安科瑞 陳聰

摘(zhāi)要(yào)：近年(nián)電氣(qì)火(huǒ)災(zāi)事故(gù)頻(pín)繁(fán)發(fā)生，引(yǐn)起(qǐ)相(xiāng)關部門高度重(zhòng)視。城市軌(guǐ)道交通車(chē)站，屬於(yú)人員(yuán)密集，電氣火災(zāi)易(yì)發(fā)生(shēng)的(dí)高危場所，通(tōng)過(guò)設置(zhì)電氣(qì)火災監(jiān)控係統(tǒng)，以(yǐ)提醒運營人員及時(shí)排除(chú)電(diàn)氣(qì)故(gù)障，消除電氣火災(zāi)隱患(huàn)，防(fáng)止(zhǐ)電氣火災(zāi)的發生。目(mù)前軌道交通低壓配(pèi)電係(xì)統(tǒng)以(yǐ)設(shè)置(zhì)剩

餘式(shì)電(diàn)氣火災監控(kòng)係(xì)統為主，但(dàn)實(shí)際使(shǐ)用(yòng)過(guò)程中，存在較(jiào)多誤報(bào)問(wèn)題。本文(wén)以某地城市(shì)軌道交通車(chē)站為實例(lì)，通(tōng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(cháng)綫(xiàn)路(lù)漏(lòu)電(diàn)檢查(chá)，從(cóng)剩餘式(shì)電氣(qì)火災監控係統工(gōng)作原理(lǐ)深(shēn)入剖(pōu)析漏電(diàn)報警(jǐng)原因，並(bìng)提(tí)出相(xiāng)關處(chǔ)置(zhì)措施(shī)。

關鍵詞(cí)：軌道交通；電氣火災(zāi)；漏(lòu)電(diàn)報(bào)警

1電(diàn)氣(qì)火災監控係(xì)統概(gài)述

電(diàn)氣火災(zāi)監控(kòng)係統由(yóu)電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災監控主機，剩餘電流(liú)式電(diàn)氣火災(zāi)監(jiān)控探(tàn)測器(qì)，數(shù)據傳(chuán)輸(shū)總(zǒng)綫(xiàn)及係(xì)統(tǒng)軟(ruǎn)件等(děng)組(zǔ)成(chéng)。剩餘電流式(shì)電氣(qì)火(huǒ)災(zāi)監控探測(cè)器(qì)通(tōng)常(cháng)設(shè)置在(zài)400V低壓(yā)開關(guān)櫃(guì)內各分(fēn)回路(lù)饋(kuì)綫側，大(dà)容量(liáng)通風空調(tiáo)設(shè)備(bèi)分回路饋綫(xiàn)側(cè)，照明配電(diàn)箱(xiāng)總進綫(xiàn)側及EPS進綫側等，用以(yǐ)監視(shì)負載漏電情(qíng)況。監控探測器(qì)將(jiāng)探(tàn)測到的剩(shèng)餘電(diàn)流經過數據傳輸總(zǒng)綫(xiàn)（RS485\CAN）上(shàng)傳到(dào)位於照(zhào)明配電(diàn)及控製室(shì)的監控主(zhǔ)機(jī)；監控主(zhǔ)機實(shí)現(xiàn)對(duì)其(qí)各(gè)種信(xìn)號的處理，報(bào)警，控(kòng)製，顯示，統計(jì)，管理，通(tōng)信(xìn)等功能(néng)，並(bìng)將數據(jù)信息，報警(jǐng)信息等通(tōng)過(guò)繼(jì)電(diàn)器端子(zǐ)與FAS的輸入(rù)模塊連(lián)接，再通過(guò)FAS係(xì)統形(xíng)成環網。

圖1 電(diàn)氣火(huǒ)災(zāi)監控(kòng)係統(tǒng)圖

2漏(lòu)電故障檢查(chá)

