地鐵車站內的動力照明系統是一個綜合性工作,這篇地鐵論文認為既要滿足安全性和穩定性,又要經濟,其設計是否科學合理,直接關系著國家的安危,甚至關系到我們每一個人的生命健康安全。因此,設計師及施工人員一定要充分了解地鐵動力照明的設計原則,掌握相應技術,為我國地鐵建設的飛速發展做出自己的貢獻。《鐵道通信信號》(月刊)創刊于1957年,由鐵道科學研究院、通信信號研究所主辦。主要任務:以科學技術為主線,面向國家鐵路、地方鐵路及城市軌道交通領域,宣傳黨和國家的技術、裝備政策;報道科技成果、新技術、新產品;交流設計、施工、維護經驗;介紹國外相關技術資料等。
摘要:隨著國家經濟的高速發展及國家體制的不斷完善,地鐵作為一種可以極大緩解交通壓力的工具應運而生。確保地鐵能夠正常運行有兩大核心設備———動力及照明。文章主要介紹了地鐵車站內部動力照明系統設計中的關鍵技術。
關鍵詞:地鐵站;動力配電;照明配電;配電方式;技術
引言
作為我國國內應用最為廣泛運輸方式,地鐵關乎著祖國的經濟命脈和人民群眾的日常生產生活。地鐵車站動力及照明作為兩個重要的組成部分,如何設計,該遵循怎樣的原則,是保障人員出行安全的一個大課題。地鐵車站內動力照明技術根據位置及功能主要分為車站內部動力及照明的設計;隧道區間的動力及照明的設計;配電及照明設備選型及設計等。
1地鐵動力照明的負荷分類及不同級別負荷供電需求
地鐵動力照明負荷可分為三個等級,其中一級負荷和二級照明負荷使用最多。一級負荷主要應用于車站內屏蔽門照明、安全門照明、地下站廳和站臺照明、通信設備、應急設備、火災報警系統及滅火設備、電力監控設備、自動售票和消防等設備;二級負荷則主要應用在通風空調、普通風機、冷卻泵、冷凍泵、污水泵和自動扶梯(非疏散使用)等設備;三級負荷主要應用于廣告照明和清潔電源等設備。一級負荷應由兩路來自變電所不同低壓一、二級負荷母線的電源供電,一用一備在末端配電箱處自動切換。房間內應急照明燈具采用EPS直接供電方式。二級負荷由變電所低壓一、二級負荷母線提供一路電源供電,當變電所只有一路電源時,由低壓母線分段開關切換保證供電。三級負荷僅由變電所的低壓三級負荷母排提供一路電源供電,當供電系統一路電源失電時,切除該負荷。
2動力照明配電要求
2.1動力配電要求動力系統一般采用放射式配電與樹干式配電相結合的方式供電,但必須主要以放射式配電為主。動力配電一般遵循以下原則:不是控制環境的設備由配電所直接對其供電;照明配電間應分布在用電負荷量大,使用較頻繁的地方,達到對設備進行集中控制的作用;像一級和二級負荷這種使用量較大的設備,其配電箱分布在照明配電間內,通過雙電源裝置對其進行切換;在地鐵車站內的人行通道等公共區域要設置清掃檢修插座,其作用是清掃公共區、檢修設備。此外,清掃檢修插座處于公共區域,環境比較復雜,因此一定要設置漏電保護,防止其接觸到水,發生意外事件。
(1)以相鄰車站的變電所為動力來提供電源。啟動時主要是使用直接啟動的方式。對于重要的一級負荷設備,每隔一百米應當設置檢修電源箱,以便確保其能正常運轉工作。但是,對于一些無法達到直接啟動要求的設備,即需要檢修電源箱,同時還要進行漏電保護。(2)為達到放射式供電的要求,在實際操作中,要使用車站內主要系統設備低壓母線中的其中一條母線和這些設備周圍的雙電源切換箱。注意,對于不能采用負荷保護或者使用過負荷保護的設備,應具有報警信號,便于隨時知曉意外情況。(3)實現動力配電的重要原則就是環境控制設備的就地控制和集中控制。為了加強其作用,在進行這兩種控制時,還要使用相應的系統控制。