地鐵地面車站動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

■方曉晨 ■江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇 南京 210042

軌道交通具有運(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，這些年來得到了蓬勃的發(fā)展，其中地鐵地面車站(含地面站和高架站)因其造價(jià)低，施工周期短等優(yōu)勢(shì)在地鐵建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。通過對(duì)已實(shí)施地面站的相關(guān)調(diào)研和設(shè)計(jì)總結(jié)，本文從地面車站與地下站設(shè)計(jì)要點(diǎn)的區(qū)別入手，針對(duì)動(dòng)力照明系統(tǒng)在地面站設(shè)計(jì)上的特殊性和要點(diǎn)做一個(gè)介紹。

1 設(shè)計(jì)范圍和原則

以車站400V 開關(guān)柜出線端為接口，動(dòng)力照明系統(tǒng)為含車站和相鄰半?yún)^(qū)間范圍內(nèi)動(dòng)力照明設(shè)備配電。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括:車站動(dòng)力、照明設(shè)備配電及控制設(shè)計(jì);動(dòng)力照明設(shè)備的選型和安裝設(shè)計(jì);電纜(線)選擇和敷設(shè);防雷接地與安全設(shè)計(jì);與相關(guān)專業(yè)的接口配合設(shè)計(jì)根據(jù)2013版《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，地鐵地面車站機(jī)電設(shè)備及照明用電負(fù)荷按其不同的用途和重要性分為三級(jí)。

一級(jí)負(fù)荷包括變電所操作電源、應(yīng)急照明、消防系統(tǒng)設(shè)備、FAS、BAS、通信、信號(hào)等。其中通信、信號(hào)、FAS、BAS、應(yīng)急照明、變電所操作電源為特別重要負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷配電從降壓變電所兩段母線上分別饋出一路專用供電線路向負(fù)荷末端電源切換箱供電，兩路電源在切換柜/箱內(nèi)自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)不間斷供電，

二級(jí)負(fù)荷包括高架站公共區(qū)的一般照明及區(qū)間照明、普通風(fēng)機(jī)及相關(guān)閥門、電梯、非疏散用自動(dòng)扶梯、VRV 系統(tǒng)，設(shè)備區(qū)和管理區(qū)照明、污水泵等。二級(jí)負(fù)荷配電從0.4KV 降壓變電所一、二級(jí)負(fù)荷母線引一路電源至末端設(shè)備配電箱或設(shè)備。當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，0.4kV降壓變電所的母聯(lián)開關(guān)自動(dòng)閉合，退出運(yùn)行變壓器所帶的二級(jí)負(fù)荷由另一臺(tái)變壓器負(fù)責(zé)供電。

其它不屬于一二級(jí)負(fù)荷的如廣告照明、電開水器、備用空調(diào)等為三級(jí)負(fù)荷。從0.4KV 降壓變電所的三級(jí)負(fù)荷母線引一回電源至末端設(shè)備配電箱或設(shè)備;當(dāng)供電系統(tǒng)為非正常運(yùn)行方式時(shí)，三級(jí)負(fù)荷自動(dòng)切除。

2 地面車站動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 地面車站環(huán)控設(shè)計(jì)

車站動(dòng)力照明系統(tǒng)根據(jù)各系統(tǒng)設(shè)備的負(fù)荷類型、運(yùn)行特性及分布位置綜合考慮相應(yīng)配電方式。在傳統(tǒng)的地下車站設(shè)計(jì)中，分別設(shè)置一個(gè)環(huán)控電控室對(duì)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)配電、保護(hù)和控制。而鑒于地面站通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成及其工藝控制要求，設(shè)備較地下站較少且控制要求相對(duì)簡(jiǎn)單，且地面車站建筑體量較小，故地面站不設(shè)置環(huán)控電控室。對(duì)于車站消防環(huán)控設(shè)備(如排煙風(fēng)機(jī))，可設(shè)置雙電源切換箱為排煙風(fēng)機(jī)和排煙風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)的連鎖風(fēng)閥配電，配電箱放置于照明配電室內(nèi)或風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，雙電源自切裝置需帶通信口或硬接點(diǎn)，能將主、備電源狀態(tài)及切換開關(guān)的正常、故障狀態(tài)遙信綜合監(jiān)控專業(yè)。其他環(huán)控設(shè)備的配電可在照明配電室內(nèi)設(shè)置風(fēng)機(jī)配電箱為其進(jìn)行配電、保護(hù)和控制，相應(yīng)的控制元器件集中設(shè)置于此處。

