陈秋原
（成都地铁运营有限公司 四川成都 610081）
摘要：电气火灾的发生率居高不下，其中相当比例是低压供电系统短路、过载、漏电、接触不良等故障造成。电气火灾监控系统是预防电气火灾的一种有效措施，近年来其相关技术快速发展。地铁低压供电系统各种动力照明负荷情况复杂，末端线路数量多，容易出现故障隐患且不易检查。地铁低压供电系统中配置电气火灾监控系统也成为重要趋势。
关键词 电气火灾监控系统；地铁低压供电系统
1.电气火灾监控系统的重要性及原理简介
根据一些统计数据，电气火灾一直在我国火灾总数中占相当大的比例，造成的损失也高于其他各种类型火灾。2013年莫斯科地铁发生火灾，数千名乘客被疏散，据查事故原因为供电线路因短路而突然着火。电气火灾的着火位置大致可包括用电设备、电气线路、供电设备等，发生在电气线路上的电气火灾一般较为常见，其中大部分为低压线路。
地铁低压供电系统承担着提供动力照明电源的重要作用，具有末端供电回路数量多、电缆敷设方式复杂、用电设备情况多样等特点，容易出现各种故障隐患，且很多不易发现，在检查时也存在难度。
虽然从低压配电柜到动力照明配电箱内的各级开关均有保护功能，大多数情况下能切除因短路、过载、电动机缺相等引起的过电流故障，但由于保护定值设定或动作灵敏性等原因，仍存在故障风险。末端配电箱的馈线开关一般带漏电保护器，但设计为防止人身触电而不是专门预防电气火灾；为减少接地故障引起的电气火灾，进线开关配置漏电保护器，且按照《GB 50054-2011 低压配电设计规范》设置的动作电流不小于300mA，又往往不能对一般的漏电故障进行切除。普通漏电保护器只在超过预先设定的动作值时发出报警信号或使开关跳闸，并不能实时监测漏电流的大小并上传到远控平台上，使值班人员及时发现故障隐患。接触不良也是电气火灾的一个重要成因，由于施工质量缺陷，电气设备运行时机械振动，电流冲击等各种原因造成的端子接线松动，从而使电气连接局部发热，形成火灾隐患。地铁低压供电系统中各种电气连接数量较多且情况复杂，紧固接线端子作为日常检修工作中的重要内容，一般工作量巨大，且由于存在检修周期，往往一些端子接线松动的情况不能及时发现和处理。
电气火灾监控系统对预防电气火灾颇有效果，按照《GB 14287.1-2014 电气火灾监控系统》的相关规定，电气火灾监控系统由监控设备（包括计算机、通讯设备、信号处理设备等）和电气火灾探测器组成。探测器可以对漏电流、异常温度、电弧等典型参数进行监测，超过预先的设定值时，电气火灾监控设备可以及时发出报警信号、控制命令，并且能指示出故障隐患点的位置，使值班人员能及时获取信息并采取措施，及时处理故障，因此在控制电气火灾的发生率上具有很重要的作用。根据《GB 14287.1-2014 电气火灾监控系统》的相关规定，剩余电流式探测器在20mA-1000mA之间范围应发出报警信号，报警时间应在30s内，若探测器带控制输出，也应在3s内动作。测温式探测器应在55℃-140℃之间范围内发出报警信号，应在40s内做出反应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电气设备或线路在绝缘降低、连接松动、过压过流超过绝缘材料耐受值时，可能发生空气击穿的放电现象，产生故障电弧，往往成为电气火灾隐患，故障电弧探测器应在30s内探知该类故障并发出报警信号。可见电气火灾监控系统能对电气设备或线路的短路、过载、漏电、接触不良等故障进行有效监测和报警，而这些故障往往涵盖了电气火灾着火原因的大多数情况。
2.某地铁低压供电系统应用电气火灾监控系统实例
目前市场上电气火灾监控系统的生产厂家如雨后春笋，各种型号的产品也丰富多样。完整的系统通常包括监控主机、监控软件、通讯设备、信号处理模块、探测器等部分。电气火灾监控系统在全国各城市的地铁线路中应用并未普及，只有部分地铁配置有该系统。其中成都地铁1号线在车辆段的低压供电系统中应用了施耐德万高的WEFP电气火灾监控系统。
