|
摘要：結合某地鐵線路中Acrel-6000/B電氣火災監控係統的設計、施工、調試、yunyingdengqingkuang，chanshuchengshiguidaojiaotongdianqihuozaijiankongxitongdejutishejifangan，zhichuchengshiguidaojiaotongdianqihuozaijiankongxitongzaishijishejiheshigongguochengzhongxuyaozhuyideshixiang，weihouxuchengshiguidaojiaotongdianqihuozaijiankongxitongdeshejiheshigongtigongcankao。
關鍵詞：城市軌道交通;Acrel-6000/B電氣火災監控係統
火災是最常見、最普遍、對(dui)公(gong)共(gong)安(an)全(quan)威(wei)脅(xie)最(zui)大(da)的(de)災(zai)害(hai)之(zhi)一(yi)，其(qi)主(zhu)要(yao)為(wei)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)的(de)火(huo)災(zai)，且(qie)所(suo)占(zhan)比(bi)例(li)逐(zhu)年(nian)升(sheng)高(gao)。據(ju)統(tong)計(ji)，在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)火(huo)災(zai)中(zhong)，因(yin)電(dian)氣(qi)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)火(huo)災(zai)占(zhan)比(bi)最(zui)大(da)，達(da)到(dao)37% ，qizhonggongdianxianluloudianliushizaochengdianqihuozaidezuikuihuoshou。guidaojiaotongzuoweixiandaichengshizhuyaogongzhongjujichangsuozhiyi，yidanfashenghuozai，jianggeiyuxianrenyuandeanquanshusanhexiaofangrenyuandejishiqiangjiudailaijidakunnan，yanzhongyingxiangshimindeshengminganquanheguojiacaichananquan，yinciyufangchengshiguidaojiaotonggongdianxianlandeloudianliu，jiaqiangduichengshiguidaojiaotonggongzhongjujichangsuodexiaofanganquanguanlishishifenbiyaode。
本文根據某地鐵線路Acrel-6000/B電氣火災監控係統的實際設計、施工、調(tiao)試(shi)和(he)運(yun)營(ying)情(qing)況(kuang)，對(dui)因(yin)漏(lou)電(dian)流(liu)引(yin)起(qi)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)的(de)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)和(he)施(shi)工(gong)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)研(yan)究(jiu)，進(jin)而(er)總(zong)結(jie)出(chu)一(yi)套(tao)安(an)全(quan)有(you)效(xiao)的(de)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)方(fang)案(an)，以(yi)期(qi)為(wei)其(qi)他(ta)城(cheng)市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)的(de)相(xiang)關(guan)設(she)計(ji)和(he)施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)幫(bang)助(zhu)和(he)參(can)考(kao)。
1.漏電流引發電氣火災的原因
一yi般ban情qing況kuang下xia，交jiao流liu供gong電dian電dian纜lan的de漏lou電dian流liu產chan生sheng有you兩liang個ge原yuan因yin，一yi是shi電dian纜lan與yu地di之zhi間jian存cun在zai電dian容rong，二er是shi電dian纜lan與yu地di之zhi間jian的de絕jue緣yuan電dian阻zu並bing非fei無wu窮qiong大da。電dian容rong引yin起qi的de漏lou電dian流liu較jiao小xiao，漏lou電dian流liu主zhu要yao取qu決jue於yu對dui地di電dian阻zu。當dang電dian纜lan受shou損sun或huo老lao化hua，對dui地di絕jue緣yuan電dian阻zu下xia降jiang，加jia之zhi現xian場chang環huan境jing潮chao濕shi時shi，電dian纜lan的de漏lou電dian流liu就jiu會hui顯xian著zhu增zeng加jia。研yan究jiu表biao明ming，當dang漏lou電dian流liu值zhi達da到dao300mA時，就可能形成電弧，進而引發火災事故。