（1）漏電報(bào)警現象

沿綫車(chē)站1和車(chē)站2曾出(chū)現(xiàn)FAS係(xì)統頻(pín)繁報警的情況(kuàng)，FAS係統(tǒng)顯示報警(jǐng)信號由(yóu)位(wèi)於照明配(pèi)電及(jí)控製室內(nèi)的(dí)電氣火(huǒ)災監控主機傳來。經(jīng)查(chá)閱電氣(qì)火災監控主機報警(jǐng)信(xìn)息，是(shì)由(yóu)於400V饋綫櫃上(shàng)剩餘電流式(shì)電(diàn)氣(qì)火災(zāi)監(jiān)控探(tàn)測器探測(cè)到照明(míng)總箱(xiāng)饋綫(xiàn)回(huí)路存在(zài)較(jiào)多剩(shèng)餘電流，且剩餘電流(liú)值遠超預設報警值(zhí)500mA，從(cóng)而(ér)觸發監(jiān)控探測(cè)器聲(shēng)光報警動作。監(jiān)控(kòng)探測(cè)器再(zài)將(jiāng)探(tàn)測到(dào)的信號(hào)上傳電氣火(huǒ)災(zāi)監(jiān)控(kòng)主(zhǔ)機(jī)和FAS主機。

（2）漏(lòu)電(diàn)檢(jiǎn)查

為(wéi)查(chá)清漏(lòu)電流來源(yuán)，排除漏電(diàn)監測係統(tǒng)質量(liáng)或安裝問題。現(xiàn)場對400V開(kāi)關櫃(guì)內照明(míng)總(zǒng)箱分開關(guān)（以下簡(jiǎn)稱400V照明總(zǒng)箱分(fēn)開(kāi)關(guān)）和(hé)照明總(zǒng)箱(xiāng)負(fù)載開關(guān)進(jìn)行(háng)檢測(cè)。使鉗(qián)形萬(wàn)用(yòng)表圈(quān)住(zhù)火綫，零(líng)綫，測量電(diàn)流情(qíng)況，測量數據如表(biǎo)1所(suǒ)示。

由表(biǎo)1數據(jù)可(kě)知(zhī)：斷開(kāi)400V開關(guān)櫃照明總箱(xiāng)分(fēn)開關和照明(míng)電箱(xiāng)負(fù)載(zǎi)開關前(qián)，其漏(lòu)電(diàn)流(liú)值(zhí)較大(dà)，均超過了報警值500mA。斷開400V開關櫃(guì)照明總箱分開(kāi)關和照(zhào)明(míng)電(diàn)箱負載開關(guān)後，其漏(lòu)電(diàn)流(liú)值則(zé)很小(xiǎo)，幾乎為零。且400V開關櫃照明總(zǒng)箱分開關(guān)和照明電箱負載開(kāi)關下(xià)的漏(lòu)電流(liú)值幾(jī)乎相同。故(gù)可(kě)以(yǐ)說明漏電流(liú)是由照明(míng)電(diàn)箱負載開關所(suǒ)帶設備(bèi)或綫路產(chǎn)生(shēng)的，而非漏電監測係統質量(liáng)或(huò)安(ān)裝問題(tí)。

3剩餘(yú)電流(liú)產生(shēng)原因(yīn)分(fēn)析

針對上述案例(lì)，下麵(miàn)從剩餘式電(diàn)流互感器工作的(dí)原理(lǐ)，深(shēn)入剖析(xī)剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流產(chǎn)生的原因。通(tōng)常，當運行(háng)中的綫路發(fā)生(shēng)電擊事(shì)故(gù)，設備(bèi)漏電，接地(dì)故(gù)障(zhàng)現(xiàn)象或者(zhě)其(qí)他三(sān)相對地電流(liú)不平衡的情(qíng)況(kuàng)時，會(huì)產(chǎn)生(shēng)剩(shèng)餘(yú)電流。剩餘式(shì)電流互感(gǎn)器的(dí)工(gōng)作原理正(zhèng)是(shì)通(tōng)過檢測運(yùn)行(háng)綫(xiàn)路中LA，LB，LC，N電流的(dí)矢(shǐ)量和(hé)，以此作(zuò)為依據(jù)，預(yù)判電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災隱(yǐn)患情況(kuàng)，從而提醒(xǐng)維(wéi)護(hù)人(rén)員及(jí)時采取(qǔ)措施，防止(zhǐ)電氣(qì)火(huǒ)災的(dí)發(fā)生。其原(yuán)理如(rú)圖2所(suǒ)示(shì)：負載(zǎi)情(qíng)況下(xià)，各相綫電流(liú)由電源(yuán)側流出，經(jīng)過電流互(hù)感器(qì)的測量，再流經負載(zǎi)，穿過(guò)電(diàn)流(liú)互感(gǎn)器由零綫(xiàn)全(quán)部返回電(diàn)源(yuán)側(cè)，從而(ér)形成回路。