WEFPT电气火灾监控探测器是WEFP系统的重要组成部分，其中分离式以剩余电流探测为主，温升探测也可作为附加功能，通常能对漏电、短路、过载等引发电气火灾的故障隐患进行有效监测和报警。按照《GB 14287.1-2014 电气火灾监控系统》的相关规定，探测器一般监测漏电流、异常温度和电弧等典型参数，其中以监测漏电流的探测器最为常用。因绝缘破损，环境潮湿等因素造成的漏电现象，往往成为火灾隐患。剩余电流式探测器和漏电保护器的信号采集部分原理类似，通过电流互感器采集到故障信号，通过和预先设定值进行比较而发出报警或动作指令。电气设备或线路的短路或过载故障，都会引起异常的温升，超过一定范围将会引起电气火灾。测温式探测器通过温度传感器采集被检测部位的异常温升，超过预先设定值时及时发出信号。
WEFPS监控主机能对各路监测数据进行集中管理和控制，能连接256路以上的探测器。采用Windows CE操作系统，人机界面友好，能直接在触摸屏上操作，远程对探测器的动作范围进行设置。监控软件上能设置账号管理权限，主界面上能直观显示故障报警信息，也能对历史报警信息进行查询。
电气火灾监控系统的重要性日益彰显，各种国产化产品层出不穷，例如成都地铁4号线车辆段低压供电系统中应用的“小武松”品牌电气火灾监控系统，其原理类似万高的WEFP系统，主要由主机和探测器组成，甚至在监控软件上实现了能远程控制探测器的功能，值班人员在主机上可对探测器复位或脱扣操作。
电气火灾监控系统和一般意义上的火灾自动报警系统相比较而言相对独立，虽然它也在某种意义上属于火灾自动报警系统的特殊部分，从结构上来看，都由探测器、信号处理设备、通讯设备、主机等部分组成，控制原理也类似，只是在末端的探测器种类上，电气火灾监控系统针对电气故障，常用电流互感器和温度传感器，而一般火灾自动报警系统的探测器则多种多样。根据《GB 50116-2013 火灾自动报警系统设计规范》，如果有消防控制室时，电气火灾报警系统的信息可集成在火灾自动报警的监控界面上，但应相对独立，能够区分；没有消防控制室时，电气火灾监控系统的主机放置的地点应有人员值班。一般火灾报警系统能实现联动供电网络，例如应急情况下发出动作信号使低压配电柜内三级负荷总开关跳闸，但电气火灾监控系统不联动供电网络，应急情况下只能对被保护范围内的供电回路实施动作。
地铁电气火灾的严重后果使运营方越来越重视相关预防措施的实施。成都地铁尚在设计阶段的6号线将加入电气火灾监控系统。由于既有线正线的各车站和区间的低压供电系统并未设置电气火灾监控系统，运营方将通过第三方检测机构对末端低压供电线路进行检测，减少电气火灾隐患。
电气火灾的高发率也促使相关规范标准相继更新，对电气火灾监控系统的设置做出更明确的要求。四川省在2012年出台新版的地方规范《DB51/T 1418-2002 电气火灾监控系统设计、施工及验收规范》，对电气火灾监控系统的设置、设计、安装、验收及维护均作了详细的要求。其中对设置场所要求为“GB50016中规定保护对象为一级、二级及特级的场所”，而《GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范》在2013年做了更新，在“火灾探测器的具体设置部位”内容中将原先的一级、二级及特级不做区分，而其中第18项即为“地下铁道的地铁站厅、行人通道和设备间，列车车厢”。虽然四川省的该规范只是推荐性标准，但在地铁线路设置电气火灾监控系统已成了越来越重要的趋势。
参考文献：
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[4]刘丽萍.电气火灾监测系统在地铁车站应用的研究[J]
[5]邸曼.电气火灾分析与防治策略的研究[J]
论文作者:陈秋原
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：火灾论文; 电气论文; 监控系统论文; 探测器论文; 故障论文; 供电系统论文; 低压论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;