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淺談電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2021-08-25 點(diǎn)擊次數(shù): 1066次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

摘要:地鐵施工不規(guī)范、線路老化、超負(fù)荷使用大功率電器等多種因素的影響,極易引發(fā)電氣火災(zāi),采用先進(jìn)的智能監(jiān)控手段加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)施設(shè)備的監(jiān)控已成為必然趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)單介紹電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),提出在地鐵車站應(yīng)用中幾點(diǎn)問(wèn)題并進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞:電氣火災(zāi);剩余電流;探測(cè)器;地鐵

 

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化的快速發(fā)展,城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)里程不斷增加,現(xiàn)代化電氣設(shè)備大規(guī)模投入使用,電氣逐漸成為地鐵運(yùn)營(yíng)單位關(guān)注的重點(diǎn),電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的投入使用能夠提供早期預(yù)警,避免或減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

 

1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝的必要性

據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年全社會(huì)用電量68449億千瓦時(shí),相比2009年增加了89.89%,用電量大幅度增加的同時(shí),我國(guó)火災(zāi)發(fā)生率也在升高,2018年全國(guó)共接報(bào)火災(zāi)23.7萬(wàn)起,亡1407人,傷798人,直接財(cái)產(chǎn)損失36.75億元,同2009年相比,起數(shù)增加86.61%,亡人上升30.76%,傷人上升37.59%,損失上升178.41%。從引發(fā)火災(zāi)的直接原因來(lái)看,2018年因電線短路、過(guò)負(fù)荷及電氣設(shè)備故障等違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的34.6%,67起較大火災(zāi)中,37起為電氣引起;4起重大火災(zāi)中,3起為電氣引起,電氣火災(zāi)已占火災(zāi)起因。

火災(zāi)發(fā)生數(shù)量大幅度的增加,尤其是電氣火災(zāi)劇增,給國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失。電氣火災(zāi)的發(fā)生是由多方面因素造成的,如:安裝或接線不當(dāng)造成相間短路、設(shè)備或線路潮濕導(dǎo)致相間短路、設(shè)計(jì)不當(dāng)或電氣故障導(dǎo)致電氣線路載流量遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值、機(jī)械損傷或絕緣老化造成線路漏流等,均有可能引發(fā)電氣火災(zāi)。

 

2剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器、溫度傳感器、隔離器及電氣火災(zāi)監(jiān)控圖形顯示系統(tǒng)等設(shè)備構(gòu)成。

電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)主要為探測(cè)總線通信線路供電,同時(shí)能接收探測(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,記錄并保存報(bào)警信息的裝置。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器能夠檢測(cè)配出供電線路的剩余電流,當(dāng)剩余電流達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí),通過(guò)總線將報(bào)警信息傳送給電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

隔離器是保護(hù)系統(tǒng)總線正常工作的重要設(shè)備,當(dāng)總線發(fā)生超過(guò)隔離器動(dòng)作電流或總線短路故障時(shí),隔離器動(dòng)作切斷短路故障所在的總線支路,從而保護(hù)系統(tǒng)其他部分正常運(yùn)行。

電氣火災(zāi)監(jiān)控圖形顯示系統(tǒng)是圖形顯示裝置,采用大屏幕圖形化顯示整個(gè)供電線路供電狀況、供電線路剩余電流數(shù)值、報(bào)警故障信息、歷史事件記錄等各種信息。

 

3電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

剩余電流式探測(cè)器核心為零序電流互感器,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí),將三相線AB、C與中性線N一起穿過(guò)零序電流互感器,通過(guò)檢測(cè)三相的電流矢量和,即零序電流。正常情況下,線路與電氣設(shè)備各相電流的矢量和等于零,故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通,二次側(cè)繞組感應(yīng)電壓并輸出電壓信號(hào),從而測(cè)出剩余電流。考慮電氣線路的不平衡電流、線路和電氣設(shè)備正常的泄漏電流,實(shí)際的電氣線路都存在正常的剩余電流,只有檢測(cè)到剩余電流達(dá)到報(bào)警值時(shí)才報(bào)警。

