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探析如何測試及防范地鐵站弱電系統線路 接地故障引發的風險

2021-04-28
來源:中國安全生產(chan) 作者:重慶市軌道交通(tong)(集團)有限公司 王愷


弱電系統在(zai)地鐵建設(she)領域應用(yong)非常廣泛(fan),如(ru)綜合監控系統、自(zi)動消防(fang)系統 、環境與設備監控系(xi)統、氣體滅火系(xi)統、通信(xin)網絡系(xi)統等,這些(xie)系(xi)統電流電壓小,往往采用(yong)36V及(ji)以下的(de)交流電或24V及以下的(de)直流電。地(di)鐵站(zhan)內環境復雜且特(te)殊,接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)是比較(jiao)常見的(de)系(xi)統(tong)(tong)故(gu)障(zhang)。而(er)地(di)鐵站(zhan)內弱電系(xi)統(tong)(tong)的(de)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)往(wang)往(wang)會(hui)(hui)造成(cheng)系(xi)統(tong)(tong)干擾(rao)、影響運(yun)營、設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)、財(cai)產損失、系(xi)統(tong)(tong)癱瘓甚至人員傷(shang)亡的(de)嚴重(zhong)(zhong)后(hou)果,故(gu)弱電系(xi)統(tong)(tong)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多地(di)引起(qi)人們的(de)關(guan)注(zhu)。氣體(ti)滅火系(xi)統(tong)(tong)是為保護重(zhong)(zhong)要(yao)設(she)備(bei)機(ji)房或(huo)電氣設(she)備(bei)而(er)設(she)立的(de)消(xiao)防(fang)安(an)全系(xi)統(tong)(tong),氣體(ti)滅火系(xi)統(tong)(tong)一旦發生接(jie)地(di)故(gu)障(zhang),不(bu)但會(hui)(hui)影響到消(xiao)防(fang)安(an)全,還(huan)有可能(neng)造成(cheng)氣體(ti)誤噴,將(jiang)會(hui)(hui)極(ji)大地(di)影響地(di)鐵運(yun)營。本文將(jiang)結合(he)重(zhong)(zhong)慶軌道交通(tong)地(di)鐵站(zhan)所采用的(de)氣體(ti)滅火系(xi)統(tong)(tong),通(tong)過模擬(ni)測(ce)試及數據分析(xi),探析(xi)弱電系(xi)統(tong)(tong)接(jie)地(di)帶來的(de)影響和風險。

  氣(qi)體(ti)滅火(huo)(huo)(huo)報(bao)警系統由氣(qi)體(ti)滅火(huo)(huo)(huo)火(huo)(huo)(huo)災(zai)報(bao)警主(zhu)機、現場氣(qi)體(ti)滅火(huo)(huo)(huo)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)、感煙探(tan)測器(qi)(qi)、感溫探(tan)測器(qi)(qi)、放氣(qi)指(zhi)示燈、聲(sheng)光報(bao)警器(qi)(qi)、警鈴、緊急啟停按(an)鈕等(deng)設(she)備組成(cheng)。當(dang)防(fang)護(hu)區發生火(huo)(huo)(huo)災(zai)時(shi),火(huo)(huo)(huo)災(zai)探(tan)測器(qi)(qi)探(tan)測到火(huo)(huo)(huo)災(zai)信號(hao)并(bing)輸送(song)給控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi),控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)立即發出(chu)聲(sheng)、光報(bao)警信號(hao),同時(shi)又發出(chu)聯(lian)動信號(hao)(如關閉通(tong)風防(fang)火(huo)(huo)(huo)閥(fa)等(deng)),經過(guo)預先(xian)設(she)定的30秒延時(shi)時(shi)間后,輸出啟(qi)動(dong)滅火(huo)系統的(de)(de)信號,使對應防護區的(de)(de)電磁啟(qi)動(dong)瓶組打開,啟(qi)動(dong)氣(qi)體釋放后打開相應的(de)(de)選擇閥和滅火(huo)劑