圖(tú)2 剩餘(yú)式電(diàn)流(liú)互(hù)感器(qì)原(yuán)理(lǐ)圖

(1)正(zhèng)常(cháng)情(qíng)況(kuàng)下，各相電流(liú)平衡，通過互感器(qì)一(yī)次側電流相量和等於(yú)零(líng)。由基爾霍夫電(diàn)流(liú)定律可知(zhī)：

ΣI=ILA+ILB+ILC+IN=0

由於(yú)電纜(lǎn)自身存在泄露電流(liú)，所(suǒ)以綫路(lù)剩(shèng)餘電流(liú)為(wéi)ΣI=ILA+ILB+ILC+IN=I泄(xiè)參考(kǎo)《全(quán)國民(mín)用(yòng)建(jiàn)築工程設(shè)計技術措施(shī)》及實測數據可(kě)知，電纜泄(xiè)露電流通(tōng)常(cháng)很小(xiǎo)，且遠遠小(xiǎo)於預設(shè)閥值(zhí)，未達到(dào)係統報警條件。

（2）故障(zhàng)情(qíng)況(kuàng)下，如綫(xiàn)路電纜(lǎn)絕緣受損(sǔn)時，造(zào)成接地(dì)短路(lù)，若(ruò)短路電(diàn)流為(wéi)ID，則綫(xiàn)路(lù)剩(shèng)餘電(diàn)流為：ΣI=ILA+ILB+ILC+IN=I泄+ID。

通常(cháng)情況下(xià)ID較(jiào)大，當(dāng)I泄(xiè)+ID大於預(yù)設(shè)閥(fá)值(zhí)，則(zé)係統(tǒng)報警(jǐng)。根(gēn)據(jù)剩(shèng)餘式(shì)電(diàn)流互(hù)感(gǎn)器的(dí)工(gōng)作原理可(kě)知(zhī)，出(chū)現(xiàn)剩餘(yú)電(diàn)流繼(jì)而觸發(fā)報(bào)警的(dí)原因(yīn)除了(liǎo)綫(xiàn)路本身存在(zài)故障外(wài)，還(huán)有(yǒu)可能(néng)是施(shī)工不當(dāng)造(zào)成(chéng)的。下麵通過(guò)原理圖，並(bìng)結合實(shí)際案(àn)例，詳細分析(xī)產(chǎn)生剩(shèng)餘(yú)電流而觸發(fā)報警的真實原因，以(yǐ)便(biàn)有(yǒu)針對性(xìng)的采(cǎi)取(qǔ)措施。

（1）如(rú)圖3一(yī)種情(qíng)況，屬於N綫與PE綫(xiàn)短路。當N綫與(yǔ)PE綫(xiàn)在M點(diǎn)碰(pèng)接(jiē)時，造(zào)成零(líng)綫重復接地(dì)，部分零綫電流(liú)被PE綫分(fēn)流(liú)，無(wú)法(fǎ)全部經(jīng)互(hù)感器返(fǎn)回(huí)，由此將(jiāng)產(chǎn)生剩(shèng)餘電(diàn)流。

（2）如(rú)圖(tú)3二種情況，屬(shǔ)於(yú)零(líng)綫漏(lòu)電(diàn)。當零綫絕緣劣化，接頭包(bāo)裹(guǒ)不嚴(yán)時(shí)，導(dǎo)致裸(luǒ)綫(xiàn)碰(pèng)地(dì)，碰外殼(ké)，部分零綫(xiàn)電流直接(jiē)流入大地，從而(ér)產生剩(shèng)餘電(diàn)流。

