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摘要：文章主要介紹了地鐵電氣火災監控系統的概述、設計、基本特征及具體的應用措施，還具體分析了地鐵火災發(fā)生的常見(jiàn)原因，分別分析了剩余測溫式電氣設備、剩余電流式電氣監控設備及探測器等設備系統的設計，隨后就監控主機和電氣火災預警系統功能展開(kāi)了特征分析，最后提出了幾點(diǎn)關(guān)于地鐵電氣火災監控系統實(shí)施、地鐵電氣火災監控機制檢測層次與地鐵電氣火災監控機制的形成相關(guān)的應用措施。 關(guān)鍵詞:電氣火災監控系統，剩余電流，地鐵，電力監控，故障報警0 引言 設施復雜、人員密集的地鐵場(chǎng)所一旦發(fā)生火災事故將產(chǎn)生難以估量的損失，嚴重威脅著(zhù)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，在地鐵中應用電氣火災監控系統可有效降低地鐵損失，避免火災、漏電等重大事故的發(fā)生。電氣火災監控系統具有快速檢測并實(shí)時(shí)預測火災的發(fā)生及情況、預防并檢測地鐵及附近地方過(guò)熱、漏電、明火等情況的出現、實(shí)時(shí)收集并分析火災信息及發(fā)出警報等功能。 1.地鐵電氣火災監控系統概述 地鐵場(chǎng)所具備人員密集、人員流動(dòng)快、設施復雜、投資數額大等特點(diǎn)，該場(chǎng)所一旦發(fā)生火災，將出現停電、高溫、混亂甚至爆炸等情況，不僅威脅著(zhù)地鐵工作人員及乘坐人員的生命財產(chǎn)安全，對地鐵設施安全、財產(chǎn)安全等也產(chǎn)生著(zhù)巨大的威脅，甚至危及經(jīng)濟、政治及環(huán)境安全，更影響著(zhù)社會(huì )秩序的穩定與社會(huì )的發(fā)展。地鐵火災監控系統的設計及安置可有效預防、監控并警示地鐵火災的發(fā)生，地鐵火災出現的原因類(lèi)型較廣，如電氣設備出現電弧、漏電、過(guò)熱或剩余電流打火等問(wèn)題可能導致火災的發(fā)生，因此地鐵火災監控系統應做好此方面的檢測與檢查工作。此外，地鐵火災監控系統設計時(shí)應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(guò)高出現火災的情況。地鐵電氣火災監控系統的報警功能應設定分級報警功能，且不與電力設備聯(lián)動(dòng)設置跳閘功能，對于初級報警可由工作人員手動(dòng)關(guān)閉，隨后派出專(zhuān)業(yè)人員檢測并處理報警原因。初級報警功能又被稱(chēng)為預警功能，它區別于傳統火災報警在火災發(fā)生后報警以求降低損失的目的，其主要目的是預防、預測或預警火災的發(fā)生，提前避免火災的發(fā)生，警示工作人員在火災可能發(fā)生時(shí)及時(shí)清理火災源。 地鐵火災發(fā)生的常見(jiàn)原因一般可分為以下及方面：配電設備引發(fā)火災，這又可細分為電氣設備短路、電流負荷過(guò)載、線(xiàn)路接觸不良、線(xiàn)路絕緣老化、線(xiàn)路施工不規范、漏電、接觸電阻過(guò)大等。電氣設備出現短路的情況一般是絕緣層破損脫落導致的，短路的出現將大幅度降低線(xiàn)路電阻，進(jìn)而產(chǎn)生電流快速升高的情況，隨后，一旦出現線(xiàn)路多次碰撞的情況，就有可能因為電流過(guò)大使設備溫度迅速提高，過(guò)高的溫度與因過(guò)大電流產(chǎn)生的火花相遇就會(huì )引發(fā)火災事故，由短路引發(fā)的火災可通過(guò)實(shí)時(shí)測量剩余電流及預警處理來(lái)避免。電流負荷長(cháng)期過(guò)載引發(fā)火災的情況大致是因為電氣設備及相關(guān)線(xiàn)路的電流數值過(guò)載導致溫度上升進(jìn)而超過(guò)規范值的情況，溫度一旦超過(guò)設備或絕緣材料的燃點(diǎn)，再遇明火就會(huì )發(fā)生火災甚至爆炸事故，該原因導致的事故可由實(shí)時(shí)監控開(kāi)關(guān)端子的溫度、立即發(fā)出預警并及時(shí)處理來(lái)預防。