瓶組,釋放惰性氣體滅火劑(ji),經過(guo)減壓裝置(zhi)及管網將(jiang)滅火劑(ji)噴至相應的(de)防護區內進行滅火。

  氣(qi)體(ti)滅火系(xi)(xi)統(tong)運(yun)行穩(wen)定(ding)可靠,但(dan)是(shi)在接地(di)等(deng)異常(chang)情況下(xia)產生的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)是(shi)不可控的(de)(de)(de)(de)。相對(dui)于系(xi)(xi)統(tong)設備(bei)故障(zhang)、人為原因引(yin)起的(de)(de)(de)(de)異常(chang)事件,接地(di)故障(zhang)具有(you)潛伏(fu)周期長、不易發(fa)(fa)現(xian)、突(tu)然(ran)發(fa)(fa)作等(deng)特點。弱(ruo)電系(xi)(xi)統(tong)常(chang)見的(de)(de)(de)(de)接地(di)故障(zhang)是(shi)由于施工(gong)質量、產品(pin)質量以及環(huan)境變化等(deng)因素引(yin)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)電線路同金屬線管、線槽、外殼等(deng)接觸造成對(dui)地(di)短路的(de)(de)(de)(de)情況。為了深入探(tan)究氣(qi)體(ti)滅火系(xi)(xi)統(tong)接地(di)故障(zhang)對(dui)系(xi)(xi)統(tong)功能的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)并找出其中存在的(de)(de)(de)(de)規(gui)律,本文將通過(guo)一系(xi)(xi)列的(de)(de)(de)(de)模(mo)擬(ni)氣(qi)體(ti)滅火系(xi)(xi)統(tong)接地(di)測(ce)試(shi)來分析接地(di)對系統(tong)功能的潛(qian)在(zai)影(ying)響。為(wei)了確保測(ce)試(shi)數(shu)據的真實(shi)有效(xiao),本(ben)文采用無故障無報警(jing)信(xin)息,運行狀(zhuang)況(kuang)良好的氣體滅火(huo)系統(tong)作為(wei)測(ce)試(shi)對象,所(suo)測(ce)試(shi)系統(tong)設(she)備均為(wei)正常帶(dai)電工作,且氣體滅火(huo)控制器為(wei)自動狀(zhuang)態。

 

氣體滅火(huo)系統的主要線路敷設方式

 

  氣體滅火系統所采用的是綜合接(jie)地(di)方式,接(jie)地(di)匯入地(di)鐵站接(jie)地(di)網。總接(jie)地(di)電阻小于(yu)1Ω,由(you)動照專業(ye)在各(ge)氣瓶間設(she)置接地端子(zi)箱(xiang),各(ge)氣體滅火控(kong)制盤至接地端子(zi)接線(xian)由(you)本系統(tong)完(wan)成。

  系統(tong)的(de)主回路線所采用(yong)的(de)是2×1.5mm2無鹵低煙阻(zu)燃耐火雙絞(jiao)線,穿(chuan)SC25鋼管保護。系(xi)統的信號(hao)線(xian)所采用的是2×1.5mm2無(wu)鹵低煙阻燃耐火(huo)銅(tong)芯線(xian);3根以下(xia)信號線穿(chuan)SC20鋼管(guan)保護(hu)、34根信(xin)號線需穿SC25鋼管保護。系統的瓶(ping)頭閥、選擇閥控制所(suo)采(cai)用的是2×2.5mm2無鹵低煙阻燃耐火銅芯線,壓力開關(guan)反饋(kui)線所采用的是2×1.5mm2無(wu)鹵低煙(yan)阻燃耐火(huo)(huo)銅(tong)芯線(xian)。每個(ge)氣體滅火(huo)(huo)保護區(qu)閥組控(kong)制線(xian)和壓(ya)力(li)開關反饋(kui)線(xian)合穿(chuan)SC25鋼(gang)管(guan)保護。系統的220V電源線所采(cai)用的是3×2.5mm2無鹵低煙阻燃(ran)耐火銅(tong)芯線,接地線采用45mm2無鹵低(di)煙阻燃耐火銅芯(xin)線,每個現(xian)場滅火盤電源(yuan)線和接地(di)線合穿SC25鋼管保護。系(xi)統(tong)的24V聯(lian)動電源線(xian)所采用的是2×2.5mm2無鹵低煙(yan)阻燃耐火(huo)銅芯線,穿(chuan)SC25鋼管(guan)保護(hu)。

 

接地點的(de)極性(xing)和具體位置





 