（3）如(rú)圖3三種情況，屬(shǔ)於施工(gōng)中將(jiāng)N綫與PE綫混(hùn)用（或搭(dā)錯母(mǔ)排(pái)），錯誤(wù)將(jiāng)PE綫當(dāng)零(líng)綫接(jiē)入，人為造(zào)成(chéng)漏(lòu)電（如圖3中R負(fù)載情形），也(yě)會產(chǎn)生剩(shèng)餘電流(liú)。

圖(tú)3 配電係統中(zhōng)不(bù)同(tóng)情(qíng)況下剩(shèng)餘電(diàn)流原(yuán)理圖(tú)

（4）不同(tóng)配電(diàn)箱(xiāng)零綫混接(jiē)產生的剩餘(yú)電流

①不(bù)同(tóng)配電箱(xiāng)出綫的(dí)零綫(xiàn)跨區(qū)混用(yòng)，如(rú)圖(tú)4中(zhōng)Ra借用B區的N綫(xiàn)，而(ér)未(wèi)經A區N綫和(hé)互(hù)感(gǎn)器返(fǎn)回(huí)（正常接綫應(yīng)為Ra虛綫(xiàn)部(bù)分），由(yóu)此產生剩餘電(diàn)流(liú)。

②不(bù)同配電箱的(dí)出(chū)綫(xiàn)零(líng)綫並(bìng)接(jiē)，如(rú)圖4中H點與(yǔ)G點(diǎn)短接(jiē)，或(huò)通過其他(tā)途(tú)徑間(jiān)接搭接，導(dǎo)致A，B兩區的三相(xiāng)電流(liú)均(jūn)不(bù)平(píng)衡，由(yóu)此產(chǎn)生剩(shèng)餘電流。

驗(yàn)證方法(fǎ)：

將(jiāng)穿過(guò)互(hù)感器電纜上(shàng)端(duān)開關(guān)斷(duàn)開，如(rú)果(guǒ)此(cǐ)時漏(lòu)電流已經消除，確(què)認(rèn)負載(zǎi)處存在問題；如漏電流仍(réng)然存在，將穿過互(hù)感器(qì)的(dí)“N”綫斷(duàn)開，此時如漏電(diàn)流(liú)消(xiāo)失，則可確認(rèn)是“N”綫被(bèi)混接(jiē)；

（5）零綫(xiàn)方向(xiàng)穿反產(chǎn)生(shēng)剩餘電流(liú)：

如圖5所(suǒ)示。在(zài)剩(shèng)餘電(diàn)流互(hù)感(gǎn)器中，零綫方向穿反，綫(xiàn)路(lù)的電流矢量(liáng)和應為2倍的(dí)三(sān)相電流矢量和(hé)，由(yóu)此(cǐ)產(chǎn)生剩(shèng)餘電流(liú)。

圖4 不同(tóng)配電箱零(líng)綫混接剩(shèng)餘電(diàn)流(liú)原理(lǐ)圖

圖5 互(hù)感器零綫(xiàn)反穿(chuān)時剩(shèng)餘(yú)電流原(yuán)理(lǐ)圖(tú)

4減少剩餘電流(liú)的措施

通(tōng)過上(shàng)述分析(xī)，出(chū)現剩餘電流的(dí)根本(běn)原因是從電(diàn)源(yuán)側流(liú)出(chū)的電流(liú)沒有按(àn)照(zhào)既(jì)定(dìng)的回(huí)路(lù)返回(huí)，具體(tǐ)表現(xiàn)為綫(xiàn)路(lù)破(pò)損(sǔn)導(dǎo)致的(dí)漏電(diàn)，N綫(xiàn)和PE綫混(hùn)用(yòng)或短(duǎn)路，不同配電箱(xiāng)零綫混用(yòng)等配電(diàn)係統(tǒng)多(duō)點接地(dì)問題，以(yǐ)及(jí)互感器穿綫錯誤等(děng)施工(gōng)安(ān)裝接綫的問(wèn)題(tí)。因(yīn)此，針(zhēn)對上述情況，提(tí)出以下措施(shī)限製和(hé)降低(dī)車(chē)站配電(diàn)係統的剩(shèng)餘(yú)電流：

