淺談隧道照明新型分段控制技術(shù)的應(yīng)用

諶愛(ài)林

1 概述

鐵路隧道照明是一線(xiàn)養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員改善作業(yè)條件、提高設(shè)備質(zhì)量的必要設(shè)施,《鐵路橋隧建筑物大修維修規(guī)則》規(guī)定:長(zhǎng)度大于1 000 m的隧道應(yīng)設(shè)固定式照明設(shè)施,長(zhǎng)度不大于1 000 m且大于500 m的曲線(xiàn)隧道應(yīng)設(shè)置移動(dòng)式照明設(shè)施,無(wú)電源又符合照明設(shè)置條件的隧道應(yīng)配備輕型發(fā)電機(jī)及相應(yīng)的移動(dòng)式照明設(shè)施。

2 現(xiàn)階段隧道照明存在問(wèn)題、原因分析及改進(jìn)措施

2.1 存在問(wèn)題

1)一開(kāi)燈就是大面積的亮燈,不符合一線(xiàn)作業(yè)人員的實(shí)際工作需要,造成能耗高,致使多數(shù)單位不愿意承擔(dān)過(guò)高的電費(fèi)支出而禁止用燈。2)大面積亮燈,致使燈具及其他設(shè)施壽命縮短,單位無(wú)錢(qián)或者承擔(dān)不起每年高額的維修費(fèi)用支出。3)燈具控制開(kāi)、關(guān)不方便,用燈時(shí)有人開(kāi)燈,不用時(shí)無(wú)人關(guān)燈,出現(xiàn)長(zhǎng)明燈。4)控制燈具開(kāi)關(guān)的方法不良,易發(fā)生故障,出現(xiàn)故障后需專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行修理,一線(xiàn)養(yǎng)護(hù)人員修理不了。5)管理不善,工務(wù)段無(wú)專(zhuān)門(mén)從事隧道電力照明設(shè)施的機(jī)構(gòu)與人員,電力照明設(shè)施出現(xiàn)故障后不能及時(shí)處理,久而久之,設(shè)施出現(xiàn)人為損壞或長(zhǎng)期閑置不用。

2.2 原因分析

1)鐵路隧道的照明設(shè)施在行業(yè)內(nèi)沒(méi)有一套較合理的控制模式,所以也就沒(méi)有一個(gè)較理想的控制系統(tǒng),雖然也有不同的分段控制,但終因技術(shù)的原因,設(shè)備復(fù)雜,故障率高等特點(diǎn)不能正常使用,經(jīng)過(guò)各個(gè)維修人員總結(jié),得出控制方式不當(dāng)是導(dǎo)致隧道照明工作不能步入正常運(yùn)營(yíng)的最大障礙。2)照明燈具的選擇,多數(shù)燈具發(fā)光強(qiáng)度不足,造成在兩盞燈之間存在盲區(qū),且燈具抗振性能差、易壞,需經(jīng)常進(jìn)行維修保養(yǎng);受隧道環(huán)境及列車(chē)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲的影響,燈具線(xiàn)路經(jīng)常被振破、腐蝕,需要經(jīng)常進(jìn)行檢修、保養(yǎng),致使各個(gè)單位負(fù)擔(dān)不起高額的維修、養(yǎng)護(hù)燈具的費(fèi)用。3)近年來(lái)“天窗修”開(kāi)始后,燈具、線(xiàn)路的檢修、保養(yǎng)工作只能在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行,造成燈具、線(xiàn)路的檢修、保養(yǎng)工作不及時(shí),久而久之,造成多數(shù)隧道的照明設(shè)施處于癱瘓狀態(tài),部分長(zhǎng)大或重要的隧道照明設(shè)施僅限于較大的維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)才能用。4)維持一座隧道照明長(zhǎng)年使用,電費(fèi)就是一筆龐大的數(shù)字,長(zhǎng)明燈、照明設(shè)備質(zhì)量低下更是致其費(fèi)用支出大增的重要原因。

2.3 改進(jìn)措施

原平工務(wù)段在進(jìn)行隧道照明的維修養(yǎng)護(hù)中,研制了一種可以控制燈具開(kāi)關(guān)時(shí)間的分段控制方法,該控制方法于2009年運(yùn)用到北同蒲段家?guī)X隧道的照明設(shè)施中,通過(guò)使用,該控制方法安全可靠,符合一線(xiàn)作業(yè)特點(diǎn),杜絕了長(zhǎng)明燈及大面積亮燈的弊端。該控制方法采用的照明燈具為“海洋王”NSC9720A防眩隧道燈,該燈光源采用70 W高壓鈉燈,發(fā)光效率高,耗電少,燈具照明角度大,范圍廣,能夠適應(yīng)鐵路隧道內(nèi)的照度要求。

