淺談地鐵內(nèi)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置

陳沖

摘 要：由于近年來電氣火災(zāi)事故居高不下，有關(guān)專家積極呼吁盡快采取有效的技術(shù)防范措施，遏制電氣火災(zāi)的上升勢頭，政府有關(guān)部門也非常重視，相繼制訂或修改了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求在建筑中設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。地鐵屬于人員密集場，作為火災(zāi)防范重要場所宜設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。而地鐵，尤其是地下站式地鐵，由于環(huán)境特殊，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置有其特殊性。文章就華東地區(qū)某城市已運營地鐵線路中電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)使用過程中產(chǎn)生的問題，通過對規(guī)范條文理解、華東地區(qū)部分大中型城市地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置調(diào)研、部分漏電產(chǎn)生原因等方面進行分析，給出地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案建議。 關(guān)鍵詞：地鐵；電氣火災(zāi)；可靠性

1 設(shè)計規(guī)范中有關(guān)要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)條文

1.1 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008

13.12.1為防范電氣火災(zāi)，下列民用建筑的配電線路設(shè)置防火剩余電流的動作報警系統(tǒng)時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

除住宅外，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保護對象分級為一級的建筑物的配電線路，宜設(shè)置防火剩余電流動作報警系統(tǒng)。

1.2 《火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013

9.2.1剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)以設(shè)置在低壓配電系統(tǒng)首端為基本原則，宜設(shè)置在第一級配電柜（箱）的出線端。在供電線路泄露電流大于500mA時，宜在其下一級配電柜（箱）設(shè)置。

9.2.2剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器不宜設(shè)置在TT系統(tǒng)的配電線路和消防配電線路中。

1.3 《交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ243-2011

14.3.2：1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)保護對象分級為一級的交通建筑配電線路，應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；除消防動力配電回路外，其他電力、照明區(qū)域或樓層配電箱電源進線處應(yīng)設(shè)置防電氣火災(zāi)的剩余電流動作報警器。

從上述規(guī)范的要求可以總結(jié)如下：（1）地鐵的地下車站屬于一級交通建筑，應(yīng)設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。（2）消防電氣回路不宜設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

2 華東地區(qū)某城市已運營線路剩余電流式電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)置情況及問題分析

該城市已運營線路在地下車站設(shè)有電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)，主機設(shè)在車站控制室，剩余電流式電氣火災(zāi)探測器設(shè)在變電所400V低壓開關(guān)柜內(nèi)各分回路饋線側(cè)（不含環(huán)控電控室進線）、環(huán)控電控室內(nèi)消防設(shè)備及容量超過20kW的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備分回路饋線側(cè)、照明配電箱總進線側(cè)及EPS進線側(cè)設(shè)置。

通過現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)EPS應(yīng)急電源、集中UPS電源（UPS電源回路監(jiān)控器裝設(shè)在400V饋線側(cè)）、帶變頻器設(shè)備（排煙風(fēng)機、冷凍水泵等）等設(shè)備漏電較大。

理論分析漏電電流較大的原因：設(shè)備工作的時候要對市電進行濾波、整流、穩(wěn)壓、逆變，這個過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的高次諧波干擾。當(dāng)高次諧波過大時，對地電容將減小，這時候就會產(chǎn)生正常的泄電電流，通過地線釋放，出現(xiàn)了類似漏電的現(xiàn)象，此自然泄露電流無法避免，跟設(shè)備質(zhì)量性能等有關(guān)。

施工方面，經(jīng)與設(shè)備廠家現(xiàn)場觀測漏電報警回路發(fā)現(xiàn)，部分報警回路有施工明顯錯誤的情況，如下所示：

（1）發(fā)現(xiàn)某站照明配電箱測試回路零線未穿漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器，具體情況如下圖1所示。

（2）某站水泵配電箱多個測試回路地線接入漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器，具體情況如下圖2所示。

以上問題為施工中普遍會產(chǎn)生的錯誤，均會使漏電電流增大，進而使剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器報警。

3 華東部分大中型城市地鐵內(nèi)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置情況

3.1 已運營線路調(diào)查

蘇州地鐵1號線設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置情況為：在變電所400V低壓開關(guān)柜內(nèi)各分回路饋線側(cè)（不含環(huán)控電控室進線）、環(huán)控電控室內(nèi)消防設(shè)備及容量超過20kW的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備分回路饋線側(cè)、照明配電箱總進線側(cè)及EPS進線側(cè)設(shè)置。

無錫地鐵1、2號線設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置情況同蘇州地鐵1號線。

寧波地鐵1、2號線均未設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

南京地鐵已運營的1、2、3、10、S1、S8號線均未設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

3.2 在建線路調(diào)查

蘇州地鐵5號線不設(shè)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

南京地鐵4、5號線、1號線北延線設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置情況：在400V開關(guān)柜饋線側(cè)（不含環(huán)控電控室進線）、環(huán)控電控室內(nèi)消防設(shè)備及容量超過20kW的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備。

