重慶地鐵五號線幸福廣場站消防弱電系統感應電問題分析

王瑜琳 徐曉靈 朱起源

摘要：本文通過對重慶地鐵五號線幸福廣場站消防控制中心全功能測試過程中，發現消防聯動柜風閥存在感應電，導致電路板被擊穿的問題進行分析。在有效解決問題的同時，為今后類似問題的排查和處理提供參考。

關鍵詞：消防；全功能測試；感應電；擊穿

重慶軌道交通五號線一期工程（園博中心站～跳蹬站）[以下簡稱：“五號線一期”]，線路長39.76km，設車站25座，全線設中梁山車輛段、大竹林停車場各一座；控制中心設于大竹林停車場南側。全線分為南、北兩段，其中北段為園博中心站至大石壩站，共10座地下站，運營里程約17km。

五號線一期北段的整個調試過程涉及單機單系統調試、接口調試、全功能測試以及聯合調試。其中全功能測試是以綜合監控（ISCS）為主的功能驗證測試項目，是城市軌道交通工程調試中的關鍵環節之一，是對前期機電設備安裝、單系統調試、接口調試的檢驗，同時也為后期順利進行綜合大聯調提供有力保障。在此次對五號線一期北段各個站點的全功能測試中，發現幸福廣場站消防控制中心某一消防聯動柜風閥存在感應電。為了能夠及時的解決問題，避免消防聯動柜電路板再次出現擊穿現象，聯調聯試項目部緊急召集產品供應商、監理、施工單位以及業主等相關的技術人員，針對此問題召開專題分析會議。

1感應電產生原因分析

相對于弱電系統而言，感應電具有電壓高、電流小、能量弱等特點，常見于導電設備外部所帶的電，其實質是通過一定的方法，改變空間中靜電荷的分布，來影響相關設備的正常工作。[1]針對此次幸福廣場站全功能測試過程中出現的感應電問題，筆者搜集以往類似的工程項目資料，[2]并結合專題分析會議中相關工作人員反饋的意見和建議，將感應電產生的原因總結如下：

（1）接線問題：工作人員疏忽，導致接線錯誤，意外引入強電（220V）電壓。

（2）環境因素：一方面城市軌道交通大多為地下工程，因此相關控制設備只能安裝于地下室，加之重慶市年平均相對濕度多在70%80%，在全國屬高濕區，因此地下室長期處于潮濕狀態，墻面有結露，地面有積水，使得設備受潮。另一方面城市軌道交通工程龐大，工期緊迫，配電箱的安裝若是遇上三、四月份的梅雨季節，受潮將更加嚴重。[3]

（3）強弱電線敷設不達標：電氣規范規定強、弱電線要分開走線，而且中間要留有間距。但是在實際的工程施工中，部分施工人員可能為了方便省事而將強、弱電線敷設在同一條線槽或線管當中。強、弱電混合布線，相互干擾，使得電勢竄入其中產生感應電。

（4）隔離措施是否達標：電氣規范指出，強、弱電可共用一個電氣豎井，但強、弱電線路應分別布置在豎井兩側或采取隔離措施。同樣在城市軌道交通工程建設中，對于消防控制中心的消防聯動柜內同時存在強、弱電線的情況下，應嚴格按照電氣規范的要求，將強、弱電線分別布置在消防聯動柜的兩側或采取相應的隔離措施，否則強、弱電互相干擾，將產生感應電。這也就意味著控制電路中微機控制板的工作，會因強電的干擾而變得不穩定，使得整個消防控制系統的工作穩定性得不到保障。

2查找感應電來源

根據上文總結的感應電產生原因，聯調聯試項目部召集各方工作人員在第一時間對五號線一期幸福廣場站控制中心的消防聯動柜進行相關測試，進一步查清感應電的來源，并及時提出行之有效的整改方案，確保五號線一期聯調聯試工作的順利推進。

在進行各項測試之前，首先要保證系統接線的正確性，避免因接線問題導致參數測試不達標。鑒于此次是在消防聯動柜風閥處產生的感應電，因此摸清風閥的信號是如何送到火災自動報警系統（FAS）模塊箱至關重要。

根據此次聯調工作安排，各功能模塊之間信號的連接是由不同的標段負責，主要包括：風閥、風閥就地控制箱、繼電器、環控電控柜及FAS模塊箱。經各標段共同確認，系統各模塊間未出現接線錯誤的情況。

其次鑒于空氣溫濕度會影響電氣設備性能，主要體現在濕度過高，會降低電氣設備的絕緣強度，因此聯調項目部連續幾天對地下室的溫濕度進行監測，監測結果均未超過電氣設備正常工作所允許的范圍。

最后我們按功能模塊對消防聯動柜進行綜合測試，進一步查找產生感應電的故障點。整個測試流程如下所述：

圖1測試流程

（1）解除就地控制箱到環控電柜控電纜，用萬用表單獨測試就地控制箱“關到位信號”端子，測得交流感應電壓為17V左右。

（2）解除就地控制箱“關到位信號”端子到就地控制箱繼電器電纜，使本段控制電纜懸空，用萬用表測得兩端懸空的“關到位信號”控制電纜的感應電壓為17V左右，繼電器端子對地的感應電壓為4V左右。