3 NSC9720A防眩隧道燈的功能及簡(jiǎn)介

1)光源采用70 W的高壓鈉燈,具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長(zhǎng)、透霧性能強(qiáng)并且不腐蝕等特點(diǎn),其壽命長(zhǎng)達(dá)28 500 h,光通量高達(dá)5 600 lm。2)采用新型節(jié)能電感鎮(zhèn)流器,并采用電容對(duì)燈具功率因數(shù)補(bǔ)償后,燈具功率因數(shù)達(dá)0.96。3)燈具的透明件采用5 mm含硼的燈芯絨鋼化玻璃,抗沖擊能力達(dá)7 J;同時(shí)采用納米光觸媒工藝,使透明件表面能自動(dòng)分解有機(jī)污漬,保持玻璃透光效果,發(fā)光效率 η=0.864。4)采用 99.9%的高純陽(yáng)極氧化鋁做反光材料,同時(shí)進(jìn)行了鏡面拋光處理,并通過(guò)合理配光設(shè)計(jì),具有照明角度大,范圍廣,光線(xiàn)柔和等特點(diǎn),能夠適應(yīng)鐵路隧道內(nèi)狹長(zhǎng)區(qū)域的照明區(qū)域內(nèi)布燈間距為30 m的照明要求。5)燈具的外殼均采用鋁合金鑄造,表面噴涂處理,經(jīng)久耐用。防腐等級(jí)達(dá)WF2。6)燈具的前蓋與燈體間采用內(nèi)嵌式密封結(jié)構(gòu),可達(dá)到GB 4208-84外殼防護(hù)等級(jí)分類(lèi)的IP65的防護(hù)等級(jí)。完全可以保證隧道內(nèi)環(huán)境溫度為-40℃～50℃,相對(duì)濕度100%時(shí)燈具的正常工作。7)燈座及支架設(shè)有緩沖結(jié)構(gòu),在有火車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)可有效的保護(hù)燈具不受損,同時(shí)可滿(mǎn)足機(jī)械傳導(dǎo)振動(dòng),承受頻率100 Hz/s加速度為15g的振動(dòng),以及風(fēng)速為97 m/s(93 N)的壓力。8)燈具絕緣等級(jí)為Ⅰ級(jí),具有良好的電磁兼容性,不會(huì)對(duì)攝像頭、報(bào)話(huà)機(jī)造成電磁干擾,內(nèi)部電線(xiàn)采用耐高溫導(dǎo)線(xiàn)(大于200℃),燈座線(xiàn)ACRP玻璃絲編制硅橡膠護(hù)套銅芯線(xiàn)。電源引入線(xiàn)為ZRVV安全護(hù)套電纜線(xiàn),保證了接線(xiàn)安全。9)燈具整體外形線(xiàn)條柔和簡(jiǎn)明,重心在燈具的中心,背部設(shè)有掛環(huán)安裝孔,可進(jìn)行掛板壁掛式安裝,掛孔處嵌有減振防脫膠套,距離為100 mm～130 mm,安裝后不會(huì)產(chǎn)生偏心及歪斜。燈具前蓋與燈體采用鉸鏈連接的方式,同時(shí)用翻扣來(lái)扣緊,開(kāi)關(guān)燈具方便可靠;燈具打開(kāi)時(shí),內(nèi)有一支撐桿可將面蓋支起,方便維修和更換燈泡;開(kāi)蓋后可自動(dòng)切斷電源,使燈具的使用維護(hù)更安全可靠。10)安裝方便,只需將燈具懸掛于預(yù)先埋設(shè)好的錨栓中,接通電源即可。

