基于CAN总线的铁路车站电气火灾监控系统设计.pdf
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1、基于C A N 总线的铁路车站 电气火灾监控系统设计 李 申山 马立明 许鸣珠 张宏力 石 家庄铁 道 学院机械 工程 分 院,副教 授,河北 石 家庄,O 5 0 o 4 j 石 家庄铁 道 学院机械 工程 分 院,讲 师,河北 石 家庄,O 5 O 0 4 j 石 家庄铁 道 学院机械 工程 分 院,副教 授,河北 石 家庄,O 5 0 O 4 5 河 北省 煤 田机械厂,工程 师,河北 邢 台,O 5 4 0 o O 摘要:大型铁路 车站 用电设备数量 多,电气 线缆布 置集 中,散 热 条件较差,存 在 电 气火 灾隐 患。基 于c A N 总 线 的 电气火 灾监控 系统 通过检 测
2、 元件对 电气火灾隐患进行检 测,将检 测 数据 输 入 监控 设备主机,利 用监控 软件对检 测到 的数据 进 行处理、分析,结果 以图形 曲线和 画面形 式进行 显示,并配以声光报警,能够实现对电气火灾的 提 前预报 和预 防。关键词:铁路 车站;电气设备;电气火灾;监控 系统;c A N 总 线;剩 余电流 1 概述 大型车站的用 电设备主要有空调系统 的冷却水泵、冷冻水泵和 空调机组,供水 系统 的生活水泵、消火栓 泵 和 喷淋水 泵,送排风 系统 的送风机和排风排烟机,候车 大厅、广场和 站 台的照 明灯具,售 票 网络 的终端计 算 机,铁 路调度 信号 系统,电子 监视 系统 的
3、主机 和 探头 等。这些设备用 电点多,用 电量大,供 电距 离较长,供 电线 路极 易发 生漏 电而 引发火 灾;并 且 大型车 站 的供 配 电线路一般均 采用在 吊项层 内沿 电缆桥架集 中无 间隙 布置,电缆 的散热 条件差,增加 了供配 电线路 的火灾 隐 cH|NEsE RA|A Ys 2 o o 9,G l4(二 患。火车站作 为铁路 交通 的唯一通道,人流集 中。特别 是大 中型火 车站,客流 量 大且旅 客滞 留时 间长,候 车 室、售 票厅和 疏散通道人 员密集,人 员及环境 的安全性 一直是 有关部 门及全社会 关注 的问题。大型车站 的候车 厅、售 票厅 及 办 公 场
4、 所 一 旦 发 生 电气 火 灾 就 会 引起 旅 客 恐慌,导致更 大的人 员伤亡及财产损 失,还会对铁路运 行造成严重影 响。铁路交通作 为人们 出行 的主要 方式,在构建和谐社会、人 文社会 的今天,要做到零事故,就 必须对 电气火灾 的隐患进行实时在线监控,将火灾事 故消灭在萌芽状态。随着 电气 火 灾 监 控 技 术 的 发 展 和 监 控 系统 的 日益 完 善,大型铁路车站作 为大型 的公共建筑,已经具备设置 电气火灾监控 系统 的条件,可 以通过对漏 电电流和 电缆 温度进行监测,在发生故障前发 出报警信号,准确报告 故障线路地址,监控故障点的变化,做到防患于未然。2 电气火
5、灾的原因分析 2 1 电气缆线或电气设备的过载 电气缆线或 电气设备 的过载将导致 电气缆 线或电气 设备的异常高温。当温度超过 允许温度 时,就会加速绝 缘材料的老化及燃烧。过热还会 由以下故障引起:(1)电气线路或 电气设备 的线圈发生短路:(2)电气线路 或 电气设 备的长 时间过载,即长 时 2 3 间过 电流:(3)导体 连接部 分接触不 良,接触 电阻过大:(4)电源 电压 的波动(过 高或过低),引起用 电 设备过载:(5)电气设备 的频繁启动。2 2 线路漏电 线路 漏 电多数是 由于 电气缆线 或电气设备 的绝缘 受 到损坏而产生 的。漏 电产生 的电流和 电压 会引起接地故
