地铁车站感温电缆误报警分析及管理措施研究

2018-12-20郭建波周继续刘彩红

设备管理与维修 2018年23期

郭建波，周继续，刘彩红

（青岛地铁集团有限公司运营分公司，山东青岛 266000）

0 引言

地铁车站电缆夹层空间密闭，环境复杂，一旦发生火灾，将直接影响车站用电、消防等设备安全，造成重大人员伤亡和经济损失。感温电缆作为电缆夹层状态的监测设备，承载着电缆夹层火灾监测、消防联动等功能，是保障车站用电和行车安全、消防预警的重要工具。然而，感温电缆频繁误报警问题也一直困扰着消防、工程施工人员，如何保证感温电缆精准监测的同时，最大限度地降低感温电缆误报警率，成为工程项目中亟需解决的问题。目前，关于感温电缆误报警根源，尚无定论，相关研究较少。张杰等[1]提出了干扰抑制技术，通过采用抗干扰设备降低系统的误报警率；刘沙[2]等基于地铁隧道特殊环境，提出优先选用光纤感温探测器可降低误报警；蔡鹰[3-5]等基于车站火灾特点提出预防措施。针对地铁车站火灾监测与预防的研究较多，但鲜有文献研究感温电缆报警根源及应对管理措施。基于感温电缆现场应用实际，探索感温电缆误报警根源，提出应对措施。

1 感温电缆原理分析

以JTW-LD-SF500/85A缆式线型感温火灾探测器为例分析产品原理及性能。感温电缆探测器型号为JTW-LD-SF500/85A，动作温度（85 10%）℃，工作电压DC 24 V，防护等级IP65，最高环境温度60℃，终端环境温度（-10～50）℃，最小报警长度1 m（图1）。

正常状态下，电缆温控器双金属片处于自由状态，触点断开，当检测到温度上升到动作值时，NTC（Negative Temperature Coefficient，负温度系数绝缘材料）电阻值随之迅速下降，双金属片受热动作，闭合触点，电路导通，控制器检测出温度异常进行报警，从而起到温度报警的作用；当温度降至动作值以下时，触点自动断开，设备恢复正常。终端盒装有微处理器，监视感温电缆线芯之间的电阻变化和温控器的通断变化，可提供正常、故障、火警等信号处理功能。

图1 感温电缆探测器结构

2 感温电缆工作环境分析

地铁车站感温电缆主要安装在电缆夹层、站台底下的高压电缆架及直流1500 V开关处，以正弦波形式敷设在保护线缆上（图2），用以监测供电电缆的温度。实际工作环境的特点主要集中在强电磁干扰、潮湿凝露、积水、高温、霉变等，且在施工过程中，因固定方式、施工质量、后期设备维护等原因，线缆表面破损时有发生，实际工作环境如图3所示。

强电磁干扰环境由感温电缆的敷设形式决定，供电强电缆产生的交变磁场对感温电缆的工作电路产生一定干扰作用，尤其在地铁供电设备的维护即供电设备进行倒闸作业时，停送电瞬间产生较强的交变磁场，从而对敷设在供电电缆表面的感温电缆产生强电磁干扰作用。潮湿凝露主要集中在潮湿季节，尤其是南方及沿海城市地铁，较大的空气湿度使得感温电缆历经交变湿热、凝露、浸泡等环境，且潮湿季一般伴随着高温天气，极易在设备表面发生霉变、积水，从而影响感温电缆线芯阻值大小，进而增加了感温电缆设备误报警率，降低了设备的可靠性能。感温电缆表皮破损主要集中在固定扎带处，传统的塑料扎带固定方式、施工检修不到位均是造成感温电缆破损的主要原因。

图2 感温电缆敷设形式

图3 地铁车站感温电缆工作环境

3 感温电缆测试平台搭建及管理措施研究

3.1 感温电缆平台搭建与测试

由上面分析可知，感温电缆误报警主要由其工作环境导致，如有强电磁干扰、高温、浸泡、交变湿热、供电电压波动等，但是感温电缆误报警的具体原因并未被成功探索出。因此，基于青岛地铁3#线电缆夹层实际工作环境，搭建感温电缆测试平台，探索感温电缆误报警根源。

本次感温电缆测试平台搭建及测试，均保证感温电缆各设备正常安装且处于正常监视状态，每项测试项目的一个循环试验周期为7 d，感温电缆护套破损大小设定为2 cm，测试结果分析如表1所示。

由表1可知，感温电缆在未被水淹浸泡的情况下，单独进行高温、护套破损、交变湿热、电磁兼容及供电电压波动测试时，设备均能正常运行，2个循环周期内未发现误报警现象，因此潮湿凝露环境、电源电压变化（15.6～31.2）V、高温环境<50 ℃、线缆破损、电磁干扰均不是感温电缆误报警或故障原因。而采用经过浸泡水淹过的感温电缆进行上述测试时，1个循环周期内感温电缆即出现误报警现象，因此线缆长期水淹（测试中采用的水淹时间>48 h）是导致感温电缆误报警或故障的根本原因。

表1 感温电缆测试结果分析表

3.2 管理措施研究

前面已找到感温电缆误报警根源，在地铁车站感温电缆施工及维护维保过程中，采用以下防范措施可降低感温电缆误报警率，提升设备可靠性能。

（1）基于地铁车站电缆夹层复杂环境，感温电缆选型时，应尽可能选用防水等级高的电缆，一般选用防护等级不低于IP65的感温电缆设备。

（2）感温电缆施工及敷设过程中，应尽可能增加离地面高度，防止电缆夹层积水造成感温电缆浸泡水淹。

（3）感温电缆的传统固定方式为采用塑料扎带固定，但塑料扎带表面具有一定的切割性，在施工及维保过程中容易破坏感温电缆护套，若此时空气湿度增加，设备表面凝露，会导致设备误报警率增加。在电缆夹层实际环境中，感温电缆的破损点主要集中在结合口、扎带部位，因此感温电缆的固定方式应采用表面光滑的软线捆扎，反正护套破损。

（4）感温电缆设备长时间凝露会产生与浸泡相似效果，因此在感温电缆定期检修过程中，应用干抹布将感温电缆表面凝露擦除，尤其是南方及沿海城市地铁的潮湿季节，应适当缩短检修周期，以保障设备表面无常时间凝露现象。

3.3 基于青岛地铁3#线的管理措施应用分析

青岛地铁3#线下设车站22座，属于典型的沿海城市地铁，潮湿季主要集中在6～8月份。运营初期，感温电缆出现较多的误报警现象，2016年误报警次数达到48次且主要集中在6～8月份的潮湿季。通过搭建测试平台，找出应对措施并实施应用后，误报警概率大大降低，提升了设备可靠性能及运营质量。近两年的感温电缆运行状态分析表见表2。