地鐵車站感溫電纜誤報警分析及管理措施研究

郭建波，周繼續，劉彩紅

（青島地鐵集團有限公司運營分公司，山東青島 266000）

0 引言

地鐵車站電纜夾層空間密閉，環境復雜，一旦發生火災，將直接影響車站用電、消防等設備安全，造成重大人員傷亡和經濟損失。感溫電纜作為電纜夾層狀態的監測設備，承載著電纜夾層火災監測、消防聯動等功能，是保障車站用電和行車安全、消防預警的重要工具。然而，感溫電纜頻繁誤報警問題也一直困擾著消防、工程施工人員，如何保證感溫電纜精準監測的同時，最大限度地降低感溫電纜誤報警率，成為工程項目中亟需解決的問題。目前，關于感溫電纜誤報警根源，尚無定論，相關研究較少。張杰等[1]提出了干擾抑制技術，通過采用抗干擾設備降低系統的誤報警率；劉沙[2]等基于地鐵隧道特殊環境，提出優先選用光纖感溫探測器可降低誤報警；蔡鷹[3-5]等基于車站火災特點提出預防措施。針對地鐵車站火災監測與預防的研究較多，但鮮有文獻研究感溫電纜報警根源及應對管理措施。基于感溫電纜現場應用實際，探索感溫電纜誤報警根源，提出應對措施。

1 感溫電纜原理分析

以JTW-LD-SF500/85A纜式線型感溫火災探測器為例分析產品原理及性能。感溫電纜探測器型號為JTW-LD-SF500/85A，動作溫度（85 10%）℃，工作電壓DC 24 V，防護等級IP65，最高環境溫度60℃，終端環境溫度（-10～50）℃，最小報警長度1 m（圖1）。

正常狀態下，電纜溫控器雙金屬片處于自由狀態，觸點斷開，當檢測到溫度上升到動作值時，NTC（Negative Temperature Coefficient，負溫度系數絕緣材料）電阻值隨之迅速下降，雙金屬片受熱動作，閉合觸點，電路導通，控制器檢測出溫度異常進行報警，從而起到溫度報警的作用；當溫度降至動作值以下時，觸點自動斷開，設備恢復正常。終端盒裝有微處理器，監視感溫電纜線芯之間的電阻變化和溫控器的通斷變化，可提供正常、故障、火警等信號處理功能。

圖1 感溫電纜探測器結構

2 感溫電纜工作環境分析

地鐵車站感溫電纜主要安裝在電纜夾層、站臺底下的高壓電纜架及直流1500 V開關處，以正弦波形式敷設在保護線纜上（圖2），用以監測供電電纜的溫度。實際工作環境的特點主要集中在強電磁干擾、潮濕凝露、積水、高溫、霉變等，且在施工過程中，因固定方式、施工質量、后期設備維護等原因，線纜表面破損時有發生，實際工作環境如圖3所示。

強電磁干擾環境由感溫電纜的敷設形式決定，供電強電纜產生的交變磁場對感溫電纜的工作電路產生一定干擾作用，尤其在地鐵供電設備的維護即供電設備進行倒閘作業時，停送電瞬間產生較強的交變磁場，從而對敷設在供電電纜表面的感溫電纜產生強電磁干擾作用。潮濕凝露主要集中在潮濕季節，尤其是南方及沿海城市地鐵，較大的空氣濕度使得感溫電纜歷經交變濕熱、凝露、浸泡等環境，且潮濕季一般伴隨著高溫天氣，極易在設備表面發生霉變、積水，從而影響感溫電纜線芯阻值大小，進而增加了感溫電纜設備誤報警率，降低了設備的可靠性能。感溫電纜表皮破損主要集中在固定扎帶處，傳統的塑料扎帶固定方式、施工檢修不到位均是造成感溫電纜破損的主要原因。

圖2 感溫電纜敷設形式

圖3 地鐵車站感溫電纜工作環境

3 感溫電纜測試平臺搭建及管理措施研究

3.1 感溫電纜平臺搭建與測試

由上面分析可知，感溫電纜誤報警主要由其工作環境導致，如有強電磁干擾、高溫、浸泡、交變濕熱、供電電壓波動等，但是感溫電纜誤報警的具體原因并未被成功探索出。因此，基于青島地鐵3#線電纜夾層實際工作環境，搭建感溫電纜測試平臺，探索感溫電纜誤報警根源。

本次感溫電纜測試平臺搭建及測試，均保證感溫電纜各設備正常安裝且處于正常監視狀態，每項測試項目的一個循環試驗周期為7 d，感溫電纜護套破損大小設定為2 cm，測試結果分析如表1所示。

由表1可知，感溫電纜在未被水淹浸泡的情況下，單獨進行高溫、護套破損、交變濕熱、電磁兼容及供電電壓波動測試時，設備均能正常運行，2個循環周期內未發現誤報警現象，因此潮濕凝露環境、電源電壓變化（15.6～31.2）V、高溫環境<50 ℃、線纜破損、電磁干擾均不是感溫電纜誤報警或故障原因。而采用經過浸泡水淹過的感溫電纜進行上述測試時，1個循環周期內感溫電纜即出現誤報警現象，因此線纜長期水淹（測試中采用的水淹時間>48 h）是導致感溫電纜誤報警或故障的根本原因。

表1 感溫電纜測試結果分析表

3.2 管理措施研究

前面已找到感溫電纜誤報警根源，在地鐵車站感溫電纜施工及維護維保過程中，采用以下防范措施可降低感溫電纜誤報警率，提升設備可靠性能。

（1）基于地鐵車站電纜夾層復雜環境，感溫電纜選型時，應盡可能選用防水等級高的電纜，一般選用防護等級不低于IP65的感溫電纜設備。

（2）感溫電纜施工及敷設過程中，應盡可能增加離地面高度，防止電纜夾層積水造成感溫電纜浸泡水淹。

（3）感溫電纜的傳統固定方式為采用塑料扎帶固定，但塑料扎帶表面具有一定的切割性，在施工及維保過程中容易破壞感溫電纜護套，若此時空氣濕度增加，設備表面凝露，會導致設備誤報警率增加。在電纜夾層實際環境中，感溫電纜的破損點主要集中在結合口、扎帶部位，因此感溫電纜的固定方式應采用表面光滑的軟線捆扎，反正護套破損。

（4）感溫電纜設備長時間凝露會產生與浸泡相似效果，因此在感溫電纜定期檢修過程中，應用干抹布將感溫電纜表面凝露擦除，尤其是南方及沿海城市地鐵的潮濕季節，應適當縮短檢修周期，以保障設備表面無常時間凝露現象。

3.3 基于青島地鐵3#線的管理措施應用分析

青島地鐵3#線下設車站22座，屬于典型的沿海城市地鐵，潮濕季主要集中在6～8月份。運營初期，感溫電纜出現較多的誤報警現象，2016年誤報警次數達到48次且主要集中在6～8月份的潮濕季。通過搭建測試平臺，找出應對措施并實施應用后，誤報警概率大大降低，提升了設備可靠性能及運營質量。近兩年的感溫電纜運行狀態分析表見表2。

表2 管理措施應用前后誤報警次數 次

4 結論

綜合考慮地鐵車站感溫電纜實際工作環境實際，針對誤報警問題，搭建了感溫電纜測試平臺，分析了感溫電纜誤報警根源，得出感溫電纜浸泡水淹是導致感溫電纜頻繁誤報警的根本原因，并針對感溫電纜施工、維護提出一些管理措施。基于青島地鐵3#線的實際應用，驗證了管理措施的有效性。