（1）剩餘電流互(hù)感器(qì)安裝時(shí)，嚴格(gé)區(qū)分N綫和(hé)PE綫(xiàn)，N綫為藍(lán)色，PE綫(xiàn)為黃(huáng)色,不(bù)隨(suí)意搞混(hùn)和(hé)亂接。

（2）不得將(jiāng)N綫(xiàn)作為PE綫(xiàn)使用，不(bù)得(dé)重(zhòng)復接地。

（3）N綫穿入(rù)電(diàn)氣(qì)火災(zāi)監控(kòng)係(xì)統的電(diàn)流(liú)互感器，且(qiě)接(jiē)綫(xiàn)方(fāng)向應(yīng)與相綫一致，不(bù)得反(fǎn)接。

（4）PE綫嚴(yán)禁穿過(guò)電(diàn)氣火(huǒ)災監(jiān)控(kòng)係(xì)統剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流(liú)互感器(qì)。

（5）應嚴(yán)格(gé)控(kòng)製(zhì)電(diàn)纜(lǎn)頭(tóu)的(dí)製(zhì)作工(gōng)藝，采用(yòng)絕緣(yuán)良好，泄露(lòu)電流小(xiǎo)的導(dǎo)綫連接方(fāng)式，並(bìng)進(jìn)行檢測。

（6）配(pèi)電係統包括(kuò)設備(bèi)，管綫等安(ān)裝到位後，未接(jiē)通電源(yuán)前(qián)，應對回路(lù)絕緣(yuán)性(xìng)能(néng)進(jìn)行(háng)測試(shì)，並核(hé)實PE，N綫(xiàn)的接(jiē)綫。

5安科(kē)瑞電(diàn)氣火(huǒ)災(zāi)監(jiān)控係(xì)統(tǒng)

（1）概述

Acre1-6000電氣(qì)火(huǒ)災(zāi)監控係(xì)統，是根據現行規範(fàn)標準(zhǔn)由安科瑞電(diàn)氣股(gǔ)份有限(xiàn)公司(sī)研發(fā)的(dí)全(quán)數字(zì)化獨(dú)立運行的係(xì)統，已通過(guò)消防(fáng)電(diàn)子產品(pǐn)質(zhì)量監督(dū)檢驗(yàn)的(dí)消(xiāo)防(fáng)電子產品試驗認(rèn)證(zhèng)，並且(qiě)均(jūn)通(tōng)過嚴格(gé)的EMC電磁兼(jiān)容(róng)試(shì)驗(yàn)，保(bǎo)證了(liǎo)該(gāi)係列(liè)產品(pǐn)在(zài)低(dī)壓配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)中的(dí)安(ān)全(quán)正(zhèng)常運行，現均(jūn)已批(pī)量生(shēng)產(chǎn)並(bìng)在全國(guó)得到廣泛的(dí)應(yīng)用(yòng)。該係(xì)統通過(guò)對剩餘電(diàn)流(liú)，過電流，過電壓，溫(wēn)度(dù)和故障電弧等(děng)信(xìn)號的采(cǎi)集與(yǔ)監(jiān)視，實現(xiàn)對(duì)電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災的早期(qī)預防和(hé)報警，當必要時還能(néng)聯(lián)動切(qiē)除(chú)被檢(jiǎn)測(cè)到剩(shèng)餘(yú)電流，溫(wēn)度和故(gù)障電弧等(děng)超標的配電回路(lù);並根(gēn)據(jù)用(yòng)戶(hù)的需(xū)求(qiú)，還可以滿足與AcreIEMS企(qǐ)業微電網管理雲(yún)平台或(huò)火災自動報(bào)警(jǐng)係統等進(jìn)行數(shù)據交(jiāo)換和(hé)共(gòng)享。

（2）應(yīng)用(yòng)場合(hé)

適用(yòng)於(yú)智能樓宇，高層公(gōng)寓(yù)，賓(bīn)館，飯(fàn)店，商廈，工礦企業，重點消防(fáng)單位(wèi)以及(jí)石油(yóu)化(huà)工，文(wén)教(jiào)衛生(shēng)，金融，電(diàn)信等(děng)領(lǐng)域(yù)。

