淺談電氣火災監控係統在城市軌道交通的研究與應用

hth下载地址 陳聰

【摘要】文章以城市軌道交通電氣火災監控係統為(wei) 研究方向。對城市軌道交通電氣火災監控係統特征進行概述後，分析了發生電氣火災的主要因素，進而提出城市軌道交通電氣火災監控係統設計及應用思路。

【關(guan) 鍵詞】城市軌道交通；電氣火災；電氣火災監控係統；設計應用

0引言

改革開放至今，隨著我國經濟快速發展，各大城市軌道交通數量也在不斷增加。然而，現行城市軌道交通安全防範措施中對電氣火災早期預警工作缺少係統製度。根據我國城市軌道交通工程建設現狀，在城市軌道交通工程建設中應有效配置消防監控係統，通過有效布置電氣火災監控係統使城市軌道交通線路降低發生電氣火災事故的危險。對此，文章以城市軌道交通電氣火災監控係統的應用進行討論，以期為(wei) 廣大學者提供理論參考及幫助。

1城市軌道交通電氣火災監控係統特征

城市軌道交通場所具有人員密集、人員流動速度快、設施複雜、投資金額大的特征，如城市軌道交通場所發生火災或出現停電、高溫、混亂(luan) 甚至是爆炸等現象,不僅(jin) 對城市軌道交通工作人員和乘客生命財產(chan) 安全構成嚴(yan) 重威脅，還會(hui) 對設施安全、財產(chan) 安全等造成嚴(yan) 重威脅,甚至還會(hui) 危及到經濟政治和環境安全，對社會(hui) 秩序穩定和社會(hui) 發展造成影響。

城市軌道交通火災監控係統設計和布置能夠有效地預防、監控和警示城市軌道交通火災發生，其報警功能應該設定分級報警功能與(yu) 電力設備進行聯動，可以設置跳閘功能。對於(yu) 初級報警可由工作人員進行人工關(guan) 閉，之後再派遣專(zhuan) 業(ye) 人員對其進行檢測和處理。初級報警功能也叫預警功能，與(yu) 傳(chuan) 統火災報警不同，是在火災發生後報警以求減少損失的功能，其主要目的是對火災進行預防、預測或預警，

從(cong) 應用特征上來看，城市軌道交通電氣火災監控係統應該具備可靠性、保密性、實時監控性、數據傳(chuan) 輸性等功能特點。具體(ti) 如下:

(1)城市軌道交通電氣火災監控係統的可靠性主要體(ti) 現在係統單機和獨立。單機指城市軌道交通電氣火災監控係統的運行無需聯網，斷網不會(hui) 對預警係統正常運行造成影響。獨立則是指城市軌道交通電氣火災監控係統相對獨立，係統發生故障不會(hui) 對其他係統正常運行造成影響，避免出現電氣火災監控係統係統發生故障，整個(ge) 火災報警係統*麵癱瘓情況。(2)保密性是指城市軌道交通電氣火災監控係統的保密等級較高，該係統采用多級密碼保護方式，不同管理層級用戶所擁有權限也不一樣。(3)城市軌道交通電氣火災監控係統可對城市軌道交通剩餘(yu) 電流信號、溫度信號、火災狀況等進行實時、動態檢測，同時，它還擔負著對信號檢測後信息進行收集、分析、判斷、決(jue) 策等工作。(4)為(wei) 保證電氣火災監控係統可有效地實現預警、檢測電氣火災目標，需要保證係統內(nei) 部數據傳(chuan) 輸順暢，可實現將故障係統、正常設備分類處理。

2 發生電氣火災的主要因素

2.1 超載

根據當前我國城市軌道交通建設現狀，電氣係統超負荷是導致電氣係統火災的重要因素。過載是指在城市軌道交通運輸中由於(yu) 線路中存在超過線路所能承載的電流*限，導致線路溫度過高。這種情況下**有可能引起線路著火，對城市軌道交通運行安全造成很大威脅。

2.2 短路

短路由外部絕緣材料老化或破壞引起，在這種情況下線纜會(hui) 快速升溫達到6000度以上高溫，不僅(jin) 會(hui) 點燃線纜上絕緣材料，還會(hui) 引起周圍塵埃和易燃物燃燒。由此可看出，短路也是引起電氣火災的重要原因。短路後未及時發現切斷電源，將會(hui) 在短時間內(nei) 造成不可逆轉損失，進而對城市軌道交通係統運行效率產(chan) 生影響。