（3）拆除就地控制箱電纜線槽，發現風閥“關到位信號”電纜雜亂的擺放在線槽中，如圖2所示。將“關到位信號”電纜單獨清理出來，一端接到繼電器上，一端接到接線端子上，再次用萬用表進行測試，此時測得感應電為7V左右（出自繼電器端子感應電與周圍環境感應電的疊加，感應電壓在允許范圍內），相比之前的測試值減少了10V左右。

（4）拆除環控電控柜端子到風閥就地控制箱的電纜，使得環控電控柜到風閥就地控制箱的“關到位信號”電纜懸空，測得一根“關到位信號”電纜感應電為32V左右，另一根“關到位信號”電纜感應電為3V左右（在允許范圍內）。環控電控柜的接線如圖3所示（圖中黃色電纜為“關到位信號”電纜）。

圖2就地控制箱電纜接線圖圖3環控電控柜電纜接線圖

（5）拆除環控電控柜到FAS模塊箱的控制電纜，使得風閥“關到位信號”控制電纜懸空，測得“關到為信號”控制電纜感應電壓4V左右（在允許范圍內）。

經過多方面的測試、排查，初步斷定幸福廣場站消防聯動柜發生感應電的原因主要是：①風閥就地控制箱中，信號電纜與電源線共線槽且擺放雜亂；②5301標段負責的控制電纜中存在220V電壓等級的電纜與控制信號電纜在同一電纜的不同芯中，使得控制電纜的屏蔽層失去屏蔽效果。

3感應電整改措施

針對此次幸福廣場站消防聯動柜發生感應電的的事件，聯調聯試項目部協調各單位進行如下整改：

（1）針對信號電纜與電源線共線槽且擺放雜亂問題，責令風閥就地控制箱內左側整齊擺放帶220V電源或信號電纜，右側整齊擺放無電信號電纜，如圖4所示。

圖4就地控制箱整改示意

（2）針對5301標段的電源、控制信號共電纜問題，責令5301標段協調相關單位按以下兩個方向進行整改：①=1＼*GB3將控制電纜中有220V電壓的電纜芯與無電的信號電纜芯分開并用不同的電纜進行敷設。②=2＼*GB3若現場已不具備采用不同的電纜進行敷設的條件，考慮到多芯電纜的擺放位置會直接影響感應電的大小，而在控制電纜中有部分備用芯是沒有感應電的，當內部磁場處于基本穩定的狀態時，幾乎不會發生無感應電的備用芯再次出現感應電的現象，因此可以選用控制電纜中無感應電的備用芯作為信號電纜接入FAS模塊箱。

此次幸福廣場站的感應電事件雖然在各單位的配合下得到了初步的解決，但相應的處理措施可能并不能徹底的杜絕再次發生類似問題，因此我們總結出以下的預防措施，為后期軌道交通建設中避免該類事件的發生提供參考。

（1）對地下電氣設備的安裝應盡量避免在梅雨季節施工，針對重慶地區的氣候特性，在不可避免的高濕氣候條件下，應嚴格把關室內電氣設備間的通風排氣設施，確保溫濕度滿足相關電氣設備正常運轉所允許的范圍。

（2）在施工過程中，應嚴格參照電氣規范的相關要求，規范施工方的施工流程，避免強、弱電混合布線的情況發生。

（3）在選購設備方面，應嚴格參照電氣規范對設備供應方提出相關的技術要求，選擇技術達標且信譽好的單位開展合作。

（4）在設備安裝過程中，要確保安裝工人具備相應的識圖能力，能夠準確無誤的完成相關設備的連接。

（5）強、弱電線要分開走線，且要留有足夠的安全間距，同一設備箱內的強、弱電線應分別結束并分開排列。

（6）對于設備的控制信號電纜應采用屏蔽電纜，防止控制信號收到干擾而造成設備不穩定。[4]

（7）后期維護過程中，設備的清潔與防潮工作必不可少。

4總結

本文以重慶地鐵五號線全功能測試過程中某一站點發生的感應電事件為例，詳細分析了此次事件的處理流程，同時針對以后的過程建設中類似問題的發生提出了相應的預防措施，具有一定的參考和借鑒價值。

參考文獻：

[1]張仁金，張桂木.一起輸電線路停電檢修中“感應電”產生原因分析及防范措施探討[J].裝備制造技術，2013（10）：250251.

[2]葉嘉良.消防弱電系統漏電及感應電勢對弱電設備的干擾和損害[J].城市建設理論研究：電子版，2012（9）.

[3]王平.溫濕度對井下電氣設備影響性分析[J].能源與節能，2017（3）：6970.

[4]李軍.控制電纜感應電的產生原理及其故障排除[J].山西電力，2015（5）：4850.

基金項目：重慶市高等職業院校專業能力建設（骨干專業）城市軌道交通機電技術專業項目