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軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實施及維護措施

更新時間:2024-05-29      點擊次數(shù):289

1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)概述

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、數(shù)據(jù)傳輸總線及系統(tǒng)軟件等組成。剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器通常設(shè)置400V低壓開關(guān)柜內(nèi)各分回路饋線側(cè)、大容量通風(fēng)空調(diào)設(shè)備分回路饋線側(cè)、照明配電箱總進線側(cè)EPS進線側(cè)等,用以監(jiān)視負(fù)載漏電情況。監(jiān)控探測器將探測到的剩余電流經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸總線RS485\CAN)上傳到位于照明配電及控制室的監(jiān)控主機;監(jiān)控主機實現(xiàn)對其各種信號的處理、報警、控制、顯示、統(tǒng)計、管理、通信等功能,并將數(shù)據(jù)信息、報警信息等通過繼電器端子FAS的輸入模塊連接,再通FAS系統(tǒng)形成環(huán)網(wǎng)。

img1 

1?電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)圖

2漏電故障檢查

1)漏電報警現(xiàn)象

沿線車1和車2曾出現(xiàn)FAS系統(tǒng)頻繁報警的情況FAS系統(tǒng)顯示報警信號由位于照明配電及控制室內(nèi)的電氣火災(zāi)監(jiān)控主機傳來。經(jīng)查閱電氣火災(zāi)監(jiān)控主機報警信息,是由400V饋線柜上剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器探測到照明總箱饋線回路存在較多剩余電流,且剩余電流值遠(yuǎn)超預(yù)設(shè)報警500mA,從而觸發(fā)監(jiān)控探測器聲光報警動作。監(jiān)控探測器再將探測到的信號上傳電氣火災(zāi)監(jiān)控主機FAS主機。

2)漏電檢查

為查清漏電流來源,排除漏電監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量或安裝問題。現(xiàn)場400V開關(guān)柜內(nèi)照明總箱分開關(guān)(以下簡400V照明總箱分開關(guān))和照明總箱負(fù)載開關(guān)進行檢測。使鉗形萬用表圈住火線、零線,測量電流情況,測量數(shù)據(jù)如1所示。

img2 

1數(shù)據(jù)可知:斷400V開關(guān)柜照明總箱分開關(guān)和照明電箱負(fù)載開關(guān)前,其漏電流值較大,均超過了報警500mA。斷400V開關(guān)柜照明總箱分開關(guān)和照明電箱負(fù)載開關(guān)后,其漏電流值則很小,幾乎為零。400V開關(guān)柜照明總箱分開關(guān)和照明電箱負(fù)載開關(guān)下的漏電流值幾乎相同。故可以說明漏電流是由照明電箱負(fù)載開關(guān)所帶設(shè)備或線路產(chǎn)生的,而非漏電監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量或安裝問題。

3剩余電流產(chǎn)生原因分析

針對上述案例,下面從剩余式電流互感器工作的原理,深入剖析剩余電流產(chǎn)生的原因。通常,當(dāng)運行中的線路發(fā)生電擊事故、設(shè)備漏電、接地故障現(xiàn)象或者其他三相對地電流不平衡的情況時,會產(chǎn)生剩余電流。剩余式電流互感器的工作原理正是通過檢測運行線路LA、LB、LCN電流的矢量和,以此作為依據(jù),預(yù)判電氣火災(zāi)隱患情況,從而提醒維護人員及時采取措施,防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。其原理如2所示:負(fù)載情況下,各相線電流由電源側(cè)流出,經(jīng)過電流互感器的測量,再流經(jīng)負(fù)載,穿過電流互感器由零線全部返回電源側(cè),從而形成回路。

img3 

2?剩余式電流互感器原理圖

(1)正常情況下,各相電流平衡,通過互感器一次側(cè)電流相量和等于零。由基爾霍夫電流定律可知:

ΣI=ILA+ILB+ILC+IN=0

由于電纜自身存在泄露電流,所以線路剩余電流ΣI=ILA+ILB+ILC+IN=I泄參考《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》及實測數(shù)據(jù)可知,電纜泄露電流通常很小,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)設(shè)閥值,未達到系統(tǒng)報警條件。

2)故障情況下,如線路電纜絕緣受損時,造成接地短路,若短路電流ID,則線路剩余電流為ΣI=ILA+ILB+ILC+IN=I+ID。

通常情況ID較大,當(dāng)I+ID大于預(yù)設(shè)閥值,則系統(tǒng)報警。根據(jù)剩余式電流互感器的工作原理可知,出現(xiàn)剩余電流繼而觸發(fā)報警的原因除了線路本身存在故障外,還有可能是施工不當(dāng)造成的。下面通過原理圖,并結(jié)合實際案例,詳細(xì)分析產(chǎn)生剩余電流而觸發(fā)報警的真實原因,以便有針對性的采取措施。

1)如3一種情況,屬NPE線短路。當(dāng)NPEM點碰接時,造成零線重復(fù)接地,部分零線電流PE線分流,無法全部經(jīng)互感器返回,由此將產(chǎn)生剩余電流。

2)如3二種情況,屬于零線漏電。當(dāng)零線絕緣劣化、接頭包裹不嚴(yán)時,導(dǎo)致裸線碰地、碰外殼,部分零線電流直接流入大地,從而產(chǎn)生剩余電流。

