基于軌道交通電氣火災防控技術(shù)研究

梁曉明

摘 要：城市軌道交通以其運量大、速度快、環(huán)保等各種優(yōu)勢，已經(jīng)演變成了現(xiàn)階段世界上現(xiàn)代化城市公共交通發(fā)展的主要趨勢。而對于城市軌道交通而言，火災事故是最嚴重的一大災害，其直接威脅著乘客的人身安全，特別是近年來電氣火災逐漸增多，所造成的重大損失也不可估量。而常規(guī)的電氣火災防控技術(shù)很容易受時間與環(huán)境等外界因素影響，存在可靠性差、漏報誤報等缺陷，根本無法充分發(fā)揮有效作用。據(jù)此，本文主要對基于軌道交通的電氣火災防控技術(shù)進行了詳細分析。

關(guān)鍵詞：軌道交通 電氣火災 防控技術(shù)

中圖分類號：U231.96 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0045-02

1 基于軌道交通的電氣火災防控的現(xiàn)實意義

在軌道交通系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的密度比較大，負荷較重。在電氣設(shè)備與線路運行時，潛藏的故障很容易爆發(fā)。在車站站廳、站臺與控制中心等公共建筑設(shè)備中，由于乘客流動量大，如果出現(xiàn)電氣火災事故勢必會造成嚴重的安全事故。軌道交通電氣火災事故的特點主要是控制難度較大，事故觸發(fā)的因素多元化，缺乏系統(tǒng)的綜合管理方式，不論是就技術(shù)防控還是管理預防，都備受阻礙，電氣火災事故的發(fā)生破壞力非常大，直接威脅著乘客的生命財產(chǎn)安全。所以，加強對軌道交通電氣火災事故的有效防控，確保其中電氣設(shè)備運行的安全性與穩(wěn)定性，是軌道交通工程相關(guān)部門與社會應積極關(guān)注的重要問題。

2 基于軌道交通的電氣火災成因

2.1 短路

相線和相線、零線在既定點因為絕緣損壞等導致發(fā)生相碰、相接，導致電氣回路過程中電流快速增加的現(xiàn)象，稱之為碰線或者連電。大部分軌道交通電氣火災都是因為電氣短路所造成的，其主要包括兩種形式：第一，導線間的直接接觸短路，即配電線路相線與相線間、中線間的短路，因為短路回路電流過大，其可以促使保護斷路器發(fā)生瞬間動作，以此切斷回路電源，防止造成更為嚴重的損壞。第二，帶電導體與地之間的局部短路，以電弧作為通路形成電氣接地故障，即電弧短路，其發(fā)生幾率較大，而且不容易被發(fā)現(xiàn)。因為短路電流過小，不會造成斷路器動作保護線路。因為電弧局部溫度比較高，可以長時間延續(xù)，很容易造成周圍可燃物燃燒，因此由接地電弧短路故障引發(fā)火災的幾率很大。

2.2 漏電

導線絕緣破壞或者電氣設(shè)備的絕緣能力比較差等，會造成導線與地面間存在電流，就是所謂的漏電。漏電會導致設(shè)備局部帶電，以此導致人身觸電，嚴重的時候還會引發(fā)電弧、高溫，以此造成周圍可燃物燃燒。漏電的主要原因包含4項：首先，導線由于長期使用，絕緣層老化，導致強度降低。其次，導線適用環(huán)境太過潮濕，很容易腐蝕，導致絕緣層擊穿。再次，在安裝或維修時，導線外的絕緣層出現(xiàn)損傷。最后，用電設(shè)備對地造成絕緣損壞。

2.3 過負荷

在電氣線路中，連續(xù)通過不會造成電線過熱的電流量，就是安全載流量，即所謂的安全電流。如果線路的電流量超出安全載流量，就是線路過負荷。線路最高工作溫度是65℃，由于線路發(fā)熱量與電流平方為正向關(guān)系，所以，在過負荷的時候，線路發(fā)熱量經(jīng)常會超出上限值，這樣一來，不僅會導致絕緣層快速老化，還會造成絕緣層擊穿或燃燒，從而引發(fā)火災事故。

2.4 設(shè)備使用不當

電熱器和燈具等電力設(shè)備的安裝不恰當，使用環(huán)境不規(guī)范，周圍堆載著大量的可燃物，散熱條件比較差等都很有可能造成火災事故。

3 基于軌道交通的電氣火災防控技術(shù)

3.1 剩余電流保護技術(shù)