環(huán)控設(shè)備控制方式:通風(fēng)空調(diào)設(shè)備設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制、BAS 聯(lián)動(dòng)控制(含車控室控制)。消防有關(guān)設(shè)備(如排煙風(fēng)機(jī))設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制、FAS 聯(lián)動(dòng)控制(含車控室控制和OCC 控制)。特別重要的消防設(shè)備在車控室設(shè)應(yīng)急后備控制(IBP)。

2.2 地面車站照明設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(1)照明種類可分為:車站正常照明(包括工作照明、節(jié)電照明)、應(yīng)急照明(包括疏散照明、疏散指示標(biāo)志、備用照明)、值班照明和過渡照明。廣告照明可作為一部分工作照明來考慮，車站公共區(qū)的應(yīng)急照明作為公共區(qū)照明的一部分設(shè)計(jì)，其照度值不應(yīng)低于正常照明照度標(biāo)準(zhǔn)值的10%。地面車站和地下車站主要照度標(biāo)準(zhǔn)差異參見下表:

地面車站公共區(qū)照明為二級(jí)負(fù)荷。車站站廳層和站臺(tái)層每個(gè)照明配電室可以設(shè)置兩個(gè)總照明配電箱，單母線接線方式，電源接自降壓變電所不同母線，由兩個(gè)總照明配電箱分別為工作照明、節(jié)電照明回路供電。每個(gè)照明配電箱各帶50%的照明負(fù)荷。公共區(qū)的公共照明(工作照明、節(jié)電照明)采用交叉供電，設(shè)備區(qū)照明配電箱采用總照明配電箱一回路電源供電。配電箱現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置啟停按鈕，回路經(jīng)由接口設(shè)計(jì)在所需回路設(shè)置硬接點(diǎn)或通信接口遙信BAS。對(duì)于設(shè)置了智能照明控制系統(tǒng)的車站，也可以在一個(gè)配電室內(nèi)設(shè)置一個(gè)照明總箱，通過安裝在配電箱內(nèi)的智能模塊，實(shí)現(xiàn)公共區(qū)照明的定時(shí)、分區(qū)、分工況控制。

(2)地面站和高架站區(qū)間照明屬于二級(jí)負(fù)荷，僅設(shè)正常照明。區(qū)間照明箱設(shè)置于站臺(tái)層照明配電室內(nèi)，照明燈具可設(shè)置在觸網(wǎng)立柱上，間隔為35～40 米，滿足平均照度5LX 的要求，可單側(cè)或雙側(cè)布置，對(duì)于道岔區(qū)，岔線等處，應(yīng)結(jié)合線路專業(yè)做局部的加強(qiáng)照明。區(qū)間照明的控制有兩種方式，一是在相應(yīng)照明回路設(shè)置接觸器，通過接口設(shè)計(jì)由BAS系統(tǒng)采集信號(hào)，納入車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，二是在車站設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，區(qū)間照明包含在智能照明控制系統(tǒng)內(nèi)。地面車站區(qū)間照明白天運(yùn)營(yíng)時(shí)不開啟，晚上開啟，運(yùn)營(yíng)停止后，為區(qū)間檢修人員提供照明，在發(fā)生緊急情況時(shí)，區(qū)間照明開啟，為乘客提供疏散照明。

(3)地面車站施工配合階段經(jīng)常涉及到室外廣場(chǎng)照明及小商業(yè)資源開發(fā)的用電，存車棚和停車場(chǎng)照明等補(bǔ)充用電要求，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)結(jié)合站型和建設(shè)運(yùn)營(yíng)方的需求，明確供配電設(shè)計(jì)接口，在安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上留有一定的配電裕量，并預(yù)留控制以及計(jì)量的條件。

2.3 地面車站防雷設(shè)計(jì)

地面車站的防雷設(shè)計(jì)是動(dòng)力照明系