3)如3三種情況,屬于施工中NPE線混用(或搭錯母排),錯誤PE線當(dāng)零線接入,人為造成漏電(如3R負(fù)載情形),也會產(chǎn)生剩余電流。

img4 

3?配電系統(tǒng)中不同情況下剩余電流原理圖

4)不同配電箱零線混接產(chǎn)生的剩余電流

不同配電箱出線的零線跨區(qū)混用,如4RaB區(qū)N線,而未經(jīng)A區(qū)N線和互感器返回(正常接線應(yīng)Ra虛線部分),由此產(chǎn)生剩余電流。

不同配電箱的出線零線并接,如4HG點短接,或通過其他途徑間接搭接,導(dǎo)AB兩區(qū)的三相電流均不平衡,由此產(chǎn)生剩余電流。

驗證方法:

將穿過互感器電纜上端開關(guān)斷開,如果此時漏電流已經(jīng)消除,確認(rèn)負(fù)載處存在問題;如漏電流仍然存在,將穿過互感器N"線斷開,此時如漏電流消失,則可確認(rèn)N"線被混接;

5)零線方向穿反產(chǎn)生剩余電流:

5所示。在剩余電流互感器中,零線方向穿反,線路的電流矢量和應(yīng)2倍的三相電流矢量和,由此產(chǎn)生剩余電流。

img5 

4?不同配電箱零線混接剩余電流原理圖

img6 

5?互感器零線反穿時剩余電流原理圖

4減少剩余電流的措施

通過上述分析,出現(xiàn)剩余電流的根本原因是從電源側(cè)流出的電流沒有按照既定的回路返回,具體表現(xiàn)為線路破損導(dǎo)致的漏電、NPE線混用或短路、不同配電箱零線混用等配電系統(tǒng)多點接地問題,以及互感器穿線錯誤等施工安裝接線的問題。因此,針對上述情況,提出以下措施限制和降低車站配電系統(tǒng)的剩余電流:

1)剩余電流互感器安裝時,嚴(yán)格區(qū)NPE,N線為藍(lán)色,PE線為黃,不隨意搞混和亂接。

2)不得N線作PE線使用,不得重復(fù)接地。

3N線穿入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的電流互感器,且接線方向應(yīng)與相線一致,不得反接。

4PE線嚴(yán)禁穿過電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)剩余電流互感器。

5)應(yīng)嚴(yán)格控制電纜頭的制作工藝,采用絕緣良好、泄露電流小的導(dǎo)線連接方式,并進行檢測。

6)配電系統(tǒng)包括設(shè)備、管線等安裝到位后,未接通電源前,應(yīng)對回路絕緣性能進行測試,并核PEN線的接線。

5安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

1)概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng),已通過消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證,并且均通過嚴(yán)格EMC電磁兼容試驗,保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行,現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視,實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警,當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回;并根據(jù)用戶的需求,還可以滿足AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換和共享。

2)應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

img7 

4)系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息,報警時發(fā)出聲、光報警信號,同時設(shè)備上紅"指示燈亮,顯示屏指示報警部位及報警類型,記錄報警時間,聲光報警一直保持,直至按設(shè)備復(fù)"按鈕或觸摸屏復(fù)"按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸"按鍵手動消除。

img8 

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時,控制輸出繼電器閉合,用于控制被保護電路或其他設(shè)備,當(dāng)報警消除后,控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報警:當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時,監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示,同時設(shè)備上的黃"指示燈亮,并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警:當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時,監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,可進入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

img9 

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時,將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中,當(dāng)報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

img10 

5)配置方案

應(yīng)用場合

型號

產(chǎn)品照片

功能

消防控制室

Acrel-6000/B

img11 

適用14條通信總線多可連256個探測器,可適用于壁掛安裝的場所。

Acrel-6000/Q

img12 

適用于大型組網(wǎng),壁掛式監(jiān)控主機數(shù)量較多且需集中查看的場所,主要監(jiān)測壁掛主機信息。

一、二級

低壓配電

ARCM200L-Z2

img13 

三相I、U、kW、KvarkWh、KvarhHz、cos中),視在電能、四象限電能計量,單回路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,2路繼電器輸出4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣LCD顯示2路獨RS485/Modbus通訊

ARCM200L-J8

8路剩余電流監(jiān)測,2路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時鐘,點陣LCD顯示,1RS485/Modbus通訊

ARCM300-J1

img14 

1路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,1路繼電器輸出,事件記錄,LCD顯示,1RS485/Modbus通訊

AAFD-

img15 

檢測末端線路的故障電弧,485通訊,導(dǎo)軌式安裝。

ASCP200-

img16 

短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測,1RS485通訊1GPRSNB無線通訊,額定電流0-40A可設(shè)。

img17 

短路限流保護、過載保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測,1RS485通訊,1NB4G無線通訊,額定電流0-63A可設(shè)。

配套附件

AKH-0.66

img18 

測量型互感器,采集交流電流信號

AKH-0.66/L

img19 

剩余電流互感器,采集剩余電流信號

ARCM-NTC

img20 

溫度傳感器,采集線纜或配電箱體溫度

6結(jié)論

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)使電氣火災(zāi)預(yù)防由被動變?yōu)橹鲃?,提高了運營維護效率。為充分發(fā)揮電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通配電系統(tǒng)中的應(yīng)用效果,結(jié)合案例情況,總結(jié)以下幾點注意事項:一是設(shè)施設(shè)備維護人員應(yīng)熟練電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理和剩余式電流工作原理;二是安裝人員需要正確安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng);三是線路施工人員需要保證線路施工的工藝質(zhì)量。

參考文獻

.       中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè).GB50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

.       中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè).GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

.       林楚.電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用

.       付朝.基于泄露電流監(jiān)測的電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

.       韋寒.姚明.軌道交通電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)報警分析與處置措施

.       安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手.2022.06.

 


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