  由于測(ce)試(shi)線(xian)路(lu)較長(chang),在線(xian)路(lu)兩端分(fen)別采點,具(ju)體(ti)測(ce)試(shi)點位如下:接地點17為氣消(xiao)主(zhu)機(ji)遠程控制(zhi)線(xian)負極首末端,28為正(zheng)極首(shou)末(mo)端;接地點(dian)35選擇(ze)在(zai)氣體噴灑信(xin)號(hao)輸入信(xin)號(hao)線(xian)負極首(shou)末端,46為正極(ji)首末端;接(jie)地點910選擇在氣(qi)消主(zhu)機(ji)手動停止輸入控(kong)制線負極、正極位置;接地(di)點1112選(xuan)擇在瓶頭閥輸出控(kong)制線負極(ji)、正極(ji)位(wei)置。

 

模擬接地測(ce)試計劃(hua)

 

  所有(you)測(ce)試線路(lu)均分正負極(ji)性。測(ce)試類(lei)型分為“單極(ji)單點(dian)接地”“單極(ji)多點(dian)接地”“雙極(ji)雙點(dian)接地”三(san)類(lei)。其中一點(dian)接地,共12次;同一根線不同兩點接地(di),共2次;不同兩對線負(fu)極與負(fu)極兩點同時接地(di),共(gong)6次(ci);同(tong)(tong)一對線(xian)正負極同(tong)(tong)時(shi)接(jie)地,共(gong)5次;不同(tong)兩對(dui)線正(zheng)極與負極兩點同(tong)時接地,共12次(ci);不同兩對(dui)線正(zheng)極與(yu)正(zheng)極兩點同時接地,共(gong)6次。

 

模擬接地(di)測試結果記錄

 

  測試時,將接地點同綜(zong)合接地網導通,然(ran)后(hou)觀察(cha)氣體(ti)滅火控制器啟(qi)動(dong)及(ji)報警信(xin)息,并在接地的(de)(de)情況下,通過手動(dong)啟(qi)動(dong)的(de)(de)方式對系統應急功能(neng)進行(xing)測試。通過測試我們得到了詳細(xi)全(quan)面的(de)(de)測試結(jie)果(guo),測試記(ji)錄數據如下:

  測試(shi)點(dian)112分別單點(dian)接地,氣體滅火控制器無異(yi)常;測試點(dian)3&45&65&86&76&96&11同時(shi)接(jie)地,氣體滅火控(kong)制器氣體噴灑(sa)燈亮(liang);測試(shi)點3&54&65&75&95&116&86&107&97&118&109&11同時(shi)接地,氣體滅火控制器(qi)無異常;測試點(dian)5&107&109&1010&11同(tong)時接地,氣體滅火控制器手動停止燈閃亮;測試點5&126&127&129&1210&1211&12同時接地,氣體滅火控制器故障、瓶頭閥燈(deng)亮;測試點(dian)7&88&98&118&12同時(shi)接地,氣(qi)體滅(mie)火控制器延時(shi)燈亮。

 

結(jie)論

 

  通(tong)過總結“測試記錄數據”可以得出以下幾條(tiao)規律:

  同(tong)一根線一點(dian)或兩(liang)點(dian)接(jie)(jie)地(di)、不(bu)同(tong)兩(liang)路線負(fu)極(ji)與負(fu)極(ji)兩(liang)點(dian)同(tong)時(shi)接(jie)(jie)地(di)時(shi)均不(bu)影響(xiang)系(xi)(xi)統(tong)的正(zheng)常(chang)運行(xing)。這是(shi)因為在直流系(xi)(xi)統(tong)中,直流正(zheng)、負(fu)極(ji)對地(di)是(shi)絕緣的,在發生一極(ji)接(jie)(jie)地(di)時(shi)由于沒有構(gou)成接(jie)(jie)地(di)電流的通路而不(bu)引起任何危害;

  當兩點接地時(shi),其中如果有一正(zheng)極接地,那造成誤動作的概率為50%。這(zhe)是由(you)于大部分控制繼電(dian)(dian)器線圈均接負極電(dian)(dian)源若這(zhe)些回路再(zai)發生(sheng)正(zheng)極接地就有造(zao)成繼電(dian)(dian)保護誤動作的可能;

  在所有模擬接地測試時氣消主機對測試項均(jun)無(wu)報警提示;

