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[摘要] 目前，在北京地铁既有线路的给排水系统中,电伴热系统以大量应用，为给排水管道系统的安全运营奠定基础。本文将简要阐述电伴热系统的工作原理、适用场合、安装技术要求，并探讨总结在实际应用中出现的问题。
[关键词]: 地铁；电伴热；防寒防冻；给排水管道
中图分类号：U231文献标识码： A
一、引言
在北京地铁早期运营线路的给排水系统中，地铁车站内的管线主要已常规保温为主，随着13号线、八通线开通，电伴热系统逐步应用于地铁，但早期电伴热系统在应用过程中存在不足。但是，随着1、2号线消隐改造及多条地铁线逐步投入运行电伴热系统已经广泛应用于地铁给排水设备防寒防冻中。
本文在阐述电伴热控制方式的工作原理、适用场合、安装技术要求的基础上，针对在实际应用中出现的问题，探讨、总结出若干项技术措施。
二、电伴热系统工作原理及主要功能
（一）工作原理
一般电伴热电缆分为自限温电伴热电缆和和恒功率电伴热电缆，北京地铁13号线、北京地铁八通线、北京地铁6号线均采用恒功率电伴热电缆。例如：地铁6号线使用的是双导线恒功率发热电缆。型号TXLP/2R/17W/m：220V, 功率：300W-2600W；
系统首先将每根管道上的两个温度传感器测量的各温度信号转变为电信号，然后送入控制箱内的主模块。同时将每根管道上的兩根伴热电缆的漏电信号和电流互感器信号也送入控制箱内的主模块。
主模块内的单片机对各通道信号循环检测，软件的算法处理，输出相应的显示信号和控制信号。如某根管道的温度高于设置温度时，控制箱就停止加热此根管道；而低于时，控制箱就开始加热。
（二）主要功能
电保温系统由加热电缆、感温探头和相应控制系统组成，以确保用较少的能耗达到理想的效果。该系统消防管由BAS监控，精确的温度自动控制，并在综控室反映超高、超低温报警信号。该系统控制报警信号类型为：管道温度超高、超低报警，加热电缆的断电及漏电报警。
1、超低温保护：管道两检测点温度任意一点低于2℃，将启动加热电缆加热，同时发出现场光报警和远程报警开关量。
2、超高温保护：电缆处于加热状态时，只要管道两检测点温度同时高于10℃，任意一点高于15℃系统强制关闭加热电缆停止加热，同时发出现场光报警和远程报警开关量，电缆不在加热状态则不报警
3、漏电保护：当加热电缆工作时系统检测到加热电缆漏电大于30mA时，系统发出现场光报警和远程报警开关量同时切换至相应备用电缆。
4、过流保护：当在加热电缆工作时系统检测到负载电流大于16A时，系统发出现场光报警和远程报警开关量同时切换至相应备用电缆。
5、断缆保护：当系统发出加热指令时却没有检测到负载电流，系统发出现场光报警和远程报警开关量同时切换至相应备用电缆。
6、传感器故障：当管道检测点两个传感器中的一个出现故障时，系统根据完好传感器提供的数据维持此条管道的保温工作，发出现场光报警和远程报警开关量，在两个传感器同时出现故障时，系统停止该管道加热发出现场光报警和远程报警开关量。
三、电伴热系统的设置
以地铁6号线为例，地下站风道处的消防给水管、生产、生活给水管设置电保温系统。地下站直通地面出入口通道的消防管道上如设置消火栓超过两个（包括两个），则靠近出入口最外侧的消火栓的30m范围内设置电保温。地下站直通地面出入口通道长度超过60m时，该通道内如有生产、生活给水管道，则通道内距车站主体30m以外生产、生活给水管道需设电保温。地下区间出入洞段处消防给水管道、生产、生活给水管道需设电保温系统，给水管道电保温设置范围为地下区间终点向地下区间方向300m；区间风道处消防给水管道、生产、生活给水管道需设置电保温系统，给水系统电保温系统设置范围为地下风道为起点，两侧方向各200m。
