設(shè)備或絕緣材料的燃點，再遇明火就會發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸事故，該原因?qū)е碌氖鹿士捎蓪崟r監(jiān)控開關(guān)端子的溫度、立即發(fā)出預(yù)警并及時處理來預(yù)防。因部分線路接觸不良導(dǎo)致火災(zāi)的出現(xiàn)，其原因歸根結(jié)底也是因線路及設(shè)備溫度過高導(dǎo)致的，接觸不良的線路可能出現(xiàn)電阻過大的情況，電流流經(jīng)該電路時因過大的電阻而產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫度升高甚至出現(xiàn)火花，發(fā)生火災(zāi)事故，此類事故的發(fā)生也可由實時檢測開關(guān)端子的溫度并及時預(yù)警處理來避免。
電力電纜出現(xiàn)故障引發(fā)火災(zāi)是火災(zāi)發(fā)生的另一大常見原因，施工不規(guī)范、電纜接頭壓接不緊是電力電纜故障發(fā)生的源頭原因，另外，電力電纜也可能受環(huán)境影響出現(xiàn)故障，例如偶然的物理或機械損壞、環(huán)境過于潮濕導(dǎo)致絕緣層受潮損壞、化學(xué)或微生物侵蝕線路導(dǎo)致電力電纜故障等，當(dāng)電力電纜的絕緣層受損一般會導(dǎo)致絕緣效果變差，遇雷電等突發(fā)情況時可能出現(xiàn)電力電纜被擊穿并起火的現(xiàn)象。受電力電纜過長或安置地隱蔽性強、道路偏遠(yuǎn)所限，由電力電纜故障導(dǎo)致的火災(zāi)難以預(yù)見，而安裝剩余電流監(jiān)測裝置可實時監(jiān)控電力電纜的絕緣情況，這在預(yù)防并避免電力電纜故障產(chǎn)生火災(zāi)方面發(fā)揮著重要的作用。
斷路器老化出現(xiàn)火災(zāi)，該情況常見于建成時間較早且使用抽出式斷路器來控制低壓配電系統(tǒng)主開關(guān)的地鐵站，長期的插拔抽出式斷路器可能出現(xiàn)斷路器插接處接觸電阻變大的情況，電流流經(jīng)此處時溫度升高數(shù)值較大，溫度超出斷路器規(guī)范值時遇明火就可能出現(xiàn)火災(zāi)，由于斷路器老化導(dǎo)致電阻過大進(jìn)而發(fā)生火災(zāi)的情況可通過安裝溫度探測器來預(yù)防。需要注意的是，地鐵發(fā)生火災(zāi)時可能出現(xiàn)電壓降低或斷電的情況，地鐵內(nèi)的亮度將會降低甚至陷入黑暗，這給乘客逃生避難造成困難，因此，必須重視地鐵低壓配電系統(tǒng)中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，確保系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定、科學(xué)及實時性。
3.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計分析
地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般由以下部分組成，監(jiān)控主機、剩余測溫式電氣設(shè)備、剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備、探測器、數(shù)據(jù)收集器、處理軟件等，首先應(yīng)確保監(jiān)控主機運行的穩(wěn)定性、科學(xué)性及速度，其次應(yīng)格外重視剩余測溫式電氣設(shè)備、剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備及探測器的安裝位置，確保監(jiān)控及探測的信息可迅速地通過相關(guān)線路傳遞給監(jiān)控主機。
3.1.剩余測溫式電氣設(shè)備
電氣設(shè)備熱電阻基于隨溫度的升高電阻數(shù)值一般會升高額特性而建立，另外，測溫傳感器一般用于測量剩余溫度，常被安裝于位于地鐵電氣設(shè)備上的良好發(fā)熱位置處，該位置的選取范圍較廣且具備一定的特點，開關(guān)觸點或電纜接頭等位置較好，需要注意的是，該位置的選取與溫度或過熱現(xiàn)象檢測及分析的科學(xué)性與規(guī)范性有直接聯(lián)系，謹(jǐn)慎選取。為了確保剩余測溫式電氣設(shè)備發(fā)揮監(jiān)控及預(yù)警作用的科學(xué)性，其位置的選取更需謹(jǐn)慎對待，據(jù)科學(xué)研究及前人經(jīng)驗，低壓配電室、開關(guān)或底盤插接觸上層等位置是較好的選擇，另外，可在環(huán)控電控室里的進(jìn)線柜斷路器處安裝剩余測溫式電氣設(shè)備用于監(jiān)控與預(yù)警，而開關(guān)斷路器上一般安裝有三級負(fù)荷進(jìn)線開關(guān)，隧道風(fēng)機斷路器上也常見安裝有三級負(fù)荷進(jìn)線開關(guān)。
3.2.剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備
剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備通過實時動態(tài)地檢測電纜電線中流經(jīng)電流的變化來判斷絕緣效果的好壞。倘若地鐵電氣設(shè)備發(fā)生運行電氣故障，可通過尋找穿過電流互感器進(jìn)入大地的電流位點來確定故障位置，需要注意的是，工作人員應(yīng)科學(xué)性地選擇剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備的安裝位置，以確保該設(shè)備發(fā)揮。密集母線的實際回路位置是工作人員安裝剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備時應(yīng)格外注意的，為了保證它的正常與平穩(wěn)工作，應(yīng)提高對其絕緣材料質(zhì)量及安裝方式的要求，避免因接頭安裝不恰當(dāng)或絕緣效果欠佳等故障問題導(dǎo)致的火災(zāi)。隨后，可通過科學(xué)性地安裝剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備來動態(tài)監(jiān)控密集母線的絕緣效果，最終達(dá)到監(jiān)控并預(yù)警因密集母線故障出現(xiàn)的火災(zāi)事故的目的。除此之外，剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備一般不會安裝于電氣設(shè)備的進(jìn)線、母聯(lián)回路或總進(jìn)線開關(guān)等位置，這主要是由于在這類位置安裝該設(shè)備無法發(fā)揮其監(jiān)測功能的原因。另外，安裝在地鐵隧道的水泵供電回路的剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備的數(shù)量應(yīng)較大，地鐵隧道中的水泵電纜及線路所處環(huán)境比較惡劣且長期通電，受惡劣環(huán)境及高通電率的影響，此處的絕緣狀態(tài)極易被影響出現(xiàn)受損或效果變差的情況，電纜擊穿、火災(zāi)等高危事故出現(xiàn)的概率也隨之增加。剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備還應(yīng)多安裝在管控地鐵照明的位置，地鐵照明管控點數(shù)量較多且所涉范圍較廣，因此安裝時必須細(xì)致而全面，一旦火災(zāi)發(fā)生地鐵照明關(guān)系乘客及工作人員的安危，人們需要較好地照明去逃生避難，故而應(yīng)格外重視照明管控點的剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備的安裝，尤其是安裝工藝的科學(xué)性、安裝地點及絕緣材料的質(zhì)量。
3.3.探測器
為了確保地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的運行，需要注意探測器安裝位置的合理性，探測器的正確安裝包括信息探測收集關(guān)鍵性及有線或無線傳輸?shù)捻樌裕綔y器探測并搜集到與高溫、強電流、火災(zāi)等危險事故相關(guān)信息后應(yīng)迅速傳遞到處理設(shè)備及報警設(shè)備中，探測器分散檢測危險信號并輸送到統(tǒng)一管理的監(jiān)控主機中，以實現(xiàn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的檢測、
預(yù)警功能。目前。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中常見的探測器類型一般分為兩種，一是分離式探測器，顧名思義，該類設(shè)備的探測器與監(jiān)控器分開開展工作，具有不同的功能職責(zé)，采集并分析電流信息工作一般由探測器承擔(dān)，隨后收集并處理電流信息，判斷是否將有火災(zāi)發(fā)生及對應(yīng)的預(yù)防措施工作由監(jiān)控器負(fù)責(zé)。二是組合式探測器，該類設(shè)備的監(jiān)控器與探測器是組合完成工
作的，該設(shè)備的應(yīng)用在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致溫度異常升高信息的搜集方面發(fā)揮著重要的作用，另外，該設(shè)備可將可能出現(xiàn)故障的位置投屏在監(jiān)控器上以輔助工作人員迅速找出需要搶修處理的位置，有效預(yù)防避免了火災(zāi)事故的發(fā)生。
4.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)特征分析
4.1.監(jiān)控主機特征
地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控主機統(tǒng)一收集檢測并處理溫度信號及剩余電流信號，且監(jiān)控主機兼有監(jiān)控及預(yù)警功能。通過剩余測溫式電氣設(shè)備、剩余電流式電氣監(jiān)控設(shè)備、探測器等設(shè)備所搜集的數(shù)據(jù)信號將統(tǒng)一在監(jiān)控主機完成篩選處理工作，監(jiān)控主機主要發(fā)揮集中處理信號、統(tǒng)一管理設(shè)備、報警等工作，它是地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的重要防線，用于彌補各設(shè)備的缺漏之處并及時發(fā)出警報。另外監(jiān)控主機具備安全、可靠、低功耗的特點，監(jiān)控主機的存在可有效降低地鐵內(nèi)數(shù)據(jù)信息被非法截取的概率。
4.2.電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)功能特征
電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)具備可靠性、保密性、實時監(jiān)測性、數(shù)據(jù)傳輸性等功能特征，電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的可靠性主要體現(xiàn)在其單機及獨立上，單機指電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的運行無需聯(lián)網(wǎng)，斷網(wǎng)后不影響預(yù)警系統(tǒng)的正常運行，獨立則指電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中的所有系統(tǒng)都各自獨立，某個系統(tǒng)發(fā)生故障不影響其他系統(tǒng)的正常運行，避免出現(xiàn)電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)中一個系統(tǒng)發(fā)生故障整個電氣火災(zāi)預(yù)警大系統(tǒng)全面癱瘓的情況。