常州地鐵1、2號線設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置情況：在400V開關(guān)柜饋線側(cè)（不含環(huán)控電控室進線）。

上海地鐵13、18號線不設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

寧波地鐵3、4、5號線設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置情況：在400V開關(guān)柜饋線側(cè)（不含環(huán)控電控室進線）。

從上述各地地鐵剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置情況可以總結(jié)如下：剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)宜在地鐵上設(shè)置，雖不是強制實施，但隨著近年來對防火防災(zāi)的愈加重視，各地地鐵項目也對此更加重視。

4 剩余電流及產(chǎn)生原因分析

地鐵因環(huán)境特殊，漏電有其特殊原因，如下：

4.1 電纜或電氣設(shè)備本身的原因

（1）敷設(shè)在地下的電纜，由于環(huán)境潮濕，且運行多年，其絕緣老化或潮氣入侵，引起絕緣電阻下降，使正常運行時系統(tǒng)對地的絕緣阻抗偏低或發(fā)生漏電。

（2）偶然的過電壓沖擊，使絕緣水平較低處發(fā)生擊穿，產(chǎn)生集中性漏電。

（3）開關(guān)設(shè)備長期使用，接線板潮濕可能造成漏電。

（4）內(nèi)部元件或?qū)Ь€，因某種原因使絕緣惡化、導(dǎo)線頭碰外殼造成漏電。

4.2 因施工安裝不當(dāng)引起漏電

電纜施工接線錯誤，如誤將相線與地線相接，通電后就會發(fā)生漏電。

4.3 變頻器產(chǎn)生的漏電電流

當(dāng)變頻器送電時，輸出的PWM電壓波形含有大量諧波，這些諧波會通過電機繞組的對地寄生電容和電機電纜線的對地寄生電容產(chǎn)生出對地漏電流。

4.4 UPS電源系統(tǒng)產(chǎn)生的漏電電流

由于UPS都有前置低通濾波器，抑制從電網(wǎng)進入的兩種干擾：常模干擾和共模干擾。常模干擾是隨輸入電流一同進入的干擾，而共模干擾是火線和地線通向串入的干擾電流，必須將它們泄漏到地，這就需要接入抑制共模干擾的電容器。這兩個電容加電瞬間的起始充電電流會很大，其漏電電流最大可達輸入電流的5%。

5 剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置、電氣設(shè)備選擇、施工方面的建議

5.1 不需設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)分析

（1）消防電源回路（包括平消兼用回路），包括消防水泵、廢水泵、參與消防的風(fēng)機、FAS、BAS、站臺門等，按《火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013 9.2.2條的規(guī)定可不設(shè)。

（2）安全照明回路，因自帶漏電保護器，漏電電流超過30mA會切斷回路，因此可以不設(shè)。

（3）帶漏電保護的回路，一般漏電保護包括廣告照明回路，商鋪配電箱、維修配電箱、銀行，這類回路自帶漏電保護，漏電電流超過30mA，回路自行切斷，可不設(shè)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

（4）環(huán)控電控柜內(nèi)的電動機回路，因有其他電氣保護措施，如電動馬達保護帶漏電保護功能，因此不建議設(shè)置。

（5）AFC系統(tǒng)終端設(shè)備，設(shè)置了漏電保護。

（6）門禁系統(tǒng)終端設(shè)備，安全電壓，帶漏電保護。

（7）通信信號系統(tǒng)參與消防，也建議納入消防設(shè)備考慮。

5.2 建議設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)分析

（1）照明配電箱，由于LED燈具普遍存在漏電現(xiàn)象，且燈具人員配線時往往會有重復(fù)接地等錯誤產(chǎn)生，因此建議出線回路設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)。

（2）現(xiàn)場水泵配電箱，因水泵往往在潮濕環(huán)境中，配電箱漏電對通行、維護人員會產(chǎn)生危害，因此建議設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)。

5.3 對施工方面的建議

安裝時，必須嚴(yán)格區(qū)分N線和PE線，N線為藍色，PE線為黃綠色，不能隨意用線。N線應(yīng)通過漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的電流互感探測器，PE線嚴(yán)禁通過漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的電流互感探測器。

對電纜接頭的絕緣進行嚴(yán)格控制，采用絕緣好，泄露電流小的導(dǎo)體連接方式，并事后進行檢測。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，核實PE、N線的接線。

6 結(jié)束語

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，能有效預(yù)防常見的因漏電導(dǎo)致接地電弧所引起的建筑物電氣火災(zāi)事故，對保護人身安全也有積極意義，尤其是在地鐵這種人員密集、疏散不易的場所，更對地鐵安全有舉足輕重的作用。作為地鐵設(shè)計人員，應(yīng)當(dāng)深入研究，讓該系統(tǒng)能切實保障公民的生命健康安全。

參考文獻

[1]GB50157-2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50490-2009城市軌道交通技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50016-2014建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[4]JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].

[5]GB50116-2013火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范[S].

[6]JGJ243-2011交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].