因部分線(xiàn)路接觸不良導致火災的出現，其原因歸根結底也是因線(xiàn)路及設備溫度過(guò)高導致的，接觸不良的線(xiàn)路可能出現電阻過(guò)大的情況，電流流經(jīng)該電路時(shí)因過(guò)大的電阻而產(chǎn)生熱量，導致溫度升高甚至出現火花，發(fā)生火災事故，此類(lèi)事故的發(fā)生也可由實(shí)時(shí)檢測開(kāi)關(guān)端子的溫度并及時(shí)預警處理來(lái)避免。 電力電纜出現故障引發(fā)火災是火災發(fā)生的另一大常見(jiàn)原因，施工不規范、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)境影響出現故障，例如偶然的物理或機械損壞、環(huán)境過(guò)于潮濕導致絕緣層受潮損壞、化學(xué)或微生物侵蝕線(xiàn)路導致電力電纜故障等，當電力電纜的絕緣層受損一般會(huì )導致絕緣效果變差，遇雷電等突發(fā)情況時(shí)可能出現電力電纜被擊穿并起火的現象。受電力電纜過(guò)長(cháng)或安置地隱蔽性強、道路偏遠所限，由電力電纜故障導致的火災難以預見(jiàn)，而安裝剩余電流監測裝置可實(shí)時(shí)監控電力電纜的絕緣情況，這在預防并避免電力電纜故障產(chǎn)生火災方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。 斷路器老化出現火災，該情況常見(jiàn)于建成時(shí)間較早且使用抽出式斷路器來(lái)控制低壓配電系統主開(kāi)關(guān)的地鐵站，長(cháng)期的插拔抽出式斷路器可能出現斷路器插接處接觸電阻變大的情況，電流流經(jīng)此處時(shí)溫度升高數值較大，溫度超出斷路器規范值時(shí)遇明火就可能出現火災，由于斷路器老化導致電阻過(guò)大進(jìn)而發(fā)生火災的情況可通過(guò)安裝溫度探測器來(lái)預防。需要注意的是，地鐵發(fā)生火災時(shí)可能出現電壓降低或斷電的情況，地鐵內的亮度將會(huì )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中電氣火災監控系統的安裝，確保系統的可靠、穩定、科學(xué)及實(shí)時(shí)性。 地鐵電氣火災監控系統一般由以下部分組成，監控主機、剩余測溫式電氣設備、剩余電流式電氣監控設備、探測器、數據收集器、處理軟件等，首先應確保監控主機運行的穩定性、科學(xué)性及速度，其次應格外重視剩余測溫式電氣設備、剩余電流式電氣監控設備及探測器的安裝位置，確保監控及探測的信息可迅速地通過(guò)相關(guān)線(xiàn)路傳遞給監控主機。 3.1.剩余測溫式電氣設備 電氣設備熱電阻基于隨溫度的升高電阻數值一般會(huì )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(diǎn)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)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(guò)熱現象檢測及分析的科學(xué)性與規范性有直接聯(lián)系，謹慎選取。為了確保剩余測溫式電氣設備發(fā)揮監控及預警作用的科學(xué)性，其位置的選取更需謹慎對待，據科學(xué)研究及前人經(jīng)驗，低壓配電室、開(kāi)關(guān)或底盤(pán)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(xiàn)柜斷路器處安裝剩余測溫式電氣設備用于監控與預警，而開(kāi)關(guān)斷路器上一般安裝有三級負荷進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，隧道風(fēng)機斷路器上也常見(jiàn)安裝有三級負荷進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)。 3.2.剩余電流式電氣監控設備 剩余電流式電氣監控設備通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地檢測電纜電線(xiàn)中流經(jīng)電流的變化來(lái)判斷絕緣效果的好壞。