摘要：随着时代的发展需要，城市轨道交通已经成为了很多城市人的主要交通出行方式，因此城市轨道交通的安全性、稳定性越来越受到人们的关注。电气火灾成为城市轨道交通最易出现的灾害之一，“电老虎”就是人们对于电气危害的一个形象的称呼。近年来电气火灾监测系统逐渐走进城市轨道交通运营中，下面我从电气火灾产生的原因进行了简要的分析，重点介绍了电气火灾监测系统在地铁中的应用及常见故障处理。
关键词：电气火灾监测系统；应用；故障处理
根据国家安全事故通报统计，全国每年都发生多起电气火灾事故，给国家、人民生命财产造成重大损失。近年来，随着电气产品种类及使用量的日益增多，全国发生的电气故障引发的火灾（电气火灾）在火灾事故总数中所占比例也越来越高，全国发生的电气火灾已占各类火灾事故的41%以上，电气火灾在城市火灾事故中已列入火灾成因的首位。
因此，地铁工程项目作为一级保护对象。根据规范（ 如：GB 50490-2009《城市轨道交通技术规范》、GB50157-2013《地铁设计规范》、GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》、GB16806-2006《消防联动控制系统》）要求，对于一级保护对象的电气设施，电气火灾预警监测系统应能对电气设备接头过热、供电线路漏电所引起的火灾进行实时、全面的检测，确保电气设备正常有序地运行，避免或降低灾害情况下造成的人员和财产损失
1.在城市轨道交通中电气火灾发生的原因
（1）短路：由于设备的安装或长期维护不当，造成线路短接导致电流急剧增加。电气短路发生时电流比正常工作电流大数十倍，甚至上百倍，从而产生大量的热量使电气设备的温度迅速上升，当温度达到设备外层绝缘材料的燃点时就会导致燃烧。
（2）过载：电气设备由于自身设计或人为原因导致过载运行时，若保护装置不能及时动作切断电源，此过载状态下长期运行引起电气设备过度发热加速绝缘老化，当温度达到绝缘材料的易燃温度时引起火灾。
（3）维护不当：由于日常检修维护不当，造成设备长期带病运行，容易造成事故。
（4）环境因素：由于地铁一般建设在地下，容易出现设备房结构性漏水或潮湿等情况，而带电设备在此环境中运行，容易受水的影响造成短路，引起火灾。
2.电气火灾监测系统的组成
以东莞市轨道交通使用的电气火灾监测系统为例，电气火灾监测系统是由：电气火灾监测系统主机、数据集中器、剩余电流式电气火灾探测器、测温式电气火灾探测器等组成。其中测温式电气火灾探测器由数据接收、发送模块和测温探头组成；剩余电流式电气火灾探测器由数据接收、发送模块和剩余电流互感器组成。剩余电流互感器安装在线路中，使线路穿过互感器，对剩余电流的监测；测温探头安装在用电设备末端或配电箱柜的馈出铜排上。
3.电气火灾监测系统的工作原理
电气火灾监测系统是通过测温式电气火灾探测器、剩余电流式电气火灾 探测器将其探测的温度信号、剩余电流信息以无线方式传输给数据集中接收器，数据集中接收器将处理后的信号经过数据传输总线（RS485）上传到监控主机；监控主机实现对其各种信号的处理、报警、控制、显示、统计、管理、通信等功能，并将数据信息、报警信息等通过RJ45接口上传到综合监控系统（ISCS）。
测温式电气火灾探测器的工作原理：在设备较易发生过载或短路而造成温度升高的部位，安装测温探头（热敏元器件），把温度信号转换为电信号传送给测温式电气火灾探测器，测温式电气火灾探测器通过预设算法，把所得的温度数据传送到数据集中器反馈至电气火灾监测系统主机。
剩余电流式火灾探测器的工作原理：剩余电流互感器把三相五线制中的A、B、C 三相以及工作地线N套入其中，按照低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和为零的原则，对设备三相进行监测，并把所得的数据传送到数据集中器反馈至电气火灾监测系统主机。（如图1）
（图1）
4.城市轨道交通中电气火灾监测系统的具体应用
城市轨道交通大多都建设于地下，具有空间狭小、不透光、不通风等特点，与此同时由于地铁的便捷性，会造成地铁中经常人员密集，因此，地铁的运营对于电的需求非常的大，造成地铁站内和地铁电客车上电气设备无处不在、复杂多样、用电负荷大、电气设备种类繁多的特点。
