軌道交通電氣火災防控技術的研究及應用

韋偉強

【摘 ?要】在現代社會生活中，城市軌道交通具有運輸量大、環保、效率高等特點，已經成為城市現代化公共交通主要發展方向。軌道交通安全運行的最大隱患，便是火災一類災害，對于出行民眾的切身安全有著較大影響，而火災中電氣類火災發生頻繁，造成的損失慘重。基于此，本文對軌道交通電氣火災預控進行分析，并對其應用展開探討。

【關鍵詞】軌道交通;電氣火災成因;電氣火災防控

現代城市發展對于交通的要求極高，軌道交通的作用便在于提高民眾出行效率，推動城市的運轉速度，進而使城市發展提速[1]。但在軌道交通常規型電氣火災預控技術中，較易受環境及時間等條件影響，導致技術存在可靠性較差，誤報漏報等缺點，由此使得技術無法發揮效用。因此對軌道交通中的電氣火災防控技術展開討論，存在較強的現實意義。

一、軌道交通中電氣火災防控意義

軌道交通中，由于其本身是集成度較高的交通系統，電氣設備及管線密度極大，因此在進行線路及設備使用過程中，故障發生較為普遍。軌道交通中的車站控制中心及站臺、站廳等建筑及設備較為集中，如果發生電氣火災類事故，便會造成嚴重的安全問題。在軌道交通電氣火災發生中，普遍存在發生條件復雜化、控制難度大等特點，在討論中，認為該類情況的造成原因，根源在于管理的系統性較差，無法對事故各方面兼顧，由此導致預防管理、技術防控難以有效展開。而電氣火災發生，造成的破壞較為嚴重，對民眾生命財產安全產生威脅。因此，對于電氣火災類事故進行有效的預控防范，使得軌道交通管線與設備在使用中能夠保證穩定性及安全性，是現代化城市普遍需要積極研討的課題。

二、軌道交通電氣火災成因探究

進行軌道交通電氣火災的預控，就需要對其發生原因展開討論，在明確應對問題能夠應對措施的展開提供依據。

1、短路問題造成的電氣火災

零線及相線、相線及相線的既定點發生絕緣損壞等時，進而會發生線與線的直接觸碰或直接相連，最終致使電氣回路電流迅速增加的情況，被稱為連電、碰線。根據調研，軌道交通電氣火災的發生中，成因為電氣短路類型的事故較為普遍。電氣短路類火災事故，存在兩種不同形式，導線間的相觸所造成的短路情況。具體便是配電線路中的相線及中線、相線及相線發生的短路情況。短路回路的電流極大，能夠使得短路保護裝置進行瞬間動，將回路電源切斷，防止短路現象擴大為安全事故;其次在地面與帶電類導體發生的局部型短路，一般而言便是采用電弧作通路，從而使得電氣在連接地面時發生故障。此種形式的短路也被稱為電弧短路，在軌道交通電氣系統中發生較多，且存在一定的隱蔽性，不易被發現。隱蔽性是因此類短路中產生的電流極小，致使短路保護裝置不會進行動作，對線路進行保護。進而導致電弧短路位置的溫度上升，持續一定時間后便會使得線路燃燒。因此，短路故障造成的電氣火災中，多數為電弧短路。

2、漏電問題造成的電氣火災

導線絕緣發生損壞，或電氣設備絕緣性能較差的情況下，會使得導線與地面之間存在電流的現象，被稱為漏電現象。漏電所造成的后果便是使得設備在局部帶有電流，進而與設備有直接接觸的乘客電流互通。漏電現象較為嚴重時，還會引發高溫及電弧的現象，從而使得局部四周可燃物發生燃燒的現象。漏電發生原因，主要包括：導線在使用時間過長后，使得絕緣層發生老化，最終使導線強度降低;導線使用的環境過于潮濕，從而絕緣層較易被腐蝕，最終致使絕緣層被擊穿;進行維修及安裝的過程中，使得絕緣層被損壞;最后是用電設備對地造成了絕緣的損壞發生。上述四個導線絕緣層無效，是漏電現象發生的主要原因。