4 新型分段控制方法實(shí)際操作與原理簡(jiǎn)介

4.1 控制箱的設(shè)置及材料

1)隧道照明燈具的控制進(jìn)行分組,每10個(gè)燈為一組,間距30 m,即10個(gè)避車(chē)洞的距離,滿(mǎn)足了一線(xiàn)養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員的需要,同時(shí)避免了大面積亮燈。2)每組燈的始終點(diǎn)在避車(chē)洞內(nèi)安裝控制箱,箱體處安裝兩個(gè)能防塵、防潮、防水的按鈕開(kāi)關(guān),方便了人們操作,確保人身安全,較好地適應(yīng)了鐵路隧道塵土多、潮濕和漏水的環(huán)境影響。3)除進(jìn)出口的控制箱僅能控制一組燈具外,其余的控制箱均能分別控制兩組燈具的開(kāi)與關(guān),較方便地適應(yīng)操作人員開(kāi)下一組燈,關(guān)上一組燈(見(jiàn)圖1)。4)控制箱內(nèi)設(shè)有定時(shí)器,可根據(jù)實(shí)際工作的需要設(shè)定用燈時(shí)間(我段管內(nèi)隧道設(shè)置為半小時(shí)),開(kāi)燈后假如沒(méi)有人員主動(dòng)關(guān)閉燈具,控制設(shè)施到設(shè)定時(shí)間后會(huì)自行斷開(kāi)電路,解決了由于作業(yè)人員疏忽大意或者其他原因未關(guān)燈的問(wèn)題。5)每個(gè)控制器設(shè)有指示燈一個(gè),既方便人們的操作,也能知道供電線(xiàn)路是否有電。6)控制箱材料用絕緣性能良好的塑料板制作,既能防腐也能防漏電。箱內(nèi)電器元件采用名牌廠家產(chǎn)品,保證了控制系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量,減少維修頻率。7)控制箱安裝完工后,箱門(mén)、引線(xiàn)處均采用密封膠進(jìn)行密封,防止潮氣、塵土、漏水等侵入。

4.2 原理簡(jiǎn)介

1)利用電磁開(kāi)關(guān)的膠合原理,加入時(shí)間繼電器對(duì)電路進(jìn)行控制,控制電源靠供電線(xiàn)路提供。2)這組控制系統(tǒng)用兩套按鈕開(kāi)關(guān),一個(gè)時(shí)間繼電器及兩個(gè)交流接觸器(根據(jù)實(shí)際情況也可用小型繼電器)。3)燈具用電可采用一組內(nèi)用兩相電源,也可三相均衡供電。

5 新型分段控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1)優(yōu)點(diǎn)。a.不用從配電柜專(zhuān)門(mén)引一根專(zhuān)用控制電線(xiàn)到洞內(nèi),僅在每組燈具間加一根電線(xiàn),即能達(dá)到分段控制。b.配電房電源屏僅作為一個(gè)能夠記錄和顯示用電量(線(xiàn)路電流)的總開(kāi)關(guān)柜設(shè)施,不需要設(shè)專(zhuān)人看守。c.既符合一線(xiàn)養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員用燈的特點(diǎn):即小范圍作業(yè),小范圍亮燈,同時(shí)又方便了一線(xiàn)作業(yè)人員的使用操作,相應(yīng)地提高了設(shè)備質(zhì)量及病害的及時(shí)發(fā)現(xiàn)。d.控制電路直接控制燈具電源,不開(kāi)燈時(shí)電源無(wú)電,解決了維修燈具時(shí)(插、拔插頭,更換燈泡,擦拭燈具)的帶電作業(yè)問(wèn)題,同時(shí)燈具外殼無(wú)需接地。2)缺點(diǎn)。a.控制箱內(nèi)怕潮濕與進(jìn)水,必須全部密封。b.控制箱與元器件成本較高,成套控制箱每個(gè)500元以上。c.箱內(nèi)設(shè)施在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后需把電器重新復(fù)緊一次。d.燈具需要定期擦拭,否則影響照明效果。

6 結(jié)語(yǔ)

新型燈具通過(guò)采用分段控制的做法:1)解決了大面積亮燈的現(xiàn)象,使照明更加科學(xué)、合理;2)杜絕了長(zhǎng)明燈現(xiàn)象,達(dá)到了節(jié)約能源的目的;3)減少了燈具、線(xiàn)路維修檢查頻率,節(jié)省了勞動(dòng)力,減輕了橋隧維修養(yǎng)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度;4)控制方法使用方便,方便了線(xiàn)、橋作業(yè)人員的作業(yè),受到一線(xiàn)養(yǎng)護(hù)人員的歡迎。通過(guò)太原鐵路局原平工務(wù)段對(duì)北同蒲段家?guī)X隧道照明設(shè)施改造,改造后,可節(jié)省維修燈具、線(xiàn)路的勞動(dòng)力約70%、節(jié)電最高可達(dá)84%以上,可以說(shuō)這是一筆非?？捎^的成本節(jié)約數(shù)字,也符合目前正在開(kāi)展的節(jié)能降耗活動(dòng)的主旋律。但這種燈具的價(jià)格較高,一般一套1 600元,高出普通隧道照明燈具3倍～4倍,初始投資較大,這也可以說(shuō)是推廣這種方法的一個(gè)瓶頸性問(wèn)題,但是采用這種燈具和這種新型控制方法后運(yùn)營(yíng)成本極低,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,還是有很大的推廣、使用的空間。