2.3 靜電

靜電積聚可能引起火災，對國民生命和財產(chan) 造成重大損失。通常情況下，當靜電荷快速累積時會(hui) 產(chan) 生高電壓，高電勢靜電荷會(hui) 將其所處環境絕緣體(ti) 擊穿產(chan) 生特殊放電現象，電流以聲音、光、熱的方式呈現出來。如引線周圍有足夠多易燃物質，則會(hui) 引起火災。

2.4 電氣設備出現短路

電氣設備短路通常是由於(yu) 絕緣層破損脫落造成，短路出現將大大降低線路電阻，從(cong) 而產(chan) 生電流快速升高，然後，如出現線路多次碰撞,會(hui) 導致電流過大。設備溫度迅速提高，過高溫度與(yu) 過大電流產(chan) 生火花相遇就會(hui) 引起火災事故，由短路引起火災可通過實時測量剩餘(yu) 電流及預警處理來避免。

2.5 電流負荷長期過載

電流負載長期過載引起火災主要是由於(yu) 電氣設備和有關(guan) 線路電流數值過載引起溫度升高，從(cong) 麵超過規範值，當溫度超過設備或絕緣材料燃點，遇到明火就會(hui) 引起火災，甚至是爆炸，這種原因引起事故可以通過對開關(guan) 端子溫度進行實時監控，並及時發出預警和進行處理來預防。

2.6 線路接觸不良

由於(yu) 線路接觸不良而引起火災，其根本原因是因為(wei) 線路和設備溫度過高所引起。接觸不良線路*有可能會(hui) 出現電阻過大現象，當電流流經該電路時，因為(wei) 過大電阻而產(chan) 生大量熱量，從(cong) 而導致溫度升高，甚至會(hui) 出現火花，從(cong) 而引起火災事故。這種事故發生，也可以通過實時檢測開關(guan) 端子溫度，並及時預警處理來避免。

2.7 電力電纜出現故障

在發生火災另一大常見原因中，由於(yu) 電力電纜出現故障而引起火災。在此過程中，由於(yu) 施工不規範，電纜接頭壓接不緊等都是造成電力電纜故障根本原因。此外，電力電纜也有**有可能因環境影響而出現故障，如偶然物理或機械損壞、環境過於(yu) 潮濕導致絕緣層受潮損壞、化學或微生物侵蝕線路導致電力電纜故障等。如電力電纜絕緣層受到損壞，通常會(hui) 導致絕緣效果變差，在遇到雷電等突發情況時，*有可能出現電力電纜被擊穿並著火現象。由於(yu) 電纜長度較長，線路偏僻，線路隱蔽等原因，電纜故障引發火情很難預測，而采用殘餘(yu) 電流探測器對電纜絕緣狀態進行實時監測，對防止電纜故障引發火情起到至關(guan) 重要的作用。

2.8斷路器老化

斷路器因老化而產(chan) 生火災，這種情況在一些比較古老使用抽出式斷路器來控製低壓配電係統主開關(guan) 城市軌道交通站中比較普遍。如果長時間插拔抽出式斷路器，*有可能會(hui) 造成斷路器插接處接觸電阻變大，在電流流過這裏時，溫度升高數值會(hui) 變得很大，當溫度超過斷路器規範值時遇到明火時，*易引起火災。

3城市軌道交通電氣火災監控係統設計與(yu) 應用

3.1 總體(ti) 設計

城市軌道交通電氣火災監控係統設計遵循預防為(wei) 主、消防結合的基本原則，通過電氣火災監控係統精*地檢測出線路中異常和溫度的變化。特別是當線路出現故障時能及時地發出報警信號，將故障點準確地報出，設計電氣火災監控係統時，應綜合以下原則:

3.2 功能要求

功能需求根據城市軌道交通電氣火災監控係統具體(ti) 情況進行設置，在係統設計時應圍繞以下幾點：

3.3 係統設計

3.3.1分級分布式體(ti) 係結構

城市軌道交通電氣火災監控係統層次分布架構在電氣監控係統應用中有著巨大*越性。該係統不僅(jin) 可滿足城市軌道交通供電要求，且可為(wei) 今後一體(ti) 化應用莫定良好基礎。設計電網監控係統以二級管理、三級控製為(wei) 主，在級管理之外，在三級管理中又添加了一層“現場”管理。其中，集中式管理功能主要是收集、處理和分析關(guan) 於(yu) 在線監控對象狀態和性能實時數據，並通過調度員工作姑以圖像、文本或表格形式來對其進行監控。站級監控係統是監控站內(nei) 電氣設備，並構成多層次冗餘(yu) 。現場層、中*層與(yu) 站層之間有接口能夠進行數據交換與(yu) 共享四。

3.3.2 資料庫係統

資料數據庫是支撐城市軌道交通電氣火災監控係統數據的關(guan) 鍵，城市軌道交通電氣火災監控係統數據庫設計應具有多個(ge) 網絡訪問、數據庫冗餘(yu) 以及數據庫中SOL語言限製等特點。為(wei) 更好地適應城軌交通監控需要，應從(cong) 城軌交通監控實時數據庫、通訊及實時信息中間進行設計，並在係統開發中提供實時應用總線。總線提供了對環境監控、設備監控、功率傳(chuan) 輸等方麵支持，實現數據傳(chuan) 輸擴展。

3.3.3 通用程序模型支援

城市軌道交通電氣火災監控係統設計中根據開放性要求，使用更加靈活、適用範圍更廣的插件策略，其中，電氣火災監控係統由通訊平台+SCADA、人機交互平台三部分組成。同時，該平台還為(wei) 開發人員提供了相應應用範本對支持係統進行了充實和驗證。

3.4 網絡傳(chuan) 輸

當前，對於(yu) 城市軌道交通電氣火災監控係統網絡傳(chuan) 送布線方式主要分為(wei) 有線布線與(yu) 無線布線兩(liang) 種方式。其中，選擇有線傳(chuan) 輸和無線傳(chuan) 輸的*大影響因素是投資收益率，即如何在硬件與(yu) 費用間取得平衡。此外，有關(guan) 部門還應充分考慮當地消防機構對此措施所提出的有關(guan) 要求，以確保網絡傳(chuan) 輸順利實施，有效提升城市軌道交通電氣火災監控係統的整體(ti) 安全性。

3.5 設備選擇

3.5.1 測溫式電氣火災探測器

測溫傳(chuan) 感器通常通常被安裝在位於(yu) 城市軌道交通電氣設備上易發熱位置處。位置選擇範圍比較廣泛並且具有一定特征。值得注意的是，該位置的選擇與(yu) 溫度或過熱現象檢測和分析之間有著直接關(guan) 係，因此要慎重選擇這個(ge) 位置。為(wei) 保證殘存測溫型電器能夠科學有效起到監控和預警作用，在低壓配電室內(nei) 配電箱及配電櫃進行添加，此外，還可在進線櫃斷路器上安裝，以此監控和預警。

3.5.2 剩餘(yu) 電流式電氣火災探測器

剩餘(yu) 電流式電氣火災監控探測器是在電纜導線中實時，動態監控剩餘(yu) 電流值是否超過標準限值。若城市軌道交通電氣設備在運行過程中出現電氣故障，剩餘(yu) 電流值超過限製報警。此外，工作人員還應該對剩餘(yu) 電流式電氣監控設備安裝位置進行選擇，保證該設備能夠有效地發揮作用。

安裝剩餘(yu) 電流式電氣火災探測器時，工作人員要特別關(guan) 注實際回路位置，為(wei) 確保其正常、穩定工作，要加強對安裝方法要求，防止由於(yu) 接頭安裝不當或絕緣效果不佳等問題引起誤報或者不報警。

城市軌道交通隧道水泵供電回路中可安裝剩餘(yu) 電流式電氣火災探測器。城市軌道交通隧道中水泵電纜和線路所處環境較為(wei) 惡劣且需要長期通電，由於(yu) 受到惡劣環境和高通電率影響，水泵供電回路絕緣狀況*易受到影響而發生損壞或效果變差,*大了電纜擊穿、電引發火災等高危事故發生概率。