helishezhijiankongdian，duidianlanloudianjinxingzaoqiyujing，zekeyitiqianfaxianhexiaochuhuozaiyinhuan。dianqihuozaijiankongxitongshiyizhongxinxingzonghexitong，takeyiduiloudianliujinxingzaoqidejiankonghebaojing。gaixitongzaichengshiguidaojiaotongzhongdeyingyongjinjiniancaikaishi，dabufenhaichuyushejihuozhaobiaojieduan，yincijuyouzhongyaoyanjiujiazhi。
2.電氣火災監控係統原理及功能
2.1工作原理
2.1.1漏電流檢測原理
基爾霍夫電流定律( KCL)及其推論指出，在任一瞬間，通過電路中任一不包含電源的假設封閉麵的電流矢量和為零。如圖1所示，在正常情況下，三相四線電源的電流矢量和為零，即IL1+IL2+IL3+IN=0，此時設備對地電流IE和電纜對地電流IZ均為0，電流互感器測得的泄漏電流IL=0。當用電設備發生接地故障時，有IE≠0，當電纜絕緣受損時，有IZ≠0， IL1+IL2+IL3+IN≠0，此時，電流互感器中的感應電流IL ≠0，經電氣火災探測器運算處理，從而確定漏電流的存在。
圖 1 泄漏電流檢測原理
2.1.2監控報警原理
Acrel-6000/B電氣火災監控係統的基本原理為：當電氣設備中的電流、溫度等參數發生異常或突變時，終端探測頭(如剩餘電流互感器、溫度傳感器等)利用電磁場感應原理、溫度效應的變化對該信息進行采集，並輸送到監控探測器裏，經放大、A/D轉換、CPU對變化的幅值進行分析、判斷，並與報警設定值進行比較，一旦超出設定值則發出報警信號，同時也輸送到監控設備中，再經監控設備進一步識別、判(pan)定(ding)，當(dang)確(que)認(ren)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)火(huo)災(zai)時(shi)，監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)發(fa)出(chu)火(huo)災(zai)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)，點(dian)亮(liang)報(bao)警(jing)指(zhi)示(shi)燈(deng)，發(fa)出(chu)報(bao)警(jing)音(yin)響(xiang)，同(tong)時(shi)在(zai)液(ye)晶(jing)顯(xian)示(shi)屏(ping)上(shang)顯(xian)示(shi)火(huo)災(zai)報(bao)警(jing)等(deng)信(xin)息(xi)。值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)則(ze)根(gen)據(ju)以(yi)上(shang)顯(xian)示(shi)的(de)信(xin)息(xi)，迅(xun)速(su)到(dao)事(shi)故(gu)現(xian)場(chang)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)處(chu)理(li)，並(bing)將(jiang)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)發(fa)送(song)到(dao)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)台(tai)。（如圖1所示為電氣火災係統組圖）
圖1（Acrel-6000/B電氣火災監控係統）
2.2係統功能
Acrel-6000/B電氣火災監控係統具備以下主要功能:
(1)探測漏電電流、過電流等信號（如下圖2）。
圖2
(2)發出聲光信號報警，準確報出故障線路地址，監視故障點的變化。（如圖3所示）
圖3
(3)儲存各種故障和操作試驗信號，信號存儲時間不應少於365 d。（如圖4所示）
圖4
3.電氣火災監控係統在軌道交通的應用
3.1設置依據和範圍
文獻GB50016-2014,《建築防火設計規範》規定城市軌道交通、一類交通隧道工程的非消防用電負荷宜設置電氣火災監控係統。雖然采用“宜設置”，但根據規範對宜是“在條件許可時首先應這樣做”的用詞解釋。
對於電氣火災監控係統的設置部位，各規範的要求也不一致。根據GB 50116—2013《火災自動報警係 統設計規範》的要求，電氣火災監控探測器應以設置在低壓配電係統首端為基本原則，宜設置在第一級配電櫃（箱）的出線端;在供電線路漏電流大於500mA時，宜在其下一級配電櫃(箱)中設置。而JGJ 243—2011《交通建築電氣設計規範》中則要求，除消防動力配電回路外，其他電力、照明區域或樓層配電箱電源進線處應設置剩餘電流式電氣火災監控探測器。
結合某地鐵線路中Acrel-6000/B電氣火災監控係統的實際設計和使用情況，建議在城市軌道交通地下車站以下部位設置電氣火災監控探測器（或剩餘電流互感器) :（如圖5所示）
