地铁中电气火灾监控系统的“误警”分析

摘要：为有效防止地铁车站发生电气火灾，目前国内很多城市的地铁项目都设置了电气火灾监控系统。然而在电气火灾监控系统安装调试阶段，均出现了大范围的电气火灾监控回路报警，属于非正常状况，被视为“误警”现象。为此，介绍了电气火灾监控系统的组成与工作原理，以某地铁车站的电气火灾监控系统为例，分析了产生“误警”的原由，并提出了减少“误警”现象的措施。

关键词：地铁;电气火灾监控系统;“误警”

0 引言

近年来电气火灾事故在火灾事故中占比居高不下，电气火灾已经成为影响人们生命、财产安全的重要风险因素。地铁已经成为城市生活中常用的交通工具，地铁车站内用电设备种类繁多，电气线路密集，一旦发生电气火灾事故将造成不可估量的影响及损失。电气火灾主要由电气线路发生故障所引起，或因电气设备故障而造成火灾事故。引发电气火灾的原因主要有漏电、短路及过载3种。为了有效防止地铁车站发生电气火灾，保障公众安全，目前国内很多城市的地铁项目都设置了电气火灾监控系统。但是，很多项目在电气火灾监控系统安装调试阶段，均出现了大范围的电气火灾监控回路报警，这属于非正常状况，被视为“误警”现象。

1 电气火灾监控系统组成与工作原理

1.1    系统组成

当被保护电气线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统称为电气火灾监控系统，系统由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测器和总线组成。电气火灾监控探测器根据其探测的参数种类，分为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、故障电弧探测器3种。

1.2    系统工作原理

剩余电流式火灾探测器通过电流互感器监测被保护线路中L1、L2、L3、N线的电流矢量和，即剩余电流值，其工作原理如图1所示。若电气系统无任何泄漏电流，其流入及流出的电流矢量和为0，也就是无剩余电流;一旦剩余电流不为0，说明系统中产生了泄漏电流，当剩余电流达到报警设定值时，剩余电流式火灾探测器会发出报警信号。报警值应设定在20～1 000 mA。

测温式电气火灾监控探测器探测被保护线路中被监视部位的温度。被保护线路正常运行时，被监视部位正常发热;若被保护线路出现短路或接地故障时，线路中故障电流使被监视部位异常升温，当温度达到报警设定值时，测温式电气火灾监控探测器发出报警信号。报警温度值应设定在45～140 ℃。

故障电弧探测器探测被保护电气线路中产生的故障电弧，当被探测线路在1 s内发生14个及以上半周期的故障电弧时发出报警信号。

电气火灾监控设备接收来自电气火灾监控探测器的报警信号，发出声、光报警信号和控制信号，指示报警部位，记录、保存并传送报警信息。

2 地铁车站电气火灾监控系统典型设置方案

地铁车站电气火灾监控系统一般为剩余电流式监控系统或剩余电流式、测温式混合型监控系统。本文以某地铁车站的剩余电流式、测温式混合型电气火灾监控系统为例进行分析。监控主机设置在车控室，变电所低压开关柜内至环控电控室的馈线回路断路器开关侧设测温式探测器，其他非消防设备馈线回路出线端设剩余电流式电气火灾监控探测器。电气火灾监控主机设置以太网接口分别接入车站冗余局域网，向综合监控系统发送电气火灾报警、设备运行状态、故障报警及运营维护统计信息，同时通过硬线接口将重要的设备火灾报警信号传送给FAS系统监视模块，通过FAS系统火灾自动报警控制器联动专用消防设备，典型的地铁车站电气火灾监控系统组成如图2所示。

3  “误警”原由分类

以西安地铁某站为例，全站电气火灾监控系统共在变电所低压开关柜内设置剩余电流传感器107个，温度传感器18個，调试阶段的“误警”情况统计如表1所示。

由表1可知，调试时报警回路共有25个，均为剩余电流传感器回路报警，温度传感器回路未出现报警问题。剩余电流传感器回路报警回路数占设置剩余电流传感器回路数量的23.4%，“误警”现象严重，根据现场梳理分析，“误警”原由主要有以下几类：

