电气火灾安全监控系统在地铁中的应用

电气火灾安全监控系统在地铁中的应用

林苏国

（上海隧道工程有限公司上海200082）

【摘要】随着地铁在国内城市的普及，截至2016年全国已有42城已经拥有或正在建设中。在地铁中如何预防火灾的发生显得尤为重要。文中笔者结合多年工作经验，结合实际工作中的应用分析，详细介绍了在地铁中所采用的电气火灾安全监控系统，仅供参考。

【关键词】地铁；火灾；监控系统；预防

【中图分类号】U231【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）12-0242-03

1.概述

近些年来，有许多重大火灾的发生往往都跟电路故障有直接关系。据统计，造成火灾发生的原因主要有线路老旧不能满足日益增长的用电量，绝缘体的老化损坏导致的绝缘性能的降低，从而引发的电路短路。由此，在工作中应不断采取有效措施，对线路漏电引起的火灾予以监控。现阶段，在地铁建设过程中，火灾监控系统被成功运用。与传统的火灾自动报警系统区别之处在于，火灾监控系统是事前预先报警，将火灾的发生扼杀于摇篮之中，避免人们群众的生命财产的损失。

2.电气火灾监控系统分析

2.1组成

电气火灾监控系统主要有3部分组成，分别为电流探头、探测控制器、监控设备。在实际运用时，需要将电流探头和探测控制器组合使用，安装在每个线路分支点上。采用二总线的方式将各点连接起来，并并联在一起，最后一起接入由工控机IPC组成的监控系统中。

工作人员通过由IPC组成的监控系统中的专业软件，对各个线路进行监控，随时了解各个线路的安全情况。为便于工作人员对线路数据的查询和分析，监控系统中所设有数据库系统，所有数据都会及时记录并储存起来。

2.2采取分布智能的监控方式

在监控系统中，探测器是一个小型智能设备，它采取单片机控制方式。在实际运用中，探测器会根据线路的温度以及漏电情况，综合预警，并作出决定。

2.3在监控系统中采取二总线通信

行业内众所周知，二总线能达到2000m的通信距离，也可以根据实际情况增加通信模块，已达到通信时间延长的要求，但是二总线通信距离最好不要超过4000m。

2.4系统安装与调试

闭环和开环，是电流探头的安装方式。对于如何使用并转换安装方式，需要根据实际情况来定。一般情况来说，由于采用闭环安装的方式，在安装是需要把电断掉，这对配电系统的使用很不利，所有对于改造型的建筑最好采取开环安装，相反，新建的建筑采取闭环更加合理。

3.地铁的供电方式及现状

地铁供电系统比较复杂，重要负载均采用放射式结线，电线电缆均采用铜导体，电器元气件均采用低烟无卤材料。系统简略示意见下图。

图1地铁动力供电系统示意图

由于地铁施工过程中会遇到各种问题，地铁所处的环境也严重影响了地铁配电系统：

（1）由于地铁建造在一个密闭的空间，负荷较为集中。通常来说电缆的铺设以及维护需要充分考虑散热问题，但由于地铁所处位置使得散热更加困难，容易降低线缆绝缘体的性能。

（2）从线缆的铺设方式来看，在施工过程中往往采取钢管敷设法。这种铺设方式在施工过程中肯定或多或少的破坏绝缘，尤其在地铁这种密闭的环境中，如遇到潮湿情况，绝缘薄弱处很容易发生电弧性短路。

（3）在地铁运行中是不允许断电，短时断电也是不允许的，所有在设计时往往不会采用及时断电的漏电断路器。这种情况下使得系统不能及时发现问题所在，从而导致火灾的发生。

（4）从现行的地铁设计规范上看，供电系统中重点突出的是高中压系统，必须要满足设计规范要求。但是低压配电却没有在设计规范上体现出来，尤其是特定的火灾防范措施。

为了能做好及时准确预报工作，工作人员需要随时了解配电设备的运行情况。尤其是过往的数据信息情况更需了解。地铁供配电系统的火灾防范工作，需要做到火灾发生前的及时发现和检修排除。把隐患消灭在源头之中。