在东莞地铁的设计中每个车站均设有一套电气火灾监测系统，电气火灾监测主机设立在综合监控设备室内，方便人员观察数据变化并设定一级预警、二级报警伴随声光提示人员。电气火灾监测系统主要是预防作用，因此探测器的设定位置一般在无人员值班、较隐蔽、较难观察的地方，如：0.4KV开关柜室供电回路上、环控电控室供电回路、控制回路等，对设备和线路的正常泄漏电变化的电流进行监测，以便及时将隐患消除。此外，虽然电气火灾监测系统的主要功能是预防，但是不需要将其设置在所有配电箱中，因为设置的设备级数越多并不是其监测得越精准，在严格按照规范要求下设置监测点，对于保护作用更加显著。
5.常见故障分析及处理
（1）电气火灾监测系统主机电源故障：
A：主电故障：主电监测灯不亮时代表主电无输入，此时应首先查看市电输入是否正常，查看上级配电箱中，向电气火灾监测系统主机供电端子是否有电压输出、接线端是否松脱。如发现上述情况均为正常，可检查市电保险是否被烧坏。
B：备电无法正常工作：首先应检查两组蓄电池串联后的电压是否过低（不应少于21V），后续可断开备电电源，使用内阻测试仪检查蓄电池是否已损坏或亏电，如发现蓄电池内阻过大，应及时联系厂家更换电池；如蓄电池正常，应检查备电输出接口是否有松脱、锈蚀，线路是否有破皮等现象影响备电输出。
（2）剩余电流过大回路分析及处理：
由于东莞地铁使用的剩余电流互感器在安装时必须把三相五线制中的A、B、C、N4
同时穿过剩余电流互感器，PE线不能穿入其中且与PE线不相接（TN-S系统），才能监测准备剩余电流数据。因此如发现某回路中剩余电流过大，应从以下方面去检查：
接线错误：回路中剩余电流互感器下方出现PE线与N线相连接的情况（非TN-S系统）；回路中剩余电流互感器下方出现N线与其他回路N线相连接的情况；回路中剩余电流互感器下方出现N线与其他回路PE线相连接的情况。凡出现上述情况，剩余电流会根据负载设备开启、关闭变化非常大，基本大于国标规定量程。
回路负载是否应有较大的剩余电流：咨询负载设备厂家，详细了解负载设备存在较大剩余电流是否属于正常情况。
（3）屏幕不能正常操作：
东莞地铁使用的电气火灾系统是触摸屏形式，因此对屏幕正常显示有很高要求。在日常使用中时有出现屏幕黑屏、花屏或无法点控的情况，解决的方法是：显示屏出现黑屏、白屏或花屏检查LCD显示屏线连接是否松动，检查电气火灾监测系统主机电压是否正常，DC/DC电源模块输入输出是否正常（有两个DC/DC模块电源，分别为24V转5V，24V转12V）；触摸屏不能正常操作，若触摸屏触摸没有反应，电气火灾监测系统主机在通电状态下，查看触摸屏四线上所带板件Touch Screen Contruller上的绿色贴片LED灯是否闪，若不闪，需要查看通讯线及其他接口是否脱落，若线路都没有问题，则需要重装触摸屏操作软件或更换Touch Screen Contruller板件。
此外，由于电气火灾监测主机需要24小时不间断运行，对主机硬件损害十分大，容易造成需要更换板件甚至整机更换。因此在电气火灾监测主机维护的过程中，应定期为主机软件做好备份，用于应对整机更换故障。
结语：随着国家、人民的预防灾害意识越来越高，对于城市轨道交通一直提倡快捷、舒适、安全的企业来说，更加需要提高防灾意识。城市轨道交通车站内系统结构繁杂、节点分散，设备故障又大多属于内部故障，不易察觉，即使发现故障隐患，排查的工作量也是非常大。因此针对电气火灾的预防和消除，电气火灾监测系统是非常必要的。
参考文献
[1]电气火灾监控系统在某地铁线路上设计与应用_安科瑞
[2]电气火灾报警在地铁中运用_代磊
[3]广州市天赋人才光电有限公司设备资料
论文作者:谭汶杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/4
标签：火灾论文; 电气论文; 监测系统论文; 测温论文; 剩余论文; 电流论文; 回路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;