（一）洞口电保温根据现场情况电保温尽量设置到车站。
2013年1月3日草房洞口人防门至草房车站无电保温，此段下行100米，共计12处接口因受冻拔出或变形。草房洞口电保温，原设计电保温仅敷设到洞口人防门外端共计300米，此后将洞口敷设电保温管路长度延长100米至草房车站区间管网起端。
洞口距离车站比较近时不但受到出入段线列车产生活塞风的影响，同时由于距离车站较近，车站内大风机因冬季通风需求也需运行，洞口也会产生进风，由于共同作用造成距离车站较近管道发生冻裂。
（二）消防管道探头设置
地铁地下车站管道受冻，主要发生在出入口及风道消火栓末端及其支管，在6号线建设过程中，我们向建设单位进行建议要求电伴热敷设到比较容易受冻的栓头。
而且在运行过程中发现我们通过探头测试发现部分位置探头，在施工过程中安装时靠近保温层外侧，或因常规保温为包到位在冬天温度较低时经常发出超低温报警，在水平管道上探头应在管道正下方紧贴管道壁，在立管敷设时应设置在离电伴热线较远处如下图所示。
（三）无泄水的冷却水补水管道应加装电伴热
车站冷却塔一般设在车站风道及出入口附近，冷却塔补水大部分是从站内管网补水，少部分是直接从市政管道后直接补水，冷却水补水管道在风道、出入口等部位无法泄水应该考虑加装电伴热。
四、电伴热系统安装施工技术要求
根据6号线一期建设过程中的问题，对于电保温施工应注意以下问题，以便于运营的日后维护管理。
1、温管道安装完毕、管道表面无毛刺、管道安装验收合格，尤其是在打压试验合格后再进行电伴热敷设，恒功率发热电缆一旦受到损伤，运行后极易在损伤处发生断缆故障和漏电故障，在运营后处理起来困难比较大的。
2、电缆线在管道上的位置应位于管道斜下方45度左右处，为确保发热电缆敷设牢固，沿管道方向每隔50cm-80cm应用5cm宽的铝箔胶带固定。为利于导热，在敷设好发热电缆的管道外表面整体固定一层铝箔胶带。特别注意：发热电缆在敷设过程中，严禁发热电缆相互交叉现象的发生，并保证发热电缆之间艰巨必须大于5cm。
3、电缆安装后，将发热电缆冷线引入附近接线盒内。发热电缆电源线铺设。发热电缆电源线一端接入电保温控制箱内对应的发热电缆电源线端子牌，另一端接入发热电缆冷线接线盒内，全部发热电缆电源线敷设在镀锌穿线管或电缆桥架内。
4、安装的各管道上的发热电缆起、始点、探头位置，分别标记在该起始点附近明显处。以便于日后维护和管理。
5、发热电缆两种敷设方法：左侧为螺旋式敷设，右侧为直线型敷设。13号线、复八线、6号线电伴热以直线型敷设为主。地铁中
五、运营中的日常维护
1、分路不工作、指示灯不亮
故障原因：分路控制模块至主模块上端子的连线接触不良
排除步骤：检查上述连线
2、漏电、断缆指示灯异常闪烁显示
故障原因：探头控制箱内端子松动
排除步骤：紧固端子
3、高、低温报警指示灯异常闪烁显示（伴热温度未超设定值）
故障原因：传感器附近局部温度过低
排除步骤：确认报警传感器的现场环境温度
4、高温或低温报警失灵（伴热温度未超设定值）
故障原因：传感器参数误差偏大
排除步骤：确认报警传感器的参数是否需要更换
六、结束语
通过以上对几种不同类型的液位控制方式进行的分析与探讨，我们并不能笼统地认为哪种液位控制方式更具优势，因为这要在很大程度上取决于应用环境与需求。如果是水质较好的废水池且只需确定水泵的启停点或异常液位报警点，那么选用浮球液位控制器较为经济；如果需要实时显示液位数值，则需要安装压力传感器；如果是污水池，则采用非接触探测形式的超声波液位计或许是较好的选择。
［参考文献］
[1] 《地铁设计规范》 GB50157-2003．
[2] 《管道和设备保温、防结露及电伴热》 03S401．
[3] 管道电伴热系统运营维护手册.