6、 障,如相线对地、相线对 与接地极 可靠焊接的配 电和用 电设备的金属外 壳、相线对P E 线 之间、相线与其他金属 构架的短路。在发生接地短路故 障时,由于接地 电流 的 存在,放 电点对地和放 电点对 装置外的可导 电部分间存 在故障 电压,接地故 障因回路 阻抗 大,常 以电弧性短路 形式 出现(即接地故 障电弧),电弧限制 了短路 电流,使 过 电流 保 护 装 置 不 动 作 而 不 能切 断 电路,它 的异 常 高 温很容易 引起 电气火灾事故,该 电压还 会对施工人员产 生人身危害。3 电气火灾检测元件 3 1 电动机过载监控探测器 电动机长期过载,会引起 电流过 大,电缆发热导
7、致 火 灾。通 过 电 动 机 过 载 监 控 探 测 器 可 及 时 发 现 过 载 问 题。采 用J RD2 2 型 电动 机 综 合 保 护器,可 以 对 电动 机 过 载、过流、断 缺相 及三相 不平衡 等故 障进行 保护。对 电流的检 测采用非 晶合金做铁芯 的电流互感器,可工作 在 1 0 0 ,导磁 率高,低 损耗,低漂 移,一致 性好,可 工作于06 3 0A的主 电路中。核 心单元采用集成 电路芯 片,性能稳定,具有优 异的电磁 兼容 性,在严重 电磁 干 扰环境 中也能正常工作。J R D2 2 型 电动机综合保护器对检 测信 号经高精度运 算放大器 处理,输 出42 0
8、mA电流信号。保护器还 内置 高灵敏度、高分 断能力继 电器,输出常开、常 闭开 关量 接 点,可 以直 接 用于 电动 机 的 过 载 保 护 控 制 电路。电 动 机 综 合 保 护器 用 字 母 F 表 示。3 2 剩余电流传感器 剩余 电流 的监测采用YR型剩余 电流传 感器,用字母 R 表示。它是一种采 用铂镆合 金本体 构成 的高导磁 制作 的传感器。其工作原理是通过监测主 回路 的零 序 电流并 在传感器 的二次侧感应出 电流信号。可用于4 01 O O OA 的主 电路中进行剩余 电流 的高精度采样,剩余 电流 的测 量范围在2 01 0 0 0 mA。工作于 三相供 配 电系
9、统 中的剩 24 余 电流采样 时,A、B、C、N四线均 同时穿过传感器:用于单相供 配 电系统 中的剩余 电流采样时,L、N 两 线均 同时穿过传感器,严 禁P E 线穿过传 感器。信号 的输 出方 式 为二线模 拟量信号,输 出线采 用R V S21 5mm与智 能模块相连。3 3 缆温传感器 缆 线温 度 的 测量 采 用TL 型 缆 温传 感器,用 字母 T 表 示。它 是 一 种 采 用 铂 电 阻 及 高 导 热 合 金 制 作 的传 感 器,用 于 电缆 温度 等超 温故 障测 量。传感 器温 度测 试 范 围:一2 02 5 O ,信 号 的输 出方式 为二线模 拟量信 号,输
10、 出线采用 R V S 21 5mm与智能模块相连。安装 时将缆 温传 感器直接压接在 电缆 的绝缘材料外表处,取 样 为绝缘材 料 的温度,检测 线路 的长期过 电流温升,每 路 只 需 装 一 个 缆 温传 感 器。4 供配电线路电气火灾监控系统 41 电气火灾监控模块 电气火灾监控模块采用E F ACS R T 8 监控模块,模 块 由 电 源单 元、滤 波 单 元、微 处理 器 单 元、通 信 单 元、通入通道切换 单元、输 出单 元、声 光报警、显示单元及 软件组成。用于现场传感器数据采集、存储、处理、显 示、报警及确 认。并将信号传到主机,也 可就地 控制。模块 可配 出8 个通道
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- 基于 CAN 总线 铁路 车站 电气 火灾 监控 系统 设计
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