（3）係(xì)統(tǒng)結(jié)構

（4）係統功(gōng)能

監(jiān)控設備能接(jiē)收多(duō)台探測器的剩餘電流，溫(wēn)度(dù)信息，報警時發出(chū)聲，光報警(jǐng)信號，同時設(shè)備(bèi)上(shàng)紅(hóng)色“報警”指示(shì)燈(dēng)亮(liàng)，顯示屏指(zhǐ)示報(bào)警(jǐng)部(bù)位及(jí)報(bào)警類(lèi)型，記錄報(bào)警(jǐng)時(shí)間，聲光報(bào)警(jǐng)一直保(bǎo)持，直(zhí)至(zhì)按設(shè)備的“復位”按鈕或(huò)觸摸屏(píng)的(dí)“復(fù)位”按鍵(jiàn)遠程對探測器實現復位。對(duì)於(yú)聲(shēng)音(yīn)報警信(xìn)號(hào)也可(kě)以使(shǐ)用觸(chù)摸屏“消聲”按鍵手動消除。

當被監(jiān)測(cè)回(huí)路(lù)報(bào)警時，控製輸(shū)出(chū)繼電(diàn)器(qì)閉(bì)合，用於控(kòng)製(zhì)被(bèi)保(bǎo)護(hù)電(diàn)路(lù)或其(qí)他設(shè)備(bèi)，當(dāng)報(bào)警(jǐng)消除(chú)後(hòu)，控(kòng)製(zhì)輸(shū)出繼電(diàn)器(qì)釋(shì)放(fàng)。

通訊故障報(bào)警(jǐng)：當(dāng)監控設(shè)備與(yǔ)所(suǒ)接的(dí)任一台探測(cè)器之(zhī)間發(fā)生通訊(xùn)故障或(huò)探測器(qì)本(běn)身發(fā)生故(gù)障時，監控畫麵中(zhōng)相應的(dí)探(tàn)測器顯示故障(zhàng)提(tí)示，同時設備上的(dí)黃色(sè)“故障”指示(shì)燈亮，並(bìng)發(fā)出故(gù)障報(bào)警(jǐng)聲(shēng)音。電(diàn)源故障報警(jǐng)：當主(zhǔ)電源或(huò)備用電(diàn)源發生故障時，監控設備(bèi)也(yě)發出聲光(guāng)報警信號並顯示故障信息(xī)，可(kě)進(jìn)入相(xiāng)應的界(jiè)麵(miàn)查(chá)看詳細(xì)信息(xī)並可解除(chú)報警(jǐng)聲響。

當發生(shēng)剩餘電流(liú)，超溫報(bào)警或(huò)通(tōng)訊(xùn)，電(diàn)源故障時，將報警(jǐng)部位，故(gù)障(zhàng)信息(xī)，報(bào)警時(shí)間等信(xìn)息(xī)存(cún)儲(chǔ)在數據庫(kù)中(zhōng)，當(dāng)報(bào)警(jǐng)解除(chú)，排除(chú)故(gù)障時，同樣予以記錄。歷(lì)史數(shù)據(jù)提供多種便捷(jié)，快速的查詢(xún)方法(fǎ)。

（5）配(pèi)置(zhì)方案

6結(jié)論

電(diàn)氣(qì)火(huǒ)災監(jiān)控係(xì)統使(shǐ)電氣(qì)火災(zāi)預防由被(bèi)動變(biàn)為(wéi)主動(dòng)，提高(gāo)了運營維(wéi)護(hù)效率。為充(chōng)分(fēn)發(fā)揮(huī)電氣(qì)火災(zāi)監控(kòng)係統在城市軌道(dào)交通配電(diàn)係統中(zhōng)的(dí)應用(yòng)效果，結(jié)合案例情況(kuàng)，總結(jié)以(yǐ)下幾點注意事項：一是設(shè)施設備維護(hù)人員(yuán)應熟練電氣火(huǒ)災監控係(xì)統原理(lǐ)和(hé)剩(shèng)餘(yú)式(shì)電(diàn)流工作原理；二是安裝(zhuāng)人員需要正確安(ān)裝電氣火災(zāi)監控係(xì)統；三是綫路施(shī)工人(rén)員需要(yào)保(bǎo)證(zhèng)綫路施工(gōng)的工(gōng)藝質量。

參考文獻

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