電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵供配電系統(tǒng)中的應用分析

1、    電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵供配電系統(tǒng)中的應用分析    張釗摘 要：隨著我國越來越多的城市地鐵建設的發(fā)展需要，對于電氣火災的重視程度會不斷提高，對電氣火災監(jiān)控的需求也會不斷增強，地鐵電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)通過對配電線路、重要用電設備的溫度以及電流變化進行檢測，可以對故障部位或者是隱患的部位地址進行預警，盡可能的提前消除火災隱患，達到早期控制火災險情的目的。關鍵詞：電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；地鐵供配電系統(tǒng)；應用1地鐵中電氣火災發(fā)生的原因電氣火災的發(fā)生主要是由電氣線路故障所引起的，其次是電氣設備故障而導致的火災事故，電氣火災發(fā)生主要通有以下幾種成因形式，漏電、短路以及

2、過載。1.1漏電當線路中某處因為自然或者人為原因使導線的絕緣能力下降，導致導線間或者導線與地之間有一部分電流通過的線路故障，稱之為漏電，發(fā)生漏電故障時，泄漏的電流流入大地途中，遇到電阻大的部位時，會產(chǎn)生局部高溫，導致附近可燃物著火，引起火災。1.2短路電氣線路中的導線絕緣層破壞后，兩導線之間某一點接觸，引起電流突然增加所引發(fā)的故障，就是短路，發(fā)生短路故障時，兩導線間的電阻突減，電流突增，從而引起發(fā)熱量的極具升高，超過了線路正常工作時的發(fā)熱量，并在短路點易產(chǎn)生火花和電弧，使絕緣層發(fā)生燃燒，引燃導線附近可燃物，從而造成火災。1.3過載當導線或者是電氣設備的電流，超出了其額定值，就會使導線或電氣設備

3、溫度不斷上升的故障，稱之為過負荷，當發(fā)生過負荷故障時，導線或設備溫度上升，從而使絕緣老化，甚至可能達到絕緣材料的燃點，引燃周圍可燃物，引發(fā)電氣火災。2應用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的必要性（1）根據(jù)實際運行經(jīng)驗，配電設備的火災發(fā)生主要由4個方面原因引起：線路絕緣老化、漏電火災；短路火災；長期過負荷使用；壓接施工不規(guī)范，接觸電阻過大。對于第、方面，絕大部分可以通過測量剩余電流is來獲得預警信息，及時處理，可避免出現(xiàn)火災事故；第、方面可通過實時測量開關端子的溫度及時發(fā)現(xiàn)并處理，以避免事故發(fā)生。（2）電力電纜故障絕大多數(shù)是由于施工不規(guī)范、機械損壞、電纜接頭壓接不緊、加熱不充分、絕緣受潮、環(huán)境惡劣、化學物質(zhì)侵蝕

4、等原因引起電纜絕緣降低而被擊穿起火，此類電纜故障具有隱蔽性，不可預見。采用剩余電流監(jiān)測裝置可準確判斷電纜絕緣下降情況，能夠較好地預防電力電纜起火的事故發(fā)生。（3）部分城市地鐵的低壓配電系統(tǒng)主開關使用抽出式斷路器，在經(jīng)過多年插拔后，其插接處的接觸電阻會有所增加，使用溫升會提高，溫升值是否已達到危險狀況，需要由溫度探測器來監(jiān)測。若地鐵供配電設備發(fā)生火災停電，車站照度將瞬間下降很大，造成乘客緊急逃生困難。因此，在地鐵低壓配電系統(tǒng)中使用質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。3主要監(jiān)控裝置的設置3.1測溫式電氣火災監(jiān)控探測器測溫式電氣火災監(jiān)控探測器的作用是探測電氣設備接頭異常發(fā)熱，探測器設置

5、在電容器接頭、變壓器接頭、母線接頭、開關觸點等發(fā)熱部位，以實現(xiàn)對電氣設備安裝工藝、產(chǎn)品質(zhì)量等異常情況的長期監(jiān)測。根據(jù)熱平衡原理，載流導體的發(fā)熱過程可用公式：（1）公式（1）中：為溫升；p為單位長度導體自身消耗功率，約等于i2r；k為導體周圍介質(zhì)的綜合散熱系數(shù)，空調(diào)房環(huán)境取大值；s為單位長度導體散熱面積；t為通電時間；t為單位長度導體的熱時間常數(shù)。對其安裝位置的選擇，建議如下。（1）從使用負荷方面考慮，建議在每日有效工作時間超過4h、實際運行電流大于100a的負載開關上安裝藍牙溫度探測器。根據(jù)公式（1）計算可知，運行電流小于100a的開關在28環(huán)境內(nèi)正常安裝時，其溫升是很小的。從深圳地鐵的實際運