3.1    施工时N线、PE线混接

N线、PE线混接主要是施工不当造成的，在用电设备末端接线时，线路的PE线接在了设备的N线端子，电流通过PE线分流，产生剩余电流。公共区紧邻灯具由不同回路配电时，灯具的L线与N线接线端子错接在不同回路中，从而产生剩余电流。N线、PE线混接从而引发电气火灾监控探测器报警。

3.2    电气设备双路电源共N线母排

（1）双电源配电箱中主用电源与备用电源共用N排，导致部分N线电流与L线电流流经不同电源回路，引起主用电源及备用电源回路监控探测器报警。

（2）用电设备主用电源与备用电源共用N排，如信号系统自带电源屏2路输入电同时供电，在屏内进行1、2路自动切换，内部N线上不设置断路器、接触器，故内部2路输入电N线接在一起共用，如图3所示，引起主用电源及备用电源回路监控探测器报警。

3.3    电气设备自然泄漏电流大

弱电系统自带UPS、变电所交直流屏中装有大量电容、变频设备，故弱电配电回路具有较大的自然泄漏电流，引发电气火灾监控探测器报警。

3.4    电气设备、线路绝缘损坏

电气设备、线路绝缘损坏主要是由于施工不当造成，产生漏电流，从而引起电气火灾监控探测器报警。

4 减少“误警”现象的措施

针对电气火灾监控系统以上的“误警”原由，主要可从以下几个方面采取措施降低“误警”率。

4.1    确定合理的电气火灾监控系统方案

针对不同的被保護回路，选择适合的电气火灾监控系统探测器类型，确定合理的报警设定值，可从源头消除部分“误警”现象。被保护回路可分为以下几类：

4.1.1    自然泄漏电流小的被保护回路

对于自然泄漏电流小的被保护回路，设置剩余电流式火灾探测器，设置500～1 000 mA定值报警即可。

4.1.2    自然泄漏电流大且可取得自然泄漏电流允许值的弱电系统自带UPS等被保护回路

对于自然泄漏电流大的弱电系统自带UPS等被保护回路，设备厂家能提供产品制造标准中关于设备自然泄漏电流的允许值时，可设置剩余电流式火灾探测器，采用差值报警。

4.1.3    自然泄漏电流大且不便于取得自然泄漏电流允许值的被保护回路

例如通风空调电控柜为大量风机、风阀集中配电，变电所低压柜内至通风空调电控室的馈线回路自然泄漏电流较大，且其自然泄漏电流值不便于取得。对于这种自然泄漏电流大且不便于取得自然泄漏电流允许值的被保护回路，建议采用测温式电气火灾监控探测器。

4.2    杜绝电气设备双电源共N线母排

要杜绝电气设备双电源共N线母排问题，建议电气设备招标时强调双电源不可共N线母排，并在电气设备进场时做好检查。

4.3    规范施工，提高施工质量

施工时N线与PE线混接、设备线路绝缘损坏也是电气火灾监控系统出现“误警”现象的主要原因。因此，规范施工，避免出现N线与PE线混接、设备线路绝缘损坏的问题，提高施工质量，是降低“误警”率的重要措施。

5 结语

随着城市地铁建设的不断发展，为有效防止发生电气火灾事故，电气火灾监控系统在地铁项目中的应用越来越广泛。电气火灾监控系统调试阶段出现的“误警”现象值得关注，要解决“误警”问题，要从设计源头上杜绝可能产生“误警”的隐患，要加强现场施工管理，对相关电气设备制造提出具体要求。

[参考文献]

[1] 鲍红兵.电气火灾监控系统在地铁中的应用及分析[J].科技风，2020（5）：111.

[2] 宋晓鹏.电气火灾监控系统在地铁中的应用分析[J].自动化与仪器仪表，2017（3）：208-210.

[3] 田杨.电气火灾监控系统在地铁中的运用探讨[J].科技创新导报，2018（3）：5-6.

收稿日期：2020-04-01

作者简介：郭婧娇（1985—），女，四川南充人，工程师，从事电力设计工作。