趙娜
安科瑞電氣股份有限公司
摘要：地鐵施工不規(guī)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(fā)電氣火災，采用先進的智能監(jiān)控手段加強對電氣設施設備的監(jiān)控已成為必然趨勢。本文簡單介紹電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，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(fā)展，城市軌道交通的運營里程不斷增加，現(xiàn)代化電氣設備大規(guī)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(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)安裝的必要性
據統(tǒng)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(fā)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(fā)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(guī)定引發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)電氣火災。
2剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要構成
剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主要由電氣火災監(jiān)控主機、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器、溫度傳感器、隔離器及電氣火災監(jiān)控圖形顯示系統(tǒng)等設備構成。
電氣火災監(jiān)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(fā)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(jiān)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(jiān)控設備。
隔離器是保護系統(tǒng)總線正常工作的重要設備，當總線發(fā)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(tǒng)其他部分正常運行。
電氣火災監(jiān)控圖形顯示系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)工作原理
剩余電流式探測器核心為零序電流互感器，現(xiàn)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(huán)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。考慮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(jiān)控主機與多個剩余電流式探測器通過二總線連接，通過現(xiàn)場總線向探測器發(fā)出巡檢命令，接收探測器的狀態(tài)信息，當電氣火災監(jiān)控主機監(jiān)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(jiān)控主機還可以連接圖形顯示系統(tǒng)，將相關數據信息以圖形化形式顯示，并可以實現(xiàn)信息數據的保存、存儲和查詢功能。
4電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控報警系統(tǒng)，監(jiān)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(tǒng)網絡。探測終端設置在0.4KV開關柜的柜體內出線端，采用SRUF-3000（II）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(tǒng)發(fā)現(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)能夠直觀、全面地監(jiān)測整套供電系統(tǒng)的剩余電流數據、剩余電流報警及供電線路失電狀態(tài)等信息，及早發(fā)現(xiàn)電氣火災隱患可以降低火災發(fā)生的風險，但在實際使用過程中，仍會發(fā)現(xiàn)一些問題需要進行探討和分析：
（1）系統(tǒng)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(jiān)控探測系統(tǒng)的報警值來消除誤報警，因此建議在設計階段明確各專業(yè)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(xiàn)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(jiān)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(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)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(tài)。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(fā)現(xiàn)問題并實施排查，避免火災的發(fā)生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務，提升了服務質量，對用戶的長遠發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數據通過每個節(jié)點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監(jiān)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(tǒng)一的監(jiān)控和管理。
具體功能如下：
（1）安全用電監(jiān)管服務系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、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(jiān)管服務系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實時監(jiān)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(xiàn)場服務次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規(guī)巡檢及產品維護等數據，監(jiān)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(tǒng)計和分析評估，并隨時展示電氣安全運行分析報告。
（5）監(jiān)控探測終端產品滿足國家法律法規(guī)和有關技術標準（GB14287.2《剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》）的要求，并通過國家消防產品質量監(jiān)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(jiān)管系統(tǒng)平臺。
6.2產品選型
6.2.1漏電火災監(jiān)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(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時預警，提醒用戶處理，防止電弧導致的火災的發(fā)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(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時預警和產生滅弧效果，防止電弧導致的火災的發(fā)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(jiān)測用電線路電流，當線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內實現(xiàn)快速限流保護，并發(fā)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(xù)時間超過動作時間（3…60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)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(fā)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(fā)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(jiān)測功能。當被監(jiān)測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。
漏電流監(jiān)測功能。當被監(jiān)測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發(fā)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1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)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(fā)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(jiān)控基準，可以用來監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)生的概率。
參考文獻
[1]GB 50157-2013.地鐵設計規(guī)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(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的應用.
[3]安科瑞安全用電管理云平臺手冊.2020.02版.
作者簡介：趙娜，女，現(xiàn)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(fā)與應用。
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