重庆地铁五号线幸福广场站消防弱电系统感应电问题分析

王瑜琳 徐晓灵 朱起源

摘要：本文通过对重庆地铁五号线幸福广场站消防控制中心全功能测试过程中，发现消防联动柜风阀存在感应电，导致电路板被击穿的问题进行分析。在有效解决问题的同时，为今后类似问题的排查和处理提供参考。

关键词：消防；全功能测试；感应电；击穿

重庆轨道交通五号线一期工程（园博中心站～跳蹬站）[以下简称：“五号线一期”]，线路长39.76km，设车站25座，全线设中梁山车辆段、大竹林停车场各一座；控制中心设于大竹林停车场南侧。全线分为南、北两段，其中北段为园博中心站至大石坝站，共10座地下站，运营里程约17km。

五号线一期北段的整个调试过程涉及单机单系统调试、接口调试、全功能测试以及联合调试。其中全功能测试是以综合监控（ISCS）为主的功能验证测试项目，是城市轨道交通工程调试中的关键环节之一，是对前期机电设备安装、单系统调试、接口调试的检验，同时也为后期顺利进行综合大联调提供有力保障。在此次对五号线一期北段各个站点的全功能測试中，发现幸福广场站消防控制中心某一消防联动柜风阀存在感应电。为了能够及时的解决问题，避免消防联动柜电路板再次出现击穿现象，联调联试项目部紧急召集产品供应商、监理、施工单位以及业主等相关的技术人员，针对此问题召开专题分析会议。

1感应电产生原因分析

相对于弱电系统而言，感应电具有电压高、电流小、能量弱等特点，常见于导电设备外部所带的电，其实质是通过一定的方法，改变空间中静电荷的分布，来影响相关设备的正常工作。[1]针对此次幸福广场站全功能测试过程中出现的感应电问题，笔者搜集以往类似的工程项目资料，[2]并结合专题分析会议中相关工作人员反馈的意见和建议，将感应电产生的原因总结如下：

（1）接线问题：工作人员疏忽，导致接线错误，意外引入强电（220V）电压。

（2）环境因素：一方面城市轨道交通大多为地下工程，因此相关控制设备只能安装于地下室，加之重庆市年平均相对湿度多在70%80%，在全国属高湿区，因此地下室长期处于潮湿状态，墙面有结露，地面有积水，使得设备受潮。另一方面城市轨道交通工程庞大，工期紧迫，配电箱的安装若是遇上三、四月份的梅雨季节，受潮将更加严重。[3]

（3）强弱电线敷设不达标：电气规范规定强、弱电线要分开走线，而且中间要留有间距。但是在实际的工程施工中，部分施工人员可能为了方便省事而将强、弱电线敷设在同一条线槽或线管当中。强、弱电混合布线，相互干扰，使得电势窜入其中产生感应电。

（4）隔离措施是否达标：电气规范指出，强、弱电可共用一个电气竖井，但强、弱电线路应分别布置在竖井两侧或采取隔离措施。同样在城市轨道交通工程建设中，对于消防控制中心的消防联动柜内同时存在强、弱电线的情况下，应严格按照电气规范的要求，将强、弱电线分别布置在消防联动柜的两侧或采取相应的隔离措施，否则强、弱电互相干扰，将产生感应电。这也就意味着控制电路中微机控制板的工作，会因强电的干扰而变得不稳定，使得整个消防控制系统的工作稳定性得不到保障。

2查找感应电来源

根据上文总结的感应电产生原因，联调联试项目部召集各方工作人员在第一时间对五号线一期幸福广场站控制中心的消防联动柜进行相关测试，进一步查清感应电的来源，并及时提出行之有效的整改方案，确保五号线一期联调联试工作的顺利推进。

在进行各项测试之前，首先要保证系统接线的正确性，避免因接线问题导致参数测试不达标。鉴于此次是在消防联动柜风阀处产生的感应电，因此摸清风阀的信号是如何送到火灾自动报警系统（FAS）模块箱至关重要。

根据此次联调工作安排，各功能模块之间信号的连接是由不同的标段负责，主要包括：风阀、风阀就地控制箱、继电器、环控电控柜及FAS模块箱。经各标段共同确认，系统各模块间未出现接线错误的情况。

其次鉴于空气温湿度会影响电气设备性能，主要体现在湿度过高，会降低电气设备的绝缘强度，因此联调项目部连续几天对地下室的温湿度进行监测，监测结果均未超过电气设备正常工作所允许的范围。

最后我们按功能模块对消防联动柜进行综合测试，进一步查找产生感应电的故障点。整个测试流程如下所述：

图1测试流程

（1）解除就地控制箱到环控电柜控电缆，用万用表单独测试就地控制箱“关到位信号”端子，测得交流感应电压为17V左右。

（2）解除就地控制箱“关到位信号”端子到就地控制箱继电器电缆，使本段控制电缆悬空，用万用表测得两端悬空的“关到位信号”控制电缆的感应电压为17V左右，继电器端子对地的感应电压为4V左右。

