晁偉

南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司 江蘇南京 210012

根據(jù)消防部門的統(tǒng)計(jì)，在全國各類火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)約占總數(shù)的35%，而地鐵作為電力驅(qū)動(dòng)的公共交通工具，屬于公眾聚集區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散困難，因此設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于地鐵火災(zāi)預(yù)防顯得十分必要。

正是由于電氣火災(zāi)的易發(fā)性，國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)的要求已日漸明確，GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，各種類型的影劇院、館所、倉庫、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學(xué)校等場(chǎng)所宜設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，城市軌道交通地下車站宜設(shè)置剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。目前，在全國各地城市軌道交通專家評(píng)審中，也都要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。而剩余電流式火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)的成熟產(chǎn)品，已逐漸被各城市地鐵采用。

1 剩余電流式火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理

剩余電流是指在無施加電壓的情況下，電氣中相互絕緣的金屬零件之間，或接地部件與帶電部件之間，通過其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流。

依據(jù)基爾霍夫電流定律（KirhhoffsCurrentLaw）進(jìn)行測(cè)量：在同一時(shí)刻，電路中流入和流出同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。以地鐵中常用的TN-S低壓配電接地系統(tǒng)為例進(jìn)行說明（詳見圖1）IL1+IL2+IL3+IN=0。

圖1 剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

在設(shè)備與線路無任何漏電的情況下，正方向進(jìn)入和負(fù)方向流出剩余電流互感器的電流矢量和為零。此時(shí)，剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0。當(dāng)某相發(fā)生接地故障時(shí)，其對(duì)地發(fā)生漏電，此時(shí)流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為零，此電流使剩余電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，繼而產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

1.2 剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由剩余電流檢測(cè)元件、現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備和集中監(jiān)測(cè)(控)設(shè)備等組成?，F(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備接收剩余電流檢測(cè)元件的信號(hào)，經(jīng)處理后與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦超出設(shè)定值則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，再經(jīng)集中監(jiān)測(cè)(控)設(shè)備進(jìn)一步識(shí)別、判定，當(dāng)確認(rèn)可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，點(diǎn)亮報(bào)警指示燈，發(fā)出報(bào)警音響，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示火災(zāi)報(bào)警等信息。值班人員則根據(jù)以上顯示的信息，迅速到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查處理。

2 剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

本文結(jié)合南京地鐵所用的剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用進(jìn)行說明。

2.1 探測(cè)器設(shè)置位置

地鐵車站內(nèi)主要考慮的保護(hù)對(duì)象是處在環(huán)境相對(duì)惡劣的中長距離纜線，以及節(jié)點(diǎn)較多且長期滿載運(yùn)行的配電箱。

（1）對(duì)于較長距離的電力輸送，其中的密集母線槽由于接頭位置絕緣不足可能出現(xiàn)問題，再加上密集母線槽接頭數(shù)量本身就較多，所以可以借助剩余電流檢測(cè)設(shè)備來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)密集母線槽的絕緣情況。

（2）變電所400V開關(guān)柜出線，由于剩余電流檢測(cè)設(shè)備通常是用來監(jiān)控出電纜剩余電流情況，所以進(jìn)線回路可以不安裝。

（3）區(qū)間隧道水泵供電回路，由于地鐵隧道內(nèi)水泵電纜長期處于通電狀態(tài)，這些設(shè)備的安裝環(huán)境相對(duì)較差，溫度較高，并且還會(huì)受到外界物質(zhì)的侵蝕，所以時(shí)間一長絕緣水平下降很快，極易產(chǎn)生絕緣受損現(xiàn)象，所以這些位置也應(yīng)設(shè)置探測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)[1]。

（4）地鐵站臺(tái)、站廳照明回路，由于照明回路接頭較多，如果安裝過程出現(xiàn)疏忽很容易導(dǎo)致絕緣受損等事故，所以對(duì)于這些位置的剩余電流檢測(cè)非常必要。

2.2 剩余電流報(bào)警參數(shù)設(shè)定

在GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確要求電氣火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警值宜設(shè)置在300-500mA，南京地鐵剩余電流報(bào)警值也嚴(yán)格按照規(guī)范建議設(shè)置。

（1）系統(tǒng)預(yù)警電流設(shè)置為300mA。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某回路的剩余電流值大于300mA時(shí)，系統(tǒng)處于預(yù)警狀態(tài)并記錄預(yù)警信息，預(yù)警指示燈閃爍，對(duì)應(yīng)的預(yù)警回路改變顏色，同時(shí)閃爍，直到故障解除，剩余電流小于300mA為止。

（2）系統(tǒng)報(bào)警電流設(shè)置為500mA。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某回路的剩余電流值大于500mA時(shí)，系統(tǒng)處于報(bào)警狀態(tài)并記錄報(bào)警信息，報(bào)警蜂鳴器響起，報(bào)警指示燈閃爍，對(duì)應(yīng)的報(bào)警回路改變顏色，同時(shí)閃爍。值班人員可手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警蜂鳴器，但只有當(dāng)檢修人員徹底解除故障，剩余電流小于300mA時(shí)，報(bào)警指示燈和報(bào)警回路閃爍才能停止。

（3）使用體驗(yàn)

由于線路用電設(shè)備負(fù)荷變化較大，接地系統(tǒng)腐蝕老化后也造成誤報(bào)率較高，目前也在根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)預(yù)警電流和報(bào)警電流值進(jìn)行調(diào)整，這還需要一個(gè)長期磨合的過程。

3 結(jié)語

通過對(duì)剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的使用，可以有效的監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備由于過熱、電弧或者漏電等誘因?qū)е碌幕馂?zāi)，對(duì)火災(zāi)起到預(yù)防的作用，一旦地鐵各系統(tǒng)有火災(zāi)傾向，預(yù)測(cè)系統(tǒng)會(huì)將預(yù)警信息及時(shí)做出反饋，使現(xiàn)場(chǎng)人員提高警惕，規(guī)避火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，雖然在目前的使用中，還存在一定的誤報(bào)現(xiàn)象，但隨著在地鐵行業(yè)的推廣和使用，我們相信假以時(shí)日，剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)警一定會(huì)更加準(zhǔn)確。