例如,BAS系統(環境與設備監控系統ElectricalandMechanicalControlSystem-EMCS或BuildingAutomaticSystem-BAS)主要是對車站控制室和控制中心進行監控的,但除此之外,它還可以監控水泵的工作狀態以及水位的信號;而FAS系統(火災報警系統FireAlarmSystem)在對滅火設施和通訊裝置進行控制和監視的同時,也對車站內的直升電梯和自動扶梯等設施實現就地控制。2.2照明配電要求地鐵中的照明用燈,功能不同,配電要求也不同。一般來說,節能照明和工作照明的照度應該按照1:1的比例設計。應急照明的照度相對比例比較小,但發揮著重要的作用。一般在地鐵控制室、地鐵通信室、變電所、人行通道等公共區域,一定要設計安裝應急照明燈具;在有人值班的設備房及其他通向外界的應急出口處的上方,應設置安全出口指示標志燈;在站臺、站廳、樓梯、通道及通道轉彎處附近,當不能直接看見或不能看清出口標志燈時,應設置疏散指示標志燈,且安裝間距不大于10m,起導向作用。照明配電間可以控制廣告照明,但是必須要設立單獨的計量系統。
(1)地鐵站廳層和站臺層的照明由工作照明和應急照明兩部分構成。其兩側的照明配電室內應設置兩個照明供電設備,這兩個照明供電設備主要是用于向工作照明和應急照明回路交叉供電,保證其正常工作。站廳層和站臺層設備區照明可以使用28W的T5熒光燈作為主要照明工具,公共區采用LED燈具,如此便可達到節能降耗、節約成本的作用,又可以采用白天模式和晚間模式兩種模式獨立控制實現照明的設計理念。(2)為確保當車站發生故障時車站能正常供電,車站應急照明電源設備采用EPS電源裝置,車站在站廳A、B兩端各設一套,負責本端應急照明及區間的配電。正常情況下,蓄電池處于浮充狀態,由降壓變電所提供的交流380/220V電源直接供電;故障情況下自動切換裝置動作,應急照明負荷全部由蓄電池供電,應急照明容量按90分鐘的用電需求考慮。2.3地鐵隧道區間的配電要求車站變電所為地鐵隧道區間提供動力電源,一般均是采用直接啟動方式供電。
一般情況下,大功率電機要采用軟啟動控制的方法啟動,但是,如果區間內的設備為一級負荷設備,則必須采用一級負荷供電方式,即交叉配電。2.4其他設備的配電要求空調設備要滿足三級負荷的配電要求,它是由車輛控制室和控制中心調控,同時為方便調控,還要根據現場的運行情況,設置啟動和暫停按鈕。出入口排水泵是通過水位自動調控和現場工作人員手動控制兩部分共同調控的。消防水泵是通過防火栓按鈕控制和工作人員就地手動控制兩部分共同控制的。2.5接地安全及防雷地鐵車站內必須設置接地系統,接地的電阻要非常小,一般應低于0.5歐姆。此外,常見的接地情況有三種:弱電、強電和等電位,為了更好的應對不同分類,配電箱里還要設置三種接地的端子。實際操作中,可采用TN-S系統(即電氣設備暴露在外且可導電部分通過零線接地的接零保護系統)作為低壓接地系統,采用三相四線制(即輸送的電源相位為3相,共使用4根線來傳輸)配線。對于弱電系統、安全照明和室外動力照明回路必須增加浪涌保護(也叫防雷器,是提供安全防護的電子裝置)。2.6低壓電纜線的敷設和選型車站、區間用電線、電纜均選用低煙無鹵阻燃銅電線及低煙無鹵阻燃電纜,火災事故時仍需堅持運行的低壓配電設備選用低煙無鹵耐火銅電線及低煙無鹵耐火電纜。
3設備選型與安裝
設備選型原則:首先要勘察地鐵所處的環境,環境因素決定了選擇哪類設備最適合。此外,還需要考慮兩點:設備生產工藝的可靠性,設備安裝維護的難易程度。因為地鐵一般建設在地下,所以選材方面一定要做到防腐、防塵且防潮。配電箱的外殼防護等級不低于IP41,分散安裝于污水處理站、泵房、隧道內的配電箱采用防潮、防霉、濕熱型電氣產品,外殼防護等級不低于IP54。維修電源箱采用帶漏電保護功能,并具有防塵、防潮性能,外殼防護等級不低于IP65。
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