現(xiàn)階段，我國普遍使用剩余電流保護技術(shù)實施人身觸電與漏電火災防護，而保護電氣則被稱之為剩余電流保護器。剩余電流動作型漏電保護器根據(jù)線路的剩余電流實施保護，動作可靠性較高，可以作為直接接觸補充保護，還可以分級保護。其中很多國家漏電保護裝置都是剩余電流動作型的產(chǎn)品。而我國不論是在數(shù)量還是類型上，已經(jīng)基本上能夠滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需求了。在國民經(jīng)濟發(fā)展的推動下，城市軌道交通的電氣系統(tǒng)中充分引進了剩余電流保護技術(shù)，這在很大程度上提高了軌道交通電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。為了進一步適應軌道交通電氣需求，還應全面優(yōu)化和改進剩余電流保護技術(shù)，實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的全方位保護，確保人們的出行安全。

3.2 電弧故障保護技術(shù)

3.2.1 電弧故障檢測

就軌道交通電氣而言，主要劃分為三大類型：第一，支路AFCI，在配電盤中安裝，保護支路電路與饋電線路電弧故障。第二，插座式AFCI，在用電器具電源插座上安裝，保護用電器電弧故障。第三，組合式AFCI，滿足以上兩種類型要求，并保護分支電路與用電源插座的電弧故障。因為低壓配電線路敷線比較隱秘，而且電弧故障發(fā)生的具體位置并不明確，一般主要利用間接保護的方式保護電弧故障，也就是進行線路電流、電壓、相位等相關(guān)參數(shù)測量，在電弧故障發(fā)生的時候，這些相關(guān)參數(shù)都會出現(xiàn)相應改變，據(jù)此對電弧故障進行判斷。其中，大部分軌道交通電氣系統(tǒng)都是根據(jù)電流進行判斷。通過利用電流傳感器與剩余電流傳感器進行電流測量，電弧故障檢測與保護電路判斷是否存在串聯(lián)電弧故障，線與中性線并聯(lián)電弧故障，線與地并聯(lián)電弧，一旦出現(xiàn)電弧故障，及時關(guān)閉觸點動作，并確保長時間處于關(guān)閉狀態(tài)，并快速斷開被保護電路。

3.2.2 電弧故障識別

通過寬帶噪聲在過零點周圍消失，以及寬帶噪聲在半周期內(nèi)部能量分布等特性，能夠辨別電弧故障，防止誤動作。電流傳感器主要是用來進行線路電流測量，而頻率傳感器則是用來進行線路電流信號頻率測量，把電流傳感器與頻率傳感器檢測的電流值與高頻信號能級信號傳輸?shù)教幚砥髦校隳軌蚺袛嗍欠癯霈F(xiàn)串聯(lián)電弧故障與線對中性線間并聯(lián)電弧故障。因為分別使用傳感器進行線路電流與高頻分量測量，與使用寬帶電流傳感器比較而言，可以更具針對性和有效性地檢測線路電流值與電力信號寬帶噪聲能級，以此提高測量精確度。線對地間并聯(lián)電弧故障依舊采用差分電流傳感加以測量。串聯(lián)電弧的檢測方式，主要是設(shè)置多項定時周期，即第一周期與第二周期，第二周期是第一周期的分數(shù)，第一周期是工頻半周波，第二周期是采樣周期，每半工頻周期可以采集到32個數(shù)據(jù)，計算第一周期電流與寬帶噪聲頻率，判斷其與預先設(shè)定閾值的差異，以及串聯(lián)電弧故障。并聯(lián)電弧檢測方式與串聯(lián)電弧類似，即對電流與預先設(shè)定閾值之間的差異。線對地并聯(lián)電弧則是利用差分電流方式加以判別，通過差分電流傳感器進行線路差分電流檢測，在第一周期內(nèi)都超過預先設(shè)定閾值的話，就可以斷定為線對地出現(xiàn)了電弧故障。為了方便組裝，電流傳感器與頻率傳感器可以采取一體化結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

綜上所述，軌道交通主要是指具備運量比較大，速度較快，而且耗能較少，安全性較高等特性的交通方式，是當前城市出行性價比最好的交通工具，所以，積極進行軌道交通建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實意義，其不僅能夠進一步推動城市化進程，還可以促進社會經(jīng)濟發(fā)展。因為軌道交通供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備密度比較大，運行環(huán)境非常差，所以電氣故障發(fā)生幾率相對較高，尤其是電氣火災事故。對此，積極引用剩余電流保護技術(shù)與電弧故障保護技術(shù)，能夠有效防控電氣火災事故，并確保軌道交通運行的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻

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