[4] 周炜、梅棋、邹鲁、卢佳．北京地铁给排水管道防冻保温措施分析．《给水排水》2010年第4期
[作者简介] 李良圣（1986），男，北京市人，毕业于北京工业大学，水务工程专业，本科。自2008年至今，在北京地铁机电分公司担任给排水专业工程师，曾负责北京地铁1号线、复八线、八通线、6号线给排水系统设备管理工作。
[关键词]: 地铁；电伴热；防寒防冻；给排水管道
中图分类号：U231文献标识码： A
一、引言
在北京地铁早期运营线路的给排水系统中，地铁车站内的管线主要已常规保温为主，随着13号线、八通线开通，电伴热系统逐步应用于地铁，但早期电伴热系统在应用过程中存在不足。但是，随着1、2号线消隐改造及多条地铁线逐步投入运行电伴热系统已经广泛应用于地铁给排水设备防寒防冻中。
本文在阐述电伴热控制方式的工作原理、适用场合、安装技术要求的基础上，针对在实际应用中出现的问题，探讨、总结出若干项技术措施。
二、电伴热系统工作原理及主要功能
（一）工作原理
一般电伴热电缆分为自限温电伴热电缆和和恒功率电伴热电缆，北京地铁13号线、北京地铁八通线、北京地铁6号线均采用恒功率电伴热电缆。例如：地铁6号线使用的是双导线恒功率发热电缆。型号TXLP/2R/17W/m：220V, 功率：300W-2600W；
系统首先将每根管道上的两个温度传感器测量的各温度信号转变为电信号，然后送入控制箱内的主模块。同时将每根管道上的兩根伴热电缆的漏电信号和电流互感器信号也送入控制箱内的主模块。
主模块内的单片机对各通道信号循环检测，软件的算法处理，输出相应的显示信号和控制信号。如某根管道的温度高于设置温度时，控制箱就停止加热此根管道；而低于时，控制箱就开始加热。
（二）主要功能
电保温系统由加热电缆、感温探头和相应控制系统组成，以确保用较少的能耗达到理想的效果。该系统消防管由BAS监控，精确的温度自动控制，并在综控室反映超高、超低温报警信号。该系统控制报警信号类型为：管道温度超高、超低报警，加热电缆的断电及漏电报警。
1、超低温保护：管道两检测点温度任意一点低于2℃，将启动加热电缆加热，同时发出现场光报警和远程报警开关量。
2、超高温保护：电缆处于加热状态时，只要管道两检测点温度同时高于10℃，任意一点高于15℃系统强制关闭加热电缆停止加热，同时发出现场光报警和远程报警开关量，电缆不在加热状态则不报警
3、漏电保护：当加热电缆工作时系统检测到加热电缆漏电大于30mA时，系统发出现场光报警和远程报警开关量同时切换至相应备用电缆。
4、过流保护：当在加热电缆工作时系统检测到负载电流大于16A时，系统发出现场光报警和远程报警开关量同时切换至相应备用电缆。
5、断缆保护：当系统发出加热指令时却没有检测到负载电流，系统发出现场光报警和远程报警开关量同时切换至相应备用电缆。
6、传感器故障：当管道检测点两个传感器中的一个出现故障时，系统根据完好传感器提供的数据维持此条管道的保温工作，发出现场光报警和远程报警开关量，在两个传感器同时出现故障时，系统停止该管道加热发出现场光报警和远程报警开关量。
三、电伴热系统的设置
以地铁6号线为例，地下站风道处的消防给水管、生产、生活给水管设置电保温系统。地下站直通地面出入口通道的消防管道上如设置消火栓超过两个（包括两个），则靠近出入口最外侧的消火栓的30m范围内设置电保温。地下站直通地面出入口通道长度超过60m时，该通道内如有生产、生活给水管道，则通道内距车站主体30m以外生产、生活给水管道需设电保温。地下区间出入洞段处消防给水管道、生产、生活给水管道需设电保温系统，给水管道电保温设置范围为地下区间终点向地下区间方向300m；区间风道处消防给水管道、生产、生活给水管道需设置电保温系统，给水系统电保温系统设置范围为地下风道为起点，两侧方向各200m。
（一）洞口电保温根据现场情况电保温尽量设置到车站。