1)變電所400V開(kai)關(guan)櫃(gui)出(chu)線(xian)，不(bu)含(han)變(bian)電(dian)所(suo)至(zhi)環(huan)控(kong)櫃(gui)的(de)饋(kui)出(chu)線(xian)。考(kao)慮(lv)到(dao)變(bian)電(dian)所(suo)內(nei)饋(kui)出(chu)線(xian)比(bi)較(jiao)集(ji)中(zhong)，在(zai)變(bian)電(dian)所(suo)內(nei)設(she)置(zhi)探(tan)測(ce)器(qi)可(ke)以(yi)監(jian)控(kong)饋(kui)出(chu)電(dian)纜(lan)及(ji)末(mo)端(duan)設(she)備(bei)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)情(qing)況(kuang);
2)環huan控kong電dian控kong櫃gui內nei的de風feng機ji饋kui出chu線xian。考kao慮lv到dao變bian電dian所suo至zhi環huan控kong櫃gui的de饋kui出chu線xian電dian流liu較jiao大da，一yi般ban采cai用yong電dian纜lan多duo拚pin或huo者zhe母mu線xian槽cao供gong電dian，且qie末mo端duan設she備bei眾zhong多duo，漏lou電dian流liu較jiao大da，正zheng常chang情qing況kuang下xia的de泄xie漏lou電dian流liu都dou超chao過guo300mA，因此，環控係統設備的泄漏電流檢測設置在環控電控櫃內。
|
外形
|
型號
|
功能
|
|
|
ARCM200BL
|
J1
|
單回路剩餘電流監測、3路溫度檢測、1路繼電器輸出、LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
|
ARCM300
|
J1
|
單回路剩餘電流監測、3路溫度檢測、1路繼電器輸出、LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
|
ARCM200BL
|
J4
|
4回路剩餘電流監測、4路繼電器輸出、LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
|
ARCM300
|
J4
|
4回路剩餘電流監測、4路繼電器輸出、LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
|
ARCM200L
|
J8（J16）
|
8剩餘電流監測、2路溫度檢測、2路開關量輸入、2路繼電器輸出、LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
|
ARCM200L
|
I
|
三相電流、單回路剩餘電流和溫度監測；兩路繼電器輸出（DO1報警，DO2脫扣）、兩路開關量輸入（DI1開關反饋、DI2聯動）；事件記錄、內置時鍾；點陣式LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
ARCM200L
|
UI
|
三相電壓、電流、單回路剩餘電流和溫度監測；兩路繼電器輸出（DO1報警，DO2脫扣）、兩路開關量輸入（DI1開關反饋、DI2聯動）；事件記錄、內置時鍾；點陣式LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
|
ARCM200L
|
Z
|
全電參量監測；單回路剩餘電流和溫度監測；兩路繼電器輸出（DO1報警，DO2脫扣）、兩路開關量輸入（DI1開關反饋、DI2聯動）；事件記錄、內置時鍾；點陣式LCD顯示、RS485/Modbus協議
|
圖5
3.2整定值設置
考慮到地下車站內設備的使用環境差，部分區域潮濕，電纜和設備本身的漏電流較大等因素，在GB50116—2013《火災自動報警係統設計規範》中明確要求電氣火災探測器報警值宜為300～500mA，結合某地鐵線路中Acrel-6000/B電氣火災監控係統設計和使用情況，建議按以下標準設置係統的整定值。
1)係統預警電流整定值為300mA。當係統檢測到某回路的漏電流值大於300mA時，係統處於預警狀態並記錄預警信息，對應的預警回路改變顏色，直到故障解除，漏電流小於300mA為止。
2)係統報警電流整定值為500mA。當係統檢測到某回路的漏電流值大於500mA時shi，係xi統tong處chu於yu報bao警jing狀zhuang態tai並bing記ji錄lu報bao警jing信xin息xi，報bao警jing蜂feng鳴ming器qi響xiang起qi，報bao警jing指zhi示shi燈deng常chang亮liang，對dui應ying的de報bao警jing回hui路lu改gai變bian顏yan色se。值zhi班ban人ren員yuan可ke手shou動dong關guan閉bi報bao警jing蜂feng鳴ming器qi，但dan隻zhi有you當dang檢jian修xiu人ren員yuan徹che底di解jie除chu故gu障zhang，漏lou電dian流liu小xiao於yu500mA，並手動複位後，報警指示燈才會熄滅。
3.3聯動設計
