周宁 翟学斌 雷强
中建安装集团有限公司 陕西省西安市 710000
摘 要: 地铁电气火灾监控系统，可以预防电气设备因为设备过热或者是剩余电流所可能引发的火灾，是为了保护设备及乘客的安全，所以电气火灾监控系统被应用于地铁中。在地铁的电气设备中，为了对设备的质量、安装工艺以及意外事故的发生进行长期实时的检测，故设置了专用的电气监控系统。此系统一般不用于电力设备的联动跳闸，而仅仅是作为报警的功能，相较于传统火灾自动报警系统是不一样的。文章从地铁火灾的现状出发，对电气火灾发生的原因进行了分析，从而阐述了电气火灾监控系统在地铁中的应用原理及系统组成，明确了电气火灾监控系统在地铁中应用的重要性，进一步探讨了电气火灾监控系统的应用前景。
关键词: 地铁; 电气火灾; 监控系统
一、电气火灾监控系统的设备组成及其作用
国家颁布实施的GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》新增了电气火灾监控系统内容，规定：地下公共建筑（含地铁）应设置电气火灾监控系统，且电气火灾监控系统由下列部分或全部监控装置组成：电气火灾监控设备（监控主机）、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器、线型感温火灾探测器。
（1）电气火灾监控设备（监控主机）的作用：实时接收来自线型光纤差定温火灾探测器、蓝牙测温式电气火灾探测器、剩余电流式电气火灾探测器发来的正常信息、故障信息、灾害信息，并对其进行快速处理和管理。
（2）剩余电流式电气火灾监控探测器的作用：从测量电线电缆的泄漏电流入手，以达到检测电线电缆中的火线、零线对地线的绝缘水平。
（3）测温式电气火灾监控探测器的作用：以探测电气设备接头异常发热为基本原则，设置在电容器接头、变压器接头、母线接头、开关触点等发热部位。以实现对电气设备安装工艺、产品质量等异常情况的长期监测。
（4）线型感温火灾探测器的作用：用于电缆桥架、电缆夹层等处线型电气设备绝缘击穿发热而引起的火灾报警。
二、地铁电气火灾产生原因
2.1电气设备短路
短路是由于部分绝缘层受到破坏而导致的，电气设备绝缘层一旦被破坏，线路间的电阻会迅速下降，进而导致电流急剧上升，这种情况下如果出现线路碰撞，会因为电流过大而出现火花，进而导致设备温度急剧上升，最终绝缘材料以及设备附近的可燃物体燃烧引起火灾事故。
2.2负荷过载
如果电气设备或者导线电流超出额定数值，则设备会出现过热现象， 一旦这种程度达到一定的温度就会引燃设备以及电流绝缘材料而导致火灾事故。
2.3接触不良
当导线和电气设备或导线之间连接出现问题，在过电流的时候极易产生过大的热量， 导线连接位置的温度会急剧上升，出现设备局部过热现象，温度的升高又会提高导线基础位置的电阻，长时间的过热会破坏绝缘层进而出现短路现象，最终引发火灾。
2.4静 电
导线中如果静电荷长时间的积累最终会形成高电位，并且在一定的条件下会击穿附近的空气介质， 从而产生火花和放电现象，在此过程中静电会转化成热能或者光能，如果周围存在有可燃物，产生的电火花就会引起火灾事故。
三、电气火灾监控系统设备
3.1剩余电流式电气监控设备
这种电气监控设备主要是按照基尔霍夫电流定律工作的，电气设备在检测剩余电流的过程中，中性线和三相导线统一穿过电流互感器，如果设备出现故障，电流会通过故障位置流进大地，这种情况下电流互感器电流矢量不为零，而留存的即为剩余电流，如果没有出现接地故障，则电流矢量都为零。剩余电流式电气火灾监控探测器对于安装位置也有具体的要求：