電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)與多個(gè)剩余電流式探測(cè)器通過(guò)二總線連接,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線向探測(cè)器發(fā)出巡檢命令,接收探測(cè)器的狀態(tài)信息,當(dāng)電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)監(jiān)測(cè)到異常信息時(shí),進(jìn)行聲光報(bào)警并顯示相應(yīng)信息和信息類型。電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)還可以連接圖形顯示系統(tǒng),將相關(guān)數(shù)據(jù)信息以圖形化形式顯示,并可以實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的保存、存儲(chǔ)和查詢功能。

  

4電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

地鐵車站作為人員密集場(chǎng)所,大量電氣設(shè)備的使用給人們帶來(lái)便利的同時(shí)也帶來(lái)了火災(zāi)隱患,因此電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用成為必然趨勢(shì)。以南京地鐵為例,南京地鐵在最近幾年新開(kāi)通的四號(hào)線、寧和線、寧溧線及寧高線采用了SRUF-8000(Ⅱ)型號(hào)的電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng),監(jiān)控主機(jī)安裝在消防控制室或0.4KV開(kāi)關(guān)柜室內(nèi),采用RS485方式與FAS主機(jī)進(jìn)行通訊,將報(bào)警信號(hào)傳輸至南京地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。探測(cè)終端設(shè)置在0.4KV開(kāi)關(guān)柜的柜體內(nèi)出線端,采用SRUF-3000II)型號(hào)的探測(cè)器和SRTC-YS型號(hào)采集器,考慮到地鐵運(yùn)營(yíng)的特殊性,探測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常后只報(bào)警不動(dòng)作切斷電源。

 

5應(yīng)用中幾點(diǎn)問(wèn)題探討與分析

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠直觀、地監(jiān)測(cè)整套供電系統(tǒng)的剩余電流數(shù)據(jù)、剩余電流報(bào)警及供電線路失電狀態(tài)等信息,及早發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患可以降低火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),但在實(shí)際使用過(guò)程中,仍會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題需要進(jìn)行探討和分析:

1)系統(tǒng)應(yīng)用初期存在較多誤報(bào)警情況,可能是有兩方面的原因:一方面是由零地混接、零地反接、漏電疊加、真實(shí)漏電等情況造成的,此類問(wèn)題通過(guò)整改均能誤報(bào)警;另一方面是由零地共接問(wèn)題導(dǎo)致的,主要為射流風(fēng)機(jī)、人防門等部分設(shè)備出廠即存在零地共接問(wèn)題,此類問(wèn)題目前只能通過(guò)調(diào)整電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警值來(lái)誤報(bào)警,因此建議在設(shè)計(jì)階段明確各專業(yè)設(shè)備是否存在零地共接問(wèn)題,從源頭進(jìn)行控制,同時(shí)針對(duì)目前現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法整改的情況,建議通過(guò)增加測(cè)溫式探測(cè)器或更換組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器,采取剩余電流報(bào)警與溫度探測(cè)報(bào)警相結(jié)合的方式來(lái)判斷是否存在火警。

2)地鐵車站涉及龐大的供電系統(tǒng)回路,大部分項(xiàng)目只在0.4KV柜體出線端設(shè)置剩余電流檢測(cè)線圈,對(duì)于照明回路中存在的漏電流疊加情況無(wú)法識(shí)別,可能會(huì)造成誤報(bào)警,建議容量超過(guò)20kW的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備分回路饋線側(cè)、照明配電箱總進(jìn)線側(cè)及EPS進(jìn)線側(cè)設(shè)置二級(jí)探測(cè)回路。

3)既有項(xiàng)目加裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),存在終端配電箱體積較小,無(wú)法安裝探測(cè)器的情況,建議相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)單位能夠提供更多的解決方案。

 

6安科瑞用電云平臺(tái)及選型

6.1安科瑞用電云平臺(tái)介紹

 

