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    淺談電氣火災監控系統在地鐵中的應用

    時間:2021-08-23 點擊次數:52

    侯文莉

    安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

     

    摘要:地鐵施工不規范、線路老化、超負荷使用大功率電器等多種因素的影響,極易引發電氣火災,采用先進的智能監控手段加強對電氣設施設備的監控已成為必然趨勢。本文簡單介紹電氣火災監控系統,提出在地鐵車站應用中幾點問題并進行探討。

    關鍵詞:電氣火災;剩余電流;探測器;地鐵

     

    0引言

    隨著經濟建設和城市化的快速發展,城市軌道交通的運營里程不斷增加,現代化電氣設備大規模投入使用,電氣安全逐漸成為地鐵運營單位關注的重點,電氣火災監控系統的投入使用能夠提供早期預警,避免或減少人員傷亡和財產損失。

     

    1電氣火災監控系統安裝的必要性

    據統計,2018年全社會用電量68449億千瓦時,相比2009年增加了89.89%,用電量大幅度增加的同時,我國火災發生率也在升高,2018年全國共接報火災23.7萬起,亡1407人,傷798人,直接財產損失36.75億元,同2009年相比,起數增加86.61%,亡人上升30.76%,傷人上升37.59%,損失上升178.41%。從引發火災的直接原因來看,2018年因電線短路、過負荷及電氣設備故障等違反電氣安裝使用規定引發的火災占總數的34.6%,67起較大火災中,37起為電氣引起;4起重大火災中,3起為電氣引起,電氣火災已占火災起因。

    火災發生數量大幅度的增加,尤其是電氣火災劇增,給國家經濟和人民生命財產造成了巨大損失。電氣火災的發生是由多方面因素造成的,如:安裝或接線不當造成相間短路、設備或線路潮濕導致相間短路、設計不當或電氣故障導致電氣線路載流量遠超過設計值、機械損傷或絕緣老化造成線路漏流等,均有可能引發電氣火災。

     

    2剩余電流式電氣火災監控系統主要構成

    剩余電流式電氣火災監控系統主要由電氣火災監控主機、剩余電流式電氣火災監控探測器、溫度傳感器、隔離器及電氣火災監控圖形顯示系統等設備構成。

    電氣火災監控主機主要為探測總線通信線路供電,同時能接收探測器的報警信號,發出聲、光報警信號和控制信號,指示報警部位,記錄并保存報警信息的裝置。

    剩余電流式電氣火災監控探測器能夠檢測配出供電線路的剩余電流,當剩余電流達到報警設定值時,通過總線將報警信息傳送給電氣火災監控設備。

    隔離器是保護系統總線正常工作的重要設備,當總線發生超過隔離器動作電流或總線短路故障時,隔離器動作切斷短路故障所在的總線支路,從而保護系統其他部分正常運行。

    電氣火災監控圖形顯示系統是圖形顯示裝置,采用大屏幕圖形化顯示整個供電線路供電狀況、供電線路剩余電流數值、報警故障信息、歷史事件記錄等各種信息。

     

    3電氣火災監控系統工作原理

    剩余電流式探測器核心為零序電流互感器,現場應用時,將三相線A、B、C與中性線N一起穿過零序電流互感器,通過檢測三相的電流矢量和,即零序電流。正常情況下,線路與電氣設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形鐵芯中產生磁通,二次側繞組感應電壓并輸出電壓信號,從而測出剩余電流??紤]電氣線路的不平衡電流、線路和電氣設備正常的泄漏電流,實際的電氣線路都存在正常的剩余電流,只有檢測到剩余電流達到報警值時才報警。

    電氣火災監控主機與多個剩余電流式探測器通過二總線連接,通過現場總線向探測器發出巡檢命令,接收探測器的狀態信息,當電氣火災監控主機監測到異常信息時,進行聲光報警并顯示相應信息和信息類型。電氣火災監控主機還可以連接圖形顯示系統,將相關數據信息以圖形化形式顯示,并可以實現信息數據的保存、存儲和查詢功能。

      

    4電氣火災監控系統在地鐵中的應用

    地鐵車站作為人員密集場所,大量電氣設備的使用給人們帶來便利的同時也帶來了火災隱患,因此電氣火災監控系統的應用成為必然趨勢。以南京地鐵為例,南京地鐵在最近幾年新開通的四號線、寧和線、寧溧線及寧高線采用了SRUF-8000(Ⅱ)型號的電氣火災監控報警系統,監控主機安裝在消防控制室或0.4KV開關柜室內,采用RS485方式與FAS主機進行通訊,將報警信號傳輸至南京地鐵火災自動報警系統網絡。探測終端設置在0.4KV開關柜的柜體內出線端,采用SRUF-3000II)型號的探測器和SRTC-YS型號采集器,考慮到地鐵運營安全的特殊性,探測系統發現異常后只報警不動作切斷電源。

     

    5應用中幾點問題探討與分析

    剩余電流式電氣火災監控系統能夠直觀、全面地監測整套供電系統的剩余電流數據、剩余電流報警及供電線路失電狀態等信息,及早發現電氣火災隱患可以降低火災發生的風險,但在實際使用過程中,仍會發現一些問題需要進行探討和分析:

    1)系統應用初期存在較多誤報警情況,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、真實漏電等情況造成的,此類問題通過整改均能消除誤報警;另一方面是由零地共接問題導致的,主要為射流風機、人防門等部分設備出廠即存在零地共接問題,此類問題目前只能通過調整電氣火災監控探測系統的報警值來消除誤報警,因此建議在設計階段明確各專業設備是否存在零地共接問題,從源頭進行控制,同時針對目前現場無法整改的情況,建議通過增加測溫式探測器或更換組合式電氣火災監控探測器,采取剩余電流報警與溫度探測報警相結合的方式來判斷是否存在火警。

    2)地鐵車站涉及龐大的供電系統回路,大部分項目只在0.4KV柜體出線端設置剩余電流檢測線圈,對于照明回路中存在的漏電流疊加情況無法識別,可能會造成誤報警,建議容量超過20kW的通風空調設備分回路饋線側、照明配電箱總進線側及EPS進線側設置二級探測回路。

    3)既有項目加裝電氣火災監控系統時,存在終端配電箱體積較小,無法安裝探測器的情況,建議相關產品設計單位能夠提供更多的解決方案。

     

    6安科瑞安全用電云平臺及選型

    6.1安科瑞安全用電云平臺介紹

     

    Acrelcloud-6000安全用電云管理系統能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監控、報警、記錄,并且通過云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制,能上傳數據、透傳指令,并時間顯示實時狀態。通過對上傳至云端的數據進行分析,為用戶提供火災隱患的相關數據,能夠及早的發現問題并實施排查,避免火災的發生。另一方面,云平臺提供超大容量的信息儲存及穩定的服務,提升了服務質量,對用戶的長遠發展具有戰略意義。此外,該系統通過集中監控,使得數據通過每個節點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監控,主控端布置于城市消防大隊,從而能夠對采集的信息進行統一的監控和管理。

    具體功能如下:

    1)安全用電監管服務系統包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統、手機APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
        
    2)安全用電監管服務系統平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線、實時報警數據等,能實時顯示現場服務次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規巡檢及產品維護等數據,監管數據能保存十年以上。
        
    3)手機APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本,能通過手機APP對每條報警記錄進行呼叫,便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
        
    4)能對各個單位及設備的電氣安全運行情況進行自動統計和分析評估,并隨時展示電氣安全運行分析報告。
        
    5)監控探測終端產品滿足國家法律法規和有關技術標準(GB14287.2《剩余電流式電氣火災監控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監控探測器》)的要求,并通過國家消防產品質量監測檢驗中心提供的消防3C認證。
        
    6)漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數值,并能通過無線以移動通訊網絡接入安全用電監管系統平臺。

    6.2產品選型

    6.2.1漏電火災監控探測器

    6.2.2故障電弧探測器

    安科瑞故障電弧產品型號代碼為AAFD,共有兩種電流等級,可監測回路故障電弧的發生,并及時預警,提醒用戶處理,防止電弧導致的火災的發生。

     

    AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,該產品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖:

    6.2.3限流式保護器

    安科瑞限流式保護器型號代碼為ASCP200-1,有三種電流等級,可監測回路短路過載等故障信息,發生故障時預警和產生滅弧效果,防止電弧導致的火災的發生。

     

    ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。

    以下是ASCP200-1的主要功能:

    短路保護功能。保護器實時監測用電線路電流,當線路發生短路故障時,能在150微秒內實現快速限流保護,并發出聲光報警信號。

    過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續時間超過動作時間(360秒可設)時,保護器啟動限流保護,并發出聲光報警信號。

    表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時,保護器啟動超溫限流保護,并發出聲光報警信號。

    過、欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓過壓或欠壓時,保護器發出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。

    配電線纜溫度監測功能。當被監測線纜溫度超過報警設定值時,保護器發出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。

    漏電流監測功能。當被監測的線路漏電超過報警設定值時,保護器發出聲光報警信號,可預先設置是否啟動限流保護。

    保護器具有1RS485接口,12G無線通訊,可以將數據發送到后臺監控系統,實現遠程監控。

    6.2.4剩余電流互感器

    6.2.5 AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊

    AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊,該無線模塊為安全用電云平臺專用模塊。

    AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月,單個模塊可以接入30塊儀表。默認上傳間隔2分鐘,如發生報警,會實時上傳數據。

    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°的溫度監控基準,可以用來監測線纜或配電箱體的溫度,提供溫度保護。

    7結束語

    電氣火災監控系統只能作為一種電氣火災預防措施,根本上還是需要從源頭進行管控,如提高供配電系統的設計、選材、施工、維護和提高用電設備安全等級,采取多方面的有效

    措施進一步降低電氣火災發生的概率。

     

     

    參考文獻

    [1]GB 50157-2013.地鐵設計規范[S].北京:中國標準出版社,2013.

    [2]吳如品.淺析剩余電流式電氣火災監控系統在地鐵中的應用.

    [3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02.

     

     

    作者簡介:侯文莉,女,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事安全用電的研發與應用。

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