（1）密集母线回路位置，对于较长距离的电力输送，因为密集母线槽本身就是非标组装件，不论是绝缘材料，还是组装方式都不能严格的保证质量， 特别是对于接头位置的绝缘处理，所以通常情况下，密集母线槽故障问题都是由于接头位置绝缘不足而导致的，所以针对这种问题，再加上密集母线槽接头数量本身就较多， 所以可以借助剩余电流检测设备来实时的监测密集母线槽的绝缘情况；
（2）剩余电流检测设备通常是用来监控馈出电缆剩余电流情况，所以进线回路可以不安装，而母联回路通常是为了备用，所以也可以不安装；
（3）对于区间隧道水泵供电回路要多增设剩余电流检测设备，因为地铁隧道内水泵电缆长期处于通电状态，这些设备的安装环境相对较差，温度较高，并且还会受到外界物质的侵蚀， 所以时间一长绝缘水平下降很快， 极易产生绝缘受损现象，所以一定要注意这些位置设备的检测；
（4）地铁站台、站厅总照明回路，因为这些位置本身照明回路接头就较多， 如果安装过程出现疏忽很容易导致绝缘受损等事故，所以对于这些位置的剩余电流检测非常必要。
3.2剩余测温式电气设备
电气设备电阻值会随着温度的上升而增加， 而热电阻测温就是通过这个原理来进行的， 剩余测温需要利用测温传感器，而此设备通常都安装在电气系统容易发热的位置 ，例如开关触电、电缆接头等，可有效的检测设备过热现象。剩余测温式电气火灾监控设备通常要安装在开进开关以及底座插接触，并且多用于低压配电设备，一般要安装在低压配电室低压进线柜断路器接口位置、三级负荷总开关断路器接口位置、环空一级、二级负荷馈出回路断路器结构位置以及冷水机组回路断路器接口位置。 如果是环空电控室，通常要安装在进线柜断路器接口位置、三级负荷进线开关断路器接口位置以及隧道风机低速回路断路器位置。
3.3探测器
电气火灾监控系统中探测器检测设备有两种组网方式，即有线传输和无线传输，借助这两种组网方式可以对数据信号进行实时的收集和分类，只有将处理后的数据信息分别传输给对应设备中，例如报警设备、控制信号输出设备等，由此来实现对数据信息的集中监控，而数据信息集中监控设备由监控主机和不同的监控单元组成，监控单元适合小型的系统，监控主机数据处理功能非常强大，更适合大型的系统，通过不同的监控单元将多个探测器连接在一起，可以为各个地铁站点集中管理提供便利。地铁电气火灾监控系统中使用的探测器通常有分离式探测器和组合式探测器。 所谓分离式探测器就是将火灾监控设备和探测器进行分离设置： ①由火灾监控设备采集配电箱中导线电路剩余电流信号； ②利用内置单片机系统对信号进行分析； ③分析处理过的数据结果上传给监控设备做进一步的分析， 分离式探测器不会和电气设备电源控制开关或者配电系统串联， 它只是借助剩余电流互感器来对剩余电流信号进行收集和分析； 而组合型的探测器就是将监控设备和探测器组合配置，既能够监测到剩余电流信号，同时还可以有效地监测到系统非正常温度，通过对这些数据的收集和处理，将最终获取的结构以及参数设置显示在监控设备上， 这种探测器的监控操作过程以及设置环节都在系统末端进行， 所以相对于分离式探测器来讲操作更便捷。
结语：
总而言之，在地铁之中要高度重视电气火灾监控机制的实施，对周围可能出现的一切事物等进行详细分析，制定相对应机制，针对整个电气火灾监控系统设计、自身存在的特点、以及应用进行深入分析，使其可以在地铁之中充分发挥自身的价值和作用，推动整个地铁事业的发展。
参考文献：
[1]郭婧娇.地铁中电气火灾监控系统的“误警”分析[J].机电信息,2020(11):99-100.