浅谈地铁动力照明设计

摘要：本文通过论述我国地铁动力照明工程的建设现状，简要阐述了地铁动力照明系统中负荷的分类、设计原则和控制方法等，并针对地铁动力照明设计中存在的问题进行了探讨分析。

关键词：地铁；动力照明；设计

Abstract: this paper through the subway power lighting project construction situation in our country, briefly expounds the subway power lighting system load classification, design principle and control method etc., and in the design of subway power lighting is the analysis of the problems are discussed in this paper.

Key words: the subway; Dynamic lighting; design

中图分类号：J914文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

地铁是一个独立的交通系统，它不仅便利了人类的生活，更能实现隧道、供电、通信、车站的机电设备等各部分的有效配合。动力照明作为地铁系统的一个重要组成部分，其合理设计具有重要意义。

地铁的动力照明系统设计主要包括车站动力照明的配电设计、控制设计，各项安全设计如防雷设计，电缆线的选型和敷设，以及动力照明和其他相关系统的接口配合设计等。

地铁动力照明的负荷及供配电要求

地铁动力照明的负荷根据不同用途和重要性分为一、二、三类负荷，其中大部分的负荷是一类和二类负荷。

2.1 一级负荷

地铁车站的应急照明、站台和站厅的照明、综合监控系统、自动售票系统、火灾自动报警系统、通信系统、信号系统设备、气体灭火设备、消防泵、环境和设备的监控系统、屏蔽门、防护门、自动扶梯（能用于火灾发生时的疏散扶梯）、废水泵及雨水泵、事故风机及相关阀门、排烟风机和风阀等。其中应急照明、通信系统、火灾自动报警系统及信号系统设备是此类负荷中比较重要的负荷。

2.2 二级负荷

设备的管理区域照明、污水泵、自动扶梯（发生火灾时不需要运行的扶梯）、电梯、维修的电源等。

2.3 三级负荷

公共区域和管理区域用电如广告的照明、冷水泵、冷却及冷冻泵、补水泵、空调、清扫电源、生活用电等。

2.4 供配电要求

地铁车站会根据负荷的大小和分布设置一到两个变电所，每个变电所会设置两个动力变压器。变电所主要用于向整个车站以及周围区间的动力照明设备供电，一般设置在车站用电负荷的中心地方。变电所的低压侧会采用单母线的断路器分段，并且设有三级负荷的分母线。正常情况下，母线的分段断路器处于开路状态，两个电源同时运行。但是当有一个电源发生故障时，母线的分段断路器会闭合，三级负荷被切除，仅由一台变压器提供该区域的一级和二级负荷。

不同级别的负荷具有不同的供电要求。一级负荷通常是利用变电所的两段母线交叉均匀的配电方式供电，一用一备的两路电源会在切换箱内部自动切换，当两路电源均失电后，会自动转换为蓄电池电源供电，这样就能实现连续供电。环控的一、二级负荷从变电所两段母线会分别引一路电源，两路电源会在环控电控室自动切换，然后单回路给用电设备供电。

二级负荷要求变电所的母线引出一路电源到电源配电箱，当只有一台变压器运行时，变电所的0.4kV母线断路器会自动闭合，由另一台变压器给二级负荷供电。

三级负荷只需要一路电源为其供电，当一台电压器没有运行时，电网会自动切除这部分负荷。

3. 地铁照明设计

地铁动力照明设计要遵循一定的原则，设计应本着安全、可靠的原则，能实现接线便利，操作简单；动力照明的配电系统应按最大负荷设计，且考虑一定的浮动空间；消防设备和其他设备之间从变电所的低压线起分开供电，且消防用电独立成为一个用电系统；动力设备的供电方式以放射性为主，照明负荷与动力负荷实行分开配电的方式，变压器的二次侧到用电设备之间的配电级数最好不超过三级；此外，所有的电气设备的金属外壳都应该与PE线可靠的连接。

3.1 照明的种类及照度标准

地铁站的照明可以分为应急照明、工作照明、广告标志照明和节能照明等。对于不同功能区的照明，国家有相应的照明标准如地下铁道照明标准（GB/T 16275-1996）、建筑设计防火规范（GB50016-2006）以及建筑照明设计标准（GB50034-2004）。地铁站的照明设计要综合考虑照明效果与节能两个因素，从而实现最佳的设计组合。表1是地铁站的照度标准值。