4.电气火灾监控系统在地铁中的应用方案

于2016年年底开始修建的南京地铁五号线准备采用电气火灾监控系统。详细电气火灾监控系统组成详见图2。

图2综合监测系统示意图

经过现场勘察和地铁的实际情况做了以下设计方案：

4.1设备的安装及功能

（1）在车站的车控室安装一台电气火灾监控主机，电气火灾监控主机接入带有通讯功能的上位机监控软件，监控软件使用简单明了，可以做到随时查阅即时数据、也可以对以往数据进行查询，为工作人员提供了便利。地铁的总低压配电房属于一级供电负荷，环控电控室及低压配电室属于二级供电负荷，站厅和站台墙上的配电箱属于三级供电负荷。

（2）在总配电室每个供电回路上安装剩余电流采集器，用来监测该回路的漏电情况；在每个回路的电缆接头上安装温度采集器，用来监测该电缆接头温度情况。

（3）在总配电室每个配电柜的后门面板上安装电气火灾监控探测器，此设备可以采集温度采集器、电流采集器传输来的剩余电流信号和温度信号，并把信号传输给车控室的电气火灾监控主机。

（4）在环控电控室每个配电柜的后门面板上安装电气火灾监控探测器，此设备可以采集温度采集器、电流采集器传输来的剩余电流信号和温度信号，并把剩余电流、温度信号传输给车控室的电气火灾监控主机。

（5）在环控电控室每个配电柜的出线电缆上安装剩余电流采集器，用来监测该回路的剩余电流情况。

（6）在环控电控室每个配电柜的出线电缆接头上安装温度采集器，用来监测该电缆接头温度情况；

（7）在低压配电室的每个配电箱门板安装电气火灾监控探测器，此设备可以采集温度采集器、电流采集器传输来的剩余电流信号和温度信号；

（8）在低压配电室每个配电箱的进线电缆上安装剩余电流采集器，用来监测该回路的剩余电流情况；

（9）在低压配电室每个配电箱的进线电缆接头上安装温度采集器，用来监测该电缆接头温度情况；

（10）在站厅和站台墙上配电箱装探测器和剩余电流采集器及温度采集器；

（11）以上所有的探测器的通信接口并联通过二总线方式与电气火灾监控主机连接。

4.2探测器参数设置

剩余电流式探测器的基本参数是报警电流值和控制断路器脱扣的延迟时间。（1）报警电流值：正常运行时的泄漏电流最大值的2倍，但不应大于1000mA。被保护电气线路和设备正常运行时的泄漏电流值，在供电系统设计时就应根据该线路和设备的产品国标基本确定下来，并以此为依据，设计报警电流值。一级供电负荷剩余电流值设置在400mA~800mA,二级供电负荷剩余电流值设置在200mA~400mA,三级供电负荷剩余电流值设置在100mA~200mA，（2）报警温度值：电缆接头导体温度主要取决于通过导体中的电流I、接触电阻R和环境温度TE，在通过电流和环境温度变化不大的情况下，主要受接触电阻的影响。电缆在满负载的情况下为140度以内。

4.3电气火灾监控系统的安装与敷线

探测器可安装在需监控的配电回路的任一位置，但考虑到安装的方便性和与其它电气设备的相关性，一般情况下，探测器安装在配电箱、柜内或旁边，对于新建工程一般安装在配电箱内；对于旧的改建工程如果配电箱内有足够的安装空间则安装在配电箱内，如果箱内安装空间不足则可安装在配电箱旁。电缆的A、B、C、N必须同时同向的穿入采集器内，此后N不允许再接地，地线不得穿入采集器内，进线方式必须是TT或TN-S型或TN-C-S型。

剩余电流式电气火灾监控系统的敷线要符合消防系统的敷线方式。可随消防线路敷设，若无消防线路应单独穿保护管敷设；二总线采用ZR-RVS-2×1.5/2.5mm2双绞线；二总线通讯的传输距离可达到2000m，若超过2000米建议增设二总线中继，连接点一定要牢固。为了防止和减少其他电场干扰二总线应避开与强电线缆同管敷设。

参考文献

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[2]张勇.电气火灾监控系统在地铁车站应用的探讨[C]//2013世界轨道交通发展研究会年会.2013.

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