倘若地鐵電氣設備發(fā)生運行電氣故障，可通過(guò)尋找穿過(guò)電流互感器進(jìn)入大地的電流位點(diǎn)來(lái)確定故障位置，需要注意的是，工作人員應科學(xué)性地選擇剩余電流式電氣監控設備的安裝位置，以確保該設備發(fā)揮。密集母線(xiàn)的實(shí)際回路位置是工作人員安裝剩余電流式電氣監控設備時(shí)應格外注意的，為了保證它的正常與平穩工作，應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或絕緣效果欠佳等故障問(wèn)題導致的火災。隨后，可通過(guò)科學(xué)性地安裝剩余電流式電氣監控設備來(lái)動(dòng)態(tài)監控密集母線(xiàn)的絕緣效果，最終達到監控并預警因密集母線(xiàn)故障出現的火災事故的目的。除此之外，剩余電流式電氣監控設備一般不會(huì )安裝于電氣設備的進(jìn)線(xiàn)、母聯(lián)回路或總進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)等位置，這主要是由于在這類(lèi)位置安裝該設備無(wú)法發(fā)揮其監測功能的原因。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控設備的數量應較大，地鐵隧道中的水泵電纜及線(xiàn)路所處環(huán)境比較惡劣且長(cháng)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)極易被影響出現受損或效果變差的情況，電纜擊穿、火災等高危事故出現的概率也隨之增加。剩余電流式電氣監控設備還應多安裝在管控地鐵照明的位置，地鐵照明管控點(diǎn)數量較多且所涉范圍較廣，因此安裝時(shí)必須細致而全面，一旦火災發(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，故而應格外重視照明管控點(diǎn)的剩余電流式電氣監控設備的安裝，尤其是安裝工藝的科學(xué)性、安裝地點(diǎn)及絕緣材料的質(zhì)量。 3.3.探測器 為了確保地鐵電氣火災監控系統的運行，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(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳輸的順利性，探測器探測并搜集到與高溫、強電流、火災等危險事故相關(guān)信息后應迅速傳遞到處理設備及報警設備中，探測器分散檢測危險信號并輸送到統一管理的監控主機中，以實(shí)現電氣火災監控系統的檢測、 預警功能。目前。電氣火災監控系統中常見(jiàn)的探測器類(lèi)型一般分為兩種，一是分離式探測器，顧名思義，該類(lèi)設備的探測器與監控器分開(kāi)開(kāi)展工作，具有不同的功能職責，采集并分析電流信息工作一般由探測器承擔，隨后收集并處理電流信息，判斷是否將有火災發(fā)生及對應的預防措施工作由監控器負責。二是組合式探測器，該類(lèi)設備的監控器與探測器是組合完成工 作的，該設備的應用在電氣設備出現故障導致溫度異常升高信息的搜集方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用，另外，該設備可將可能出現故障的位置投屏在監控器上以輔助工作人員迅速找出需要搶修處理的位置，有效預防避免了火災事故的發(fā)生。 4.電氣火災監控系統特征分析 4.1.監控主機特征 地鐵電氣火災監控主機統一收集檢測并處理溫度信號及剩余電流信號，且監控主機兼有監控及預警功能。通過(guò)剩余測溫式電氣設備、剩余電流式電氣監控設備、探測器等設備所搜集的數據信號將統一在監控主機完成篩選處理工作，監控主機主要發(fā)揮集中處理信號、統一管理設備、報警等工作，它是地鐵電氣火災監控系統的重要防線(xiàn)，用于彌補各設備的缺漏之處并及時(shí)發(fā)出警報。另外監控主機具備安全、可靠、低功耗的特點(diǎn)，監控主機的存在可有效降低地鐵內數據信息被非法截取的概率。 4.2.電氣火災預警系統功能特征 電氣火災預警系統應具備可靠性、保密性、實(shí)時(shí)監測性、數據傳輸性等功能特征，電氣火災預警系統的可靠性主要體現在其單機及獨立上，單機指電氣火災預警系統的運行無(wú)需聯(lián)網(wǎng)，斷網(wǎng)后不影響預警系統的正常運行，獨立則指電氣火災預警系統中的所有系統都各自獨立，某個(gè)系統發(fā)生故障不影響其他系統的正常運行，避免出現電氣火災預警系統中一個(gè)系統發(fā)生故障整個(gè)電氣火災預警大系統全面癱瘓的情況。