三、軌道交通電氣火災防控技術探究

因軌道交通運行關乎城市運轉，所以其安全變成為了極為關鍵的條件。軌道交通的安全運行能夠保障城市民眾出行安全，發揮其現代化交通的特點，推動城市的高效運轉。為了使得該目的的達成，軌道交通電氣火災防控技術的應用變成關鍵條件。

1、剩余電流保護技術

在我國現階段軌道交通中，為了保障人身因短路及漏電造成的觸電得到避免，廣泛使用了剩余電流保護技術，保護目標為電氣設備時，其又被稱為剩余電流保護器。剩余電流保護器中，動作型保護器能夠參照線路剩余電流進行保護動作，且動作的有效性能夠保證。且在此類保護器使用中，可以配置為接觸型補充保護，也能進行分層級的保護。該技術進行應用的普遍性較高，其他國家漏電保護器幾乎都是動作型剩余電流保護器。我國對該類技術的應用中，在應用側重及保護器密度上，都能夠達成現階段的軌道交通漏電的安全保護要求。進而使得軌道交通在運行中，安全條件較為可靠穩定。隨著社會發展，保護器相關類技術迭代，剩余電流保護器也需要積極的進行更新，以此使得電氣系統的安全性進一步提升。

2、電弧短路保護技術

2.1電流檢測電弧故障

在軌道交通中的電路故障檢測技術，包括有：支路型AFCI。該設備被安裝在配電盤中，對饋電線的線路及支路電路的電弧類故障進行保護;插座型AFCI。在進行使用中，如其名在設備電源插座進行安裝并使用，使得電氣設備的電弧故障得到保護;組合型AFCI。該類保護設備，在能夠同時滿足前兩者的保護目標，對電源插座及分支電路的電弧故障進行保護。在線路敷設中，低壓配電較為隱蔽，且電弧故障具體發生位置也較為難以明確，因此電弧故障的保護主要是使用間接保護的方式進行，即對線路進行相位、電壓和電流等參數進行實時監測，電弧故障發生便會使得此類參數被改變，從而使得線路發生電弧故障能夠被明確。現階段軌道交通的電弧故障保護，較為依賴于對電流的檢測進行判斷。電流監測主要通過剩余電流傳感器及電流傳感器進行，從而明確保護電路中串聯電弧故障的發生是否存在，相線及中線的并聯故障、地線間的并聯電弧故障等能夠得到明確。如發現故障存在，便即刻進行觸點動作的關閉，且對其關閉狀態時間進行保證，同時進行被保護電路的通電斷開。

2.2寬帶噪聲電弧故障識別

現階段電弧故障的識別工作，主要根據寬帶噪聲的相關特性進行，譬如，過零點附近寬帶噪聲會消失、半周期中的寬帶噪聲的能量分布等。能夠完成電弧故障的識別，使得誤動作能夠被避免。同時應用相關電流及高頻分量的檢測技術，能夠針對被檢測的電力信號、電流值及寬帶噪聲能力，使得測量在精度上提升。在進行寬帶噪聲的電弧故障檢測中，存在兩個固有周期，在第一周期中，對工頻半周波進行檢測，第二周期則對周期進行采樣，在各半周期工頻的收集中，能夠得到32項數據，對第一周期進行寬帶噪聲的頻率以及電流進行確認及計算，進而數據和閾值設定差異進行判斷，最終明確電弧故障的存在與否。

現代化城市運轉對于交通的依賴性極強，作為重要的交通組成部分，軌道交通的安全不僅與社會運轉息息相關，更在于其本身對城市發展的重要性。本文通過對電氣火災成因的分析，明確電弧故障及短路故障造成的火災最為廣泛，由此進行技術探討，對電弧故障的檢測技術以及短路保護技術進行了詳細的闡述，為軌道交通的火災預控提供了有效的改善方向。

參考文獻：

[1]鄭曉慶.電氣火災監控在城市軌道交通配電系統中的應用[J].機電產品開發與創新，2017，30（2）：92-93.

（作者單位：南寧軌道交通集團有限責任公司）