保密性則指電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的保密級別較高，該系統(tǒng)采用多級密碼保護(hù)方式，不同管理級別的用戶所擁有的權(quán)限不同。電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)實時動態(tài)地檢測著地鐵剩余電流信號、溫度信號、火災(zāi)情況等，另外，該系統(tǒng)還承擔(dān)著信號檢測后的收集、分析、判斷、決策等工作。為了確保電氣火災(zāi)系統(tǒng)能夠高效實現(xiàn)預(yù)警、檢測火災(zāi)的目的，必須確保系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸工作的順利進(jìn)行，因此可嘗試采用將故障和正常使用設(shè)備或系統(tǒng)分類的方式。
5.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)特征分析
5.1.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)型號
TFRC128-EFMS 機制是目前常用的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)型號，該型號的技術(shù)水平，在射頻技術(shù)與剩余電力測量技術(shù)的加持下，地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠完成檢測地鐵剩余電流及溫度以預(yù)警火災(zāi)出現(xiàn)的任務(wù)。地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可在出現(xiàn)火災(zāi)傾向時基于所接收的地鐵站現(xiàn)狀信號展開預(yù)測分析工作，這在預(yù)防地鐵火災(zāi)出現(xiàn)方面發(fā)揮著重要的作用。另外，實施動態(tài)地檢測地鐵電氣設(shè)備、線纜及電路等相關(guān)設(shè)施可為環(huán)境部門提供更加科學(xué)合理的數(shù)據(jù)信息。
5.2.地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)型號
監(jiān)控主機、剩余電流式電氣火災(zāi)檢測器、測溫式電氣火災(zāi)檢測器等設(shè)備構(gòu)成了地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控機制，具備實時檢測并收集處理電氣設(shè)備的電流、溫度等火災(zāi)動態(tài)信號的功能。該系統(tǒng)中不同設(shè)備之間可通過有線或無線的方式完成信息輸送。其中，剩余電路電流的檢測工作一般由剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控器完成，它影響著電氣設(shè)備、電纜或線路出現(xiàn)故障或問題時發(fā)現(xiàn)并處理的效率，它合理監(jiān)控著地鐵內(nèi)電氣設(shè)備及電氣火災(zāi)的真實情況，另外，實時動態(tài)地檢測并收集電氣設(shè)備的正常運行或故障發(fā)生的信息促進(jìn)了設(shè)備升級、維修及隱患排除等工作的順利開展，長期的監(jiān)控與檢測可為環(huán)境部門及地鐵站整治地鐵環(huán)境，修建地鐵站等工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息。
6.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
6.1.概述
Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。
6.2.應(yīng)用場合
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。
6.3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.4.系統(tǒng)功能
1）監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。
2）當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。
3）通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。
4）當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。
6.4配置方案
7.結(jié)束語
本文就地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)展開了介紹及應(yīng)用分析，首先簡略介紹了地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的概念，并分析了地鐵發(fā)生電氣火災(zāi)的可能原因，隨后就地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及特征展開了詳細(xì)的分析，最后介紹了目前常用的地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)型號及其檢測機制，以期為地鐵地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用提供借鑒。