（3）拆除就地控制箱电缆线槽，发现风阀“关到位信号”电缆杂乱的摆放在线槽中，如图2所示。将“关到位信号”电缆单独清理出来，一端接到继电器上，一端接到接线端子上，再次用万用表进行测试，此时测得感应电为7V左右（出自继电器端子感应电与周围环境感应电的叠加，感应电压在允许范围内），相比之前的测试值减少了10V左右。

（4）拆除环控电控柜端子到风阀就地控制箱的电缆，使得环控电控柜到风阀就地控制箱的“关到位信号”电缆悬空，测得一根“关到位信号”电缆感应电为32V左右，另一根“关到位信号”电缆感应电为3V左右（在允许范围内）。环控电控柜的接线如图3所示（图中黄色电缆为“关到位信号”电缆）。

图2就地控制箱电缆接线图图3环控电控柜电缆接线图

（5）拆除环控电控柜到FAS模块箱的控制电缆，使得风阀“关到位信号”控制电缆悬空，测得“关到为信号”控制电缆感应电压4V左右（在允许范围内）。

经过多方面的测试、排查，初步断定幸福广场站消防联动柜发生感应电的原因主要是：①风阀就地控制箱中，信号电缆与电源线共线槽且摆放杂乱；②5301标段负责的控制电缆中存在220V电压等级的电缆与控制信号电缆在同一电缆的不同芯中，使得控制电缆的屏蔽层失去屏蔽效果。

3感应电整改措施

针对此次幸福广场站消防联动柜发生感应电的的事件，联调联试项目部协调各单位进行如下整改：

（1）针对信号电缆与电源线共线槽且摆放杂乱问题，责令风阀就地控制箱内左侧整齐摆放带220V电源或信号电缆，右侧整齐摆放无电信号电缆，如图4所示。

图4就地控制箱整改示意

（2）针对5301标段的电源、控制信号共电缆问题，责令5301标段协调相关单位按以下两个方向进行整改：①=1＼*GB3将控制电缆中有220V電压的电缆芯与无电的信号电缆芯分开并用不同的电缆进行敷设。②=2＼*GB3若现场已不具备采用不同的电缆进行敷设的条件，考虑到多芯电缆的摆放位置会直接影响感应电的大小，而在控制电缆中有部分备用芯是没有感应电的，当内部磁场处于基本稳定的状态时，几乎不会发生无感应电的备用芯再次出现感应电的现象，因此可以选用控制电缆中无感应电的备用芯作为信号电缆接入FAS模块箱。

此次幸福广场站的感应电事件虽然在各单位的配合下得到了初步的解决，但相应的处理措施可能并不能彻底的杜绝再次发生类似问题，因此我们总结出以下的预防措施，为后期轨道交通建设中避免该类事件的发生提供参考。

（1）对地下电气设备的安装应尽量避免在梅雨季节施工，针对重庆地区的气候特性，在不可避免的高湿气候条件下，应严格把关室内电气设备间的通风排气设施，确保温湿度满足相关电气设备正常运转所允许的范围。

（2）在施工过程中，应严格参照电气规范的相关要求，规范施工方的施工流程，避免强、弱电混合布线的情况发生。

（3）在选购设备方面，应严格参照电气规范对设备供应方提出相关的技术要求，选择技术达标且信誉好的单位开展合作。

（4）在设备安装过程中，要确保安装工人具备相应的识图能力，能够准确无误的完成相关设备的连接。

（5）强、弱电线要分开走线，且要留有足够的安全间距，同一设备箱内的强、弱电线应分别结束并分开排列。

（6）对于设备的控制信号电缆应采用屏蔽电缆，防止控制信号收到干扰而造成设备不稳定。[4]

（7）后期维护过程中，设备的清洁与防潮工作必不可少。

4总结

本文以重庆地铁五号线全功能测试过程中某一站点发生的感应电事件为例，详细分析了此次事件的处理流程，同时针对以后的过程建设中类似问题的发生提出了相应的预防措施，具有一定的参考和借鉴价值。

参考文献：

[1]张仁金，张桂木.一起输电线路停电检修中“感应电”产生原因分析及防范措施探讨[J].装备制造技术，2013（10）：250251.

[2]叶嘉良.消防弱电系统漏电及感应电势对弱电设备的干扰和损害[J].城市建设理论研究：电子版，2012（9）.

[3]王平.温湿度对井下电气设备影响性分析[J].能源与节能，2017（3）：6970.

[4]李军.控制电缆感应电的产生原理及其故障排除[J].山西电力，2015（5）：4850.

基金项目：重庆市高等职业院校专业能力建设（骨干专业）城市轨道交通机电技术专业项目