2013年1月3日草房洞口人防门至草房车站无电保温，此段下行100米，共计12处接口因受冻拔出或变形。草房洞口电保温，原设计电保温仅敷设到洞口人防门外端共计300米，此后将洞口敷设电保温管路长度延长100米至草房车站区间管网起端。
洞口距离车站比较近时不但受到出入段线列车产生活塞风的影响，同时由于距离车站较近，车站内大风机因冬季通风需求也需运行，洞口也会产生进风，由于共同作用造成距离车站较近管道发生冻裂。
（二）消防管道探头设置
地铁地下车站管道受冻，主要发生在出入口及风道消火栓末端及其支管，在6号线建设过程中，我们向建设单位进行建议要求电伴热敷设到比较容易受冻的栓头。
而且在运行过程中发现我们通过探头测试发现部分位置探头，在施工过程中安装时靠近保温层外侧，或因常规保温为包到位在冬天温度较低时经常发出超低温报警，在水平管道上探头应在管道正下方紧贴管道壁，在立管敷设时应设置在离电伴热线较远处如下图所示。
（三）无泄水的冷却水补水管道应加装电伴热
车站冷却塔一般设在车站风道及出入口附近，冷却塔补水大部分是从站内管网补水，少部分是直接从市政管道后直接补水，冷却水补水管道在风道、出入口等部位无法泄水应该考虑加装电伴热。
四、电伴热系统安装施工技术要求
根据6号线一期建设过程中的问题，对于电保温施工应注意以下问题，以便于运营的日后维护管理。
1、温管道安装完毕、管道表面无毛刺、管道安装验收合格，尤其是在打压试验合格后再进行电伴热敷设，恒功率发热电缆一旦受到损伤，运行后极易在损伤处发生断缆故障和漏电故障，在运营后处理起来困难比较大的。
2、电缆线在管道上的位置应位于管道斜下方45度左右处，为确保发热电缆敷设牢固，沿管道方向每隔50cm-80cm应用5cm宽的铝箔胶带固定。为利于导热，在敷设好发热电缆的管道外表面整体固定一层铝箔胶带。特别注意：发热电缆在敷设过程中，严禁发热电缆相互交叉现象的发生，并保证发热电缆之间艰巨必须大于5cm。
3、电缆安装后，将发热电缆冷线引入附近接线盒内。发热电缆电源线铺设。发热电缆电源线一端接入电保温控制箱内对应的发热电缆电源线端子牌，另一端接入发热电缆冷线接线盒内，全部发热电缆电源线敷设在镀锌穿线管或电缆桥架内。
4、安装的各管道上的发热电缆起、始点、探头位置，分别标记在该起始点附近明显处。以便于日后维护和管理。
5、发热电缆两种敷设方法：左侧为螺旋式敷设，右侧为直线型敷设。13号线、复八线、6号线电伴热以直线型敷设为主。地铁中
五、运营中的日常维护
1、分路不工作、指示灯不亮
故障原因：分路控制模块至主模块上端子的连线接触不良
排除步骤：检查上述连线
2、漏电、断缆指示灯异常闪烁显示
故障原因：探头控制箱内端子松动
排除步骤：紧固端子
3、高、低温报警指示灯异常闪烁显示（伴热温度未超设定值）
故障原因：传感器附近局部温度过低
排除步骤：确认报警传感器的现场环境温度
4、高温或低温报警失灵（伴热温度未超设定值）
故障原因：传感器参数误差偏大
排除步骤：确认报警传感器的参数是否需要更换
六、结束语
通过以上对几种不同类型的液位控制方式进行的分析与探讨，我们并不能笼统地认为哪种液位控制方式更具优势，因为这要在很大程度上取决于应用环境与需求。如果是水质较好的废水池且只需确定水泵的启停点或异常液位报警点，那么选用浮球液位控制器较为经济；如果需要实时显示液位数值，则需要安装压力传感器；如果是污水池，则采用非接触探测形式的超声波液位计或许是较好的选择。
［参考文献］
[1] 《地铁设计规范》 GB50157-2003．
[2] 《管道和设备保温、防结露及电伴热》 03S401．
[3] 管道电伴热系统运营维护手册.
[4] 周炜、梅棋、邹鲁、卢佳．北京地铁给排水管道防冻保温措施分析．《给水排水》2010年第4期
[作者简介] 李良圣（1986），男，北京市人，毕业于北京工业大学，水务工程专业，本科。自2008年至今，在北京地铁机电分公司担任给排水专业工程师，曾负责北京地铁1号线、复八线、八通线、6号线给排水系统设备管理工作。