3.5.3 探測器

如想實現城市軌道交通電氣火災監控係統能夠有效地運轉，就應對探測器安裝位置進行合理考慮，探測器正確安裝包含了以下內(nei) 容:信息探測收集*麵性以及有線或無線傳(chuan) 輸通暢性”。在探測器探測並搜集到與(yu) 高溫、剩餘(yu) 電流值異常等危險事故有關(guan) 信息之後應將其快速地傳(chuan) 遞到處理設備及報警設備中，探測器測危險信號將傳(chuan) 送到監控主機實現電氣火災監控係統檢測和預繁功能。同時，在電氣火災監控係統中，相對常見探測器類型通常可被劃分成兩(liang) 種即測溫式探測器及剩餘(yu) 電流式探測器，具體(ti) 如下

3.5.4 監控主機

作為(wei) 電氣火災監測係統監控主機應該具有如下幾個(ge) 方麵功能。

3.6 具體(ti) 應用場景

3.6.1 遙控防護

在城市軌道交通電氣係統運行過程中，如存在著安全隱患或者是周期性參數異常，為(wei) 保證電氣係統運行的穩定性，應通過監控係統來進行相應檢測以便及時檢修。從(cong) 防火角度來看，消防工作人員應及時發現安全隱患和近期發生的故障，並采用科學方法，消除電氣火災隱患，防止發生重大電氣火災安全事故。同時，如工作人員采取了有效控製措施，但效果不理想，則應及時切斷監控回路電源，故障排除後方可繼續設備運行。

3.6.2 電氣保護

城市軌道交通電氣火災監控係統具有自動監控、自動報警等多種功能。城市軌道交通電氣火災監控係統能使工作人員更好地發現和預防電氣火災，還能使城市軌道交通係統更好地運行。在電氣保護情況下，工作人員應該對監控係統有關(guan) 數據進行比較，當數據出現異常問題時，可對電氣火災監控係統是否存在故障進行判斷，並采取相應維修措施，以此對城市軌道交通係統運行狀態進行保護。

4hth下载地址電氣火災監控係統介紹

4.1概述

Acre1-6000電氣火災監控係統，是根據國*消防電子產(chan) 品質量監督檢驗*心的消防電子產(chan) 品試驗認證，並且均通過嚴(yan) 格的EMC電磁兼容試驗，保證了該係列產(chan) 品在低壓配電係統中的安全正常運行，現均已批量生產(chan) 並在全國得到廣泛地應用。該係統通過對剩餘(yu) 電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與(yu) 監視，實現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時還能聯動切除被檢測到剩餘(yu) 電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;並根據用戶的需求，還可以滿足與(yu) AcreIEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台或火災自動報警係統等進行數據交換和共享。

4.2應用場合

適用於(yu) 智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(ye) 、*家*點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。

4.3係統結構

4.4係統功能

監控設備能接收多台探測器的剩餘(yu) 電流、溫度信息，報警時發出聲、光報警信號，同時設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設備的“複位”按鈕或觸摸屏的“複位”按鍵遠程對探測器實現複位。對於(yu) 聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

當被監測回路報警時，控製輸出繼電器閉合，用於(yu) 控製被保護電路或其他設備，當報警消除後，控製輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當監控設備與(yu) 所接的任一台探測器之間發生通訊故障或探測器本身發生故障時，監控畫麵中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，並發出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發生故障時，監控設備也發出聲光報警信號並顯示故障信息，可進入相應的界麵查看詳細信息並可解除報警聲響。

當發生剩餘(yu) 電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲(chu) 在數據庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。曆史數據提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.5配置方案

5結語

綜上所述，在現有城市軌道交通防範措施中，缺少對於(yu) 電氣火災監控係統的重視。從(cong) 目前我國城市軌道交通發展趨勢來看，通過科學、合理的布置電氣火災監控係統，可實現減少電氣火災事故風險。因此，在未來城市地鐵建設中，積*加強電氣火災監控設備布置及運用以成為(wei) 城市軌道交通中的*點。有關(guan) 人員應就城市軌道交通電氣火災監控係統的應用展開探究，以此保障城市軌道交通電氣火災監控係統高質量發展。

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