  接地故障并不影響氣體滅火(huo)控(kong)制器(qi)手動啟(qi)動功能的(de)正(zheng)常使用。

  綜上所述,一極接地(di)故(gu)(gu)障(zhang)在(zai)氣體滅(mie)火(huo)控(kong)制器和氣消(xiao)主機上均沒有直接體現出(chu)來(lai),接地(di)故(gu)(gu)障(zhang)的(de)(de)危害(hai)性是不可(ke)控(kong)的(de)(de),一旦暴露出(chu)來(lai)很可(ke)能會造成(cheng)意外(wai)損失或(huo)其(qi)他危害(hai)事(shi)故(gu)(gu)。因此氣體滅(mie)火(huo)系(xi)統(tong)在(zai)回路接地(di)情況(kuang)下(xia)帶病工(gong)作是不允許的(de)(de)。為了減少因接地(di)等(deng)常見(jian)隱蔽故(gu)(gu)障(zhang)造成(cheng)的(de)(de)系(xi)統(tong)干擾、系(xi)統(tong)故(gu)(gu)障(zhang)、系(xi)統(tong)癱(tan)瘓等(deng)危害(hai),通(tong)(tong)常情況(kuang)下(xia)我們可(ke)以在(zai)以下(xia)幾(ji)個階段,通(tong)(tong)過采取(qu)必要的(de)(de)措施來(lai)進(jin)行防控(kong)。

  施工階段

  不同(tong)系統、不同(tong)電(dian)壓(ya)等級、不同(tong)電(dian)流類別的(de)線(xian)路,不應穿在同(tong)一管內(nei)或線(xian)槽(cao)的(de)同(tong)一槽(cao)孔(kong)內(nei)。回路線(xian)、電(dian)源線(xian)、控(kong)制線(xian)應單獨穿管敷設,管內(nei)導線(xian)的(de)總截面積(ji)(ji)(含保護(hu)層)不應超過管內(nei)截面積(ji)(ji)的(de)40%

  導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)在(zai)管內或線(xian)(xian)(xian)槽(cao)內,不應(ying)有接頭(tou)或扭(niu)結(jie)。導(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)的接頭(tou),應(ying)在(zai)接線(xian)(xian)(xian)盒內焊接或用端子連(lian)接。 所有(you)線纜(lan)應(ying)良好(hao)接地,并做好(hao)防雷措施。

  從接線(xian)盒(he)(he)(he)、線(xian)槽等處引(yin)到探測(ce)器底座盒(he)(he)(he)、控制設備(bei)盒(he)(he)(he)的線(xian)路(lu)均應(ying)加防火金屬軟(ruan)管保護(hu),其長(chang)度不應(ying)大于(yu)1m

  必須嚴格把控(kong)弱電系(xi)統按照設計要(yao)求(qiu)開展施(shi)工,以及嚴格把控(kong)施(shi)工工藝。

  嚴(yan)格按照(zhao)規定開(kai)展系(xi)統(tong)的單(dan)調及(ji)聯調測試,并形成(cheng)完整(zheng)的測試記錄。

  維護階段

  工作人員應在日(ri)常維(wei)護管理工作中加強對弱電系統設備的巡查(cha),特別是對系統的事件(jian)記錄日(ri)志進行定時(shi)清查(cha),發現(xian)隱(yin)患(huan)第一時(shi)間上報處理。

  認真做(zuo)好各(ge)弱電(dian)系統的(de)計劃性維護作業計劃,嚴格(ge)按照作業要求開展系統設(she)備的(de)檢修檢測(ce),應(ying)在日常維護管理工作中加(jia)強(qiang)對(dui)弱電(dian)系統設(she)備的(de)計劃性檢修質量。

  如果(guo)發現弱電系統出(chu)現控制(zhi)線(xian)(xian)、信號線(xian)(xian)路(lu)(lu)有(you)接地短路(lu)(lu)等情況的發生,應第一時間組織力(li)量追根溯源消(xiao)除安(an)全隱患。

  建立完善的故障報修管(guan)理及分析系統(tong)。

  培訓教(jiao)育

  加強對工作人員及(ji)維保人員的安全教育培訓,強化弱(ruo)電系統安全責(ze)任意(yi)識。

  加強對(dui)工(gong)作人員(yuan)及維(wei)護(hu)人員(yuan)的(de)系統運行原理(li)及維(wei)護(hu)技(ji)能的(de)教育培(pei)訓,強化其(qi)對(dui)系統設備工(gong)作原理(li)的(de)認知(zhi),提升(sheng)故障處理(li)技(ji)能。


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