Acrelcloud-6000用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κS嚯娏?、設(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、記錄,并且通過(guò)云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制,能上傳數(shù)據(jù)、透?jìng)髦噶睿r(shí)間顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù),能夠及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并實(shí)施排查,避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面,云平臺(tái)提供超大容量的信息儲(chǔ)存及穩(wěn)定的服務(wù),提升了服務(wù)質(zhì)量,對(duì)用戶的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外,該系統(tǒng)通過(guò)集中監(jiān)控,使得數(shù)據(jù)通過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控,主控端布置于城市消防大隊(duì),從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。

具體功能如下:

1)用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含用電管理云平臺(tái)、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機(jī)APP、漏電探測(cè)器、漏電互感器、電流互感器等。
    
2)用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)能展示剩余電流、溫度、電流等電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)等,能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報(bào)警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護(hù)等數(shù)據(jù),監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。
    
3)手機(jī)APP軟件同時(shí)具有IOS版本和安卓版本,能通過(guò)手機(jī)APP對(duì)每條報(bào)警記錄進(jìn)行呼叫,便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
    
4)能對(duì)各個(gè)單位及設(shè)備的電氣運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和分析評(píng)估,并隨時(shí)展示電氣運(yùn)行分析報(bào)告。
    
5)監(jiān)控探測(cè)終端產(chǎn)品滿足國(guó)家法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》和GB14287.3《測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器》)的要求,并通過(guò)國(guó)家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)提供的消防3C認(rèn)證。
    
6)漏電探測(cè)器能同時(shí)探測(cè)剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值,并能通過(guò)無(wú)線以移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接入用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺(tái)。

6.2產(chǎn)品選型

6.2.1漏電火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

6.2.2故障電弧探測(cè)器

安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號(hào)代碼為AAFD,共有兩種電流等級(jí),可監(jiān)測(cè)回路故障電弧的發(fā)生,并及時(shí)預(yù)警,提醒用戶處理,防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

 

AAFD可配合AF-GSM400使用并接入用電平臺(tái),該產(chǎn)品不可在同一臺(tái)AF-GSM400下與ARCM混接。如圖:

6.2.3限流式保護(hù)器

安科瑞限流式保護(hù)器型號(hào)代碼為ASCP200-1,有三種電流等級(jí),可監(jiān)測(cè)回路短路過(guò)載等故障信息,發(fā)生故障時(shí)預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果,防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

 

ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入用電平臺(tái),也能夠通過(guò)插入SIM卡直接上傳到平臺(tái)。

以下是ASCP200-1的主要功能:

短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流,當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí),能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

過(guò)載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過(guò)載且過(guò)載持續(xù)時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間(360秒可設(shè))時(shí),保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí),保護(hù)器啟動(dòng)超溫限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

過(guò)、欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測(cè)到線路電壓過(guò)壓或欠壓時(shí),保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

配電線纜溫度監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)被監(jiān)測(cè)線纜溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí),保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

漏電流監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)被監(jiān)測(cè)的線路漏電超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí),保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

保護(hù)器具有1RS485接口,12G無(wú)線通訊,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

6.2.4剩余電流互感器

6.2.5 AF-GSM400-2G/4G無(wú)線上傳模塊

AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無(wú)線模塊,該無(wú)線模塊為用電云平臺(tái)模塊。

AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月,單個(gè)模塊可以接入30塊儀表。默認(rèn)上傳間隔2分鐘,如發(fā)生報(bào)警,會(huì)實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)。

6.2.6溫度傳感器

溫度傳感器為一熱敏電阻NTC,它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準(zhǔn),可以用來(lái)監(jiān)測(cè)線纜或配電箱體的溫度,提供溫度保護(hù)。

7結(jié)束語(yǔ)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)只能作為一種電氣火災(zāi)預(yù)防措施,根本上還是需要從源頭進(jìn)行管控,如提高供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選材、施工、維護(hù)和提高用電設(shè)備等級(jí),采取多方面的有效

措施進(jìn)一步降低電氣火災(zāi)發(fā)生的概率。

 

 

參考文獻(xiàn)

[1]GB 50157-2013.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013.

[2]吳如品.淺析剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用.

[3]安科瑞用電管理云平臺(tái)手冊(cè).2020.02.

 

 

作者簡(jiǎn)介:劉細(xì)鳳,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事用電的研發(fā)與應(yīng)用。


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