6、行情況看，正常安裝的冷水機組回路（額定功率210kw）長期運行，其負荷開關端子溫度顯示為50左右，需重點監(jiān)控；其他設備，如綜合監(jiān)控回路（額定容量120kva）、應急電源（eps）照明回路（額定容量80kva）開關端子運行溫度（30）和室溫相近。（2）從安裝位置方面考慮，測溫式電氣火災監(jiān)控探測器宜安裝在靠近開關與底座插接處的位置。根據(jù)載流導體的熱平衡原理可知，載流導體的溫升與接觸電阻有很大關系，接觸電阻又與接觸壓力有關。接觸電阻的經(jīng)驗公式是：（2）公式（2）中：rj為接觸電阻；f為接觸壓力；kj為材質(zhì)系數(shù)，一般取0.71；n：點接觸取0.5，線接觸取0.7，面接觸取1.0。開關和底座端子的插接是

7、多段線接觸，正常安裝情況下，螺栓的緊固力要遠大于開關和底座端子的插接力。（3）在負載開關的一側(cè)（如輸出側(cè)或輸入側(cè)）安裝測溫式電氣火災監(jiān)控探測器，而無需在負載開關上下兩側(cè)都安裝。負載開關輸入端子與輸出端子間的距離不足1m，銅的熱導率較高，達到393.6w/（m？k），當銅材某處異常高溫時，能迅速將熱量傳導至周圍，達到熱平衡。從成本考慮，在負載開關的一側(cè)（如輸出側(cè)或輸入側(cè)）安裝測溫式電氣火災監(jiān)控探測器，而無需在負載開關上下兩側(cè)都安裝。綜上所述，建議在以下低壓配電設備處使用測溫式電氣火災監(jiān)控探測器：（1）低壓配電室內(nèi)的低壓進線柜斷路器上接口處，3級負荷總開關斷路器下接口處，環(huán)控1級、2級負荷饋出回路

8、斷路器下接口處，以及冷水機組回路斷路器下接口處；（2）環(huán)控電控室的進線柜斷路器上接口處，3級負荷進線開關斷路器下接口處，以及隧道風機（tvf風機）低速回路斷路器下接口處。3.2剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器的主要作用是監(jiān)測電線、電纜的泄漏電流是否有增大趨勢，以判斷其絕緣狀況是否良好。因此，對其安裝位置的選擇，建議如下。（1）在密集母線回路，建議安裝剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器。長距離輸送電力的密集母線槽由于是非標組裝件，其絕緣材料和組裝工藝無法全面保證質(zhì)量，尤其在接頭處的絕緣處理上。多年運行經(jīng)驗表明，大多數(shù)密集母線槽的故障都是由于接頭處絕緣下降引起，而密集母線槽的接頭

9、數(shù)量又多，因此，可安裝剩余電流監(jiān)測裝置以監(jiān)測整段密集母線槽絕緣狀況，達到對可能出現(xiàn)的故障預警目的。（2）進線回路和母聯(lián)回路可不安裝剩余電流檢測裝置。剩余電流檢測裝置一般是監(jiān)控饋出電纜的剩余電流狀況，總進線開關處可不安裝；母聯(lián)回路一般處于備用狀態(tài)，也不用安裝。（3）區(qū)間隧道水泵供電回路應增加剩余電流檢測裝置。地鐵區(qū)間隧道水泵電纜長期通電，且安裝環(huán)境惡劣，溫度高，還存在受化學物侵蝕的可能，其絕緣水平下降快，容易出現(xiàn)絕緣受損、擊穿故障，引起火災。因此，需在區(qū)間隧道水泵輸出電纜上安裝剩余電流檢測裝置。綜上所述，可在以下范圍使用剩余電流檢測裝置：低壓配電室的3級負荷總開關回路，環(huán)控1級、2級、3級負荷饋出密集母線回路，區(qū)間水泵供電回路，站廳總照明回路，站臺總照明回路，冷水機組回路。結(jié)束語在地鐵車站供配電系統(tǒng)中使用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控設備工況、預防電氣火災十分重要，地鐵公司作為企業(yè)，還需充分考慮前期建設成本的投入及今后運營費用高低。因此，認真分析電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵供配電系統(tǒng)中的使用顯得十分必要。參考文獻：1薛萬彪.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)-國內(nèi)地鐵應用分析j.黑龍江科技信息，2016，10：56.2王德發(fā).城市軌道交通電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)應用方