保密性則指電氣火災預警系統的保密級別較高，該系統采用多級密碼保護方式，不同管理級別的用戶(hù)所擁有的權限不同。電氣火災預警系統實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地檢測著(zhù)地鐵剩余電流信號、溫度信號、火災情況等，另外，該系統還承擔著(zhù)信號檢測后的收集、分析、判斷、決策等工作。為了確保電氣火災系統能夠高效實(shí)現預警、檢測火災的目的，必須確保系統內部數據傳輸工作的順利進(jìn)行，因此可嘗試采用將故障和正常使用設備或系統分類(lèi)的方式。 5.1.地鐵電氣火災監控系統型號 TFRC128-EFMS 機制是目前常用的電氣火災監控系統型號，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，地鐵電氣火災監控系統能夠完成檢測地鐵剩余電流及溫度以預警火災出現的任務(wù)。地鐵電氣火災監控系統可在出現火災傾向時(shí)基于所接收的地鐵站現狀信號展開(kāi)預測分析工作，這在預防地鐵火災出現方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。另外，實(shí)施動(dòng)態(tài)地檢測地鐵電氣設備、線(xiàn)纜及電路等相關(guān)設施可為環(huán)境部門(mén)提供更加科學(xué)合理的數據信息。 5.2.地鐵電氣火災監控系統型號 監控主機、剩余電流式電氣火災檢測器、測溫式電氣火災檢測器等設備構成了地鐵電氣火災監控機制，具備實(shí)時(shí)檢測并收集處理電氣設備的電流、溫度等火災動(dòng)態(tài)信號的功能。該系統中不同設備之間可通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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監控器完成，它影響著(zhù)電氣設備、電纜或線(xiàn)路出現故障或問(wèn)題時(shí)發(fā)現并處理的效率，它合理監控著(zhù)地鐵內電氣設備及電氣火災的真實(shí)情況，另外，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地檢測并收集電氣設備的正常運行或故障發(fā)生的信息促進(jìn)了設備升級、維修及隱患排除等工作的順利開(kāi)展，長(cháng)期的監控與檢測可為環(huán)境部門(mén)及地鐵站整治地鐵環(huán)境，修建地鐵站等工作提供科學(xué)的數據信息。 6.1.概述 Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。 6.2.應用場(chǎng)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、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。 6.3.系統結構 6.4.系統功能 1）監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。 2）當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。 3）通訊故障報警：當監控設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(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。 4）當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。 6.4配置方案 7.結束語(yǔ) 本文就地鐵電氣火災監控系統展開(kāi)了介紹及應用分析，首先簡(jiǎn)略介紹了地鐵電氣火災監控系統的概念，并分析了地鐵發(fā)生電氣火災的可能原因，隨后就地鐵電氣火災監控系統的設計及特征展開(kāi)了詳細的分析，最后介紹了目前常用的地鐵電氣火災監控系統型號及其檢測機制，以期為地鐵地鐵電氣火災監控系統應用提供借鑒。 |