表1 地铁站照度标准值

3.2 地铁照明配电设计

地铁站的照明配电以放射性配电为主，也采用放射性与树干式相结合的配电方式。地铁站及其区间的配电箱一般设在站厅和站台的配电室内，每个配电室设有两个总的配电箱，交叉供电，起着管理和控制站内公共区域的一般照明作用。在进行地铁照明配电设计时，公共区域的照明应考虑节电的因素，普通照明与节电照明的设备按照站厅的布局实行间隔布置，且节电照明系统应设有正常运行、节点运行和经济运行等节电模式并纳入BAS系统。

应急照明通常包括疏散照明和备用照明，应急照明应该采用蓄电池统一供电的方式以确保系统出现故障时实现顺利、安全的疏散乘客。在站厅、楼道及通道转弯处应设置起疏散作用的指向灯，安装高度最好为0.5m，间距通常不大于20m。在地铁站各应急出口处设置出口的标志灯，其安装高度为2.2-2.5m较为合适。区间隧道一般只设有应急照明，且以20W的荧光灯为主，这种照明灯应具有防尘防水和防震的作用。应急照明灯的间距为10m，每隔100m应设置疏散指示灯。此外，所有的照明灯具都不应安装在设备限界。

照明的馈电开关多采用单相开关，其最大负荷电流以不大于16A为宜，照明配电箱内的三相照明回路要基本保持平衡状态，且回路中最大和最小相负荷电流最好不超过30%。

地铁动力设计

4.1 地铁动力配电方式

地铁站靠近环控用电负荷中心的两端分别设一个环控电控室，从而为地铁站的各类风机（如隧道风机、排烟风机、射流风机等）、空调等配电。环控电控室的配电方式多为单电缆的放射式。其配电是由降压变电所的低压室两端分别通过母线引入电源，再通过分段的形式供电。当系统正常运行时，两路电源分两路各自运行，此时，母联断路器处于断开状态；当系统发生故障时，若一路电源无法正常运行，则母联断路器闭合，一、二级负荷的用电设备由另一路电源供电。一些大容量的设备会通过变电所直接供电，小动力设备由照明配电室的电源箱供电，多为二、三级照明负荷，地铁区间的维修电源则通过变电所的专用回路供电。

地铁站设有集中UPS电源，其用电通过变电所低压侧的不同母线段分出两个回路到UPS电源的进线端，然后由单回路反馈到通信、门禁、信号、火灾自动报警系统、监控系统、自动售检票、乘客信息系统等各系统的配电端。有些设备会自成系统，如自动扶梯、应急照明、废水泵、雨水泵以及地铁车站的屏蔽门等，它们从配电室两段母线直接分出两路电源到双电源切换箱。

4.2 地铁站动力配电的控制要求

环控设备一般采用集中控制或者就地控制，集中控制主要由环控电控室实现，也有通过含控制中心和车控室的BAS系统来实现。废水泵和污水泵等采用现场的手动控制、地铁站的控制室控制以及液位自动控制，而且能通过BAS系统将水泵的工作状态在控制室显示出来。出入口的临时排水泵通过现场手动控制和液位自动控制。地铁站内的自动扶梯和直升电梯等也采用就地控制，且能在控制室利用FAS/BAS系统进行统一监视。

4.3 地铁站的动力配电设计

地铁站主要系统设备的供电通过变电所的低压母线两段分别馈出一路电源，以放射式的配电方式送至每个用电设备周围的双电源切换箱。针对由于断路导致损失较大的线路，不适宜装过负荷保护装置，或者使负荷保护作用于报警信号。地铁区间的动力电源一般以该区间的隧道中心为界，取自其相邻的变电所。区间的动力设备一般直接启动，当不能满足直接启动的要求时要采用降压启动的措施。在地铁区间每距离100m应设置检修电源箱，按20kW考虑，在电源箱内设有单相、三相的工业连接器，且出线的回路要设有一级的漏电保护。

为消防用电设备配电的分支线路不应跨越防火的分区，且分支干线也不适宜跨越防火分区。消防设备多用变频方式运行，当发生变频故障时，会以工频方式进行消防工作。消防设备的配电线路要满足火灾发生时连续供电的需求，配电电缆多采用矿物的绝缘电缆，而发生火灾时依然需要工作的照明设备应采用铜芯的耐火材料并穿过钢管进行敷设。

参考文献

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