天津地铁2号线车辆火警系统电磁干扰误报问题解决

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：介绍了地铁车辆火灾报警系统的基本构成，并针对天津地铁2号线车辆因空调紧急通风逆变器工作产生电磁干扰从而造成火灾报警系统误报的问题提出解决方案。
　　关键词：火灾报警系统;电磁干扰;屏蔽;误报
　　
　　1 火灾报警系统
　　天津地铁2号线车辆是为天津市城市快速轨道交通线网规划中的2号线运营所设计。该车辆是采用第三轨受流方式的标准B1型车辆，采用3动3拖（3M3T）6辆固定编组形式。
　　地铁车辆车厢是乘客居身的场所，也是车辆火灾报警系统监控的重要空间。因车厢内部有配电系统、空调系统、乘客信息显示系统等大量电器设备，是发生火灾的隐患区域。一旦发生火灾会直接威胁乘客的人身安全，所以需在车厢内科学合理的布置火灾报警系统。
　　天津地铁2号线车辆火灾报警系统采用集散式控制管理系统。火灾报警控制器（主机）2台，分别安装在两个头车。火灾报警处理器（从机）6台，分别安装在每节车厢的配电柜内。吸入式感烟探测器28个，分别安装在车厢电器柜上方和每个车厢顶的两个空调回风口处。
　　第一层：主管理层。采用2台主机，一主一备，分别安装在两车厢驾驶室内。在設置主机号后自动生成主机和备用机，主机可与列车的各从机通信，监控列车各吸入式探测器状态，也可将各种信息通过信息通讯网络上传至TCMS系统、旅客信息系统和可视安防系统。
　　第二层：从机。从机主要作用是分管本车厢保护区域内火灾探测器的信息采集、信息处理、信息存储，并按需将自身管辖的信息准确无误的发送至火灾报警主机。
　　第三层：吸入式探测器。吸入式探测器根据地铁车辆运行速度快、车厢内风速大、灰尘多等特点而设计，以主动吸入方式进行火警信息的收集。吸入式探测器可报出火警信息、短路、开路、离线、风扇停机（转速转慢）、以及吸入式探测器被污染等信息。
　　火警主机到火警从机之间、火警主机和备用主机之间均通过RS485方式组成火灾报警控制系统的内网。
　　2 出现的问题
　　在天津地铁2号线车辆调试过程中，发现当车辆空调系统紧急通风逆变器启动时，火灾报警系统就会发出错误的火灾警报或故障报警信息。如果将空调系统紧急通风逆变器关闭，则该报警信号消失。同时经试验确认其他车载系统设备的启动均不会产生此问题，因此判断是由于空调紧急通风逆变器启动造成的火警系统误报故障。
　　3 原因分析
　　针对火灾报警系统误报的故障，首先对火灾报警系统和空调紧急通风逆变器的相关配线进行了详细的检查，排除了线缆错接、短接虚接等问题。因紧急通风逆变器启动电流较大，考虑是否因为电磁干扰方面而造成的问题。针对电磁干扰，对系统配线和走线路径进行了详细的检查，发现了以下两点问题：
　　（1）火灾报警系统从机与吸入式探测器之间配线采用的是单芯1mm2普通导线。
　　（2）由于车辆走线空间紧张，因此火警系统从机与吸入式探测器之间的通讯线缆与空调系统紧急通风逆变器电源线布置靠近。
　　针对以上两点问题，利用示波器对火灾报警系统吸入式探测器与火警从机之间的信号传输线缆进行了监控。当空调紧急通风逆变器启动时，该传输线缆受电磁干扰产生了比较大的谐波，而当空调紧急通风逆变器不启动时，该传输线缆上的信号正常，无谐波毛刺，具体的波形图如图1所示。
　　
　　4 解决方法
　　为了解决这一故障，针对上述的两个问题从两方面入手提出了两项改进措施，对车辆配线进行了改造。
　　（1）将火灾报警系统吸入式探测器与从机之间的由传输信号线缆由原来的普通1mm2导线改为两芯屏蔽线，并且将屏蔽层的一端进行接地处理。
　　（2）对车辆布线路径进行了重新规划，将车辆布线所用的线槽改为图6结构，按照传输信号的不同分为交流线槽、直流线槽和信号线槽。将火灾报警系统吸入式探测器与从机之间的传输信号线缆放置在信号线槽内，将空调紧急通风逆变器电源线缆放置在交流线槽内，这样更改后信号传输线缆远离交流信号线缆，减小了他们之间的相互干扰问题。
　　进行以上更改后，火灾报警系统在空调紧急通风逆变器启动时再未出现误报现象，利用示波器对该信号线进行了再次测量，其波形图如图2所示，已经消除了电磁干扰问题，符合火灾报警系统的要求。
　　
　　5 结论
　　通过对火灾报警系统误报故障的分析和解决，提升了天津地铁2号线车辆产品的使用可靠性，同时也积累了地铁车辆电磁兼容措施方面的经验，为以后的地铁车辆电气设计工作奠定了良好的基础。
　　参考文献：
　　[1]EN 50343.铁路应用-机车车辆-电缆布线的安装规则[S].2003.
　　[2]李华祥.电磁兼容在电力机车布线中的设计[J].铁道机车车辆，2008，28（1）.
　　[3]于延霞.快轨车电磁兼容解决措施[J].铁道机车车辆，2008，28（z1）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15105934.htm