根據GB50116—2013《火災自動報警係統設計規範》要求，在設置消防控製室(地鐵車站內即為車控室)的(de)場(chang)所(suo)，電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)器(qi)的(de)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)和(he)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)應(ying)在(zai)消(xiao)防(fang)控(kong)製(zhi)室(shi)圖(tu)形(xing)顯(xian)示(shi)裝(zhuang)置(zhi)或(huo)有(you)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)火(huo)災(zai)報(bao)警(jing)控(kong)製(zhi)器(qi)上(shang)顯(xian)示(shi)。考(kao)慮(lv)到(dao)目(mu)前(qian)的(de)城(cheng)市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)都(dou)設(she)置(zhi)了(le)綜(zong)合(he)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，且(qie)綜(zong)合(he)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)在(zai)車(che)控(kong)室(shi)設(she)置(zhi)有(you)監(jian)視(shi)工(gong)作(zuo)站(zhan)，同(tong)時(shi)，綜(zong)合(he)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)也(ye)集(ji)成(cheng)或(huo)互(hu)聯(lian)了(le)FAS(火災自動報警係統)、BAS(環境與設備監控係統)、SCA-DA(電力監控係統)、PIS (乘客信息係統)等係統，因此，Acrel-6000/B電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)與(yu)綜(zong)合(he)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)，將(jiang)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)和(he)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)傳(chuan)給(gei)綜(zong)合(he)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，並(bing)在(zai)車(che)控(kong)室(shi)綜(zong)合(he)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)站(zhan)上(shang)顯(xian)示(shi)。
4.結語
電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)是(shi)一(yi)種(zhong)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)的(de)早(zao)期(qi)預(yu)警(jing)係(xi)統(tong)，當(dang)線(xian)路(lu)或(huo)設(she)備(bei)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)能(neng)夠(gou)及(ji)時(shi)檢(jian)測(ce)出(chu)泄(xie)漏(lou)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)，並(bing)準(zhun)確(que)地(di)給(gei)出(chu)預(yu)警(jing)或(huo)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)，將(jiang)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)扼(e)殺(sha)在(zai)萌(meng)芽(ya)狀(zhuang)態(tai)。現(xian)代(dai)城(cheng)市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)遵(zun)循(xun)“以防為主”的安全設計理念，Acrel-6000電dian氣qi火huo災zai監jian控kong係xi統tong能neng夠gou盡jin早zao地di發fa現xian電dian氣qi火huo災zai安an全quan隱yin患huan，更geng好hao地di體ti現xian出chu這zhe種zhong設she計ji理li念nian。在zai未wei來lai的de城cheng市shi軌gui道dao交jiao通tong中zhong，該gai係xi統tong將jiang會hui得de到dao更geng廣guang泛fan的de應ying用yong，對dui軌gui道dao交jiao通tong的de安an全quan運yun行xing發fa揮hui重zhong要yao的de作zuo用yong。
參考文獻
[1]王德發.城市軌道交通電氣火災監控係統應用方案 [J].都市快軌交通，2016（6）.
[2]任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M].北京.中國電力出版社. 2007. 4.
[3]建築電氣設計疑難點解析及強製性條文[M].中國建築工業出版社.2015.12.
[4]安科瑞電氣股份有限公司產品手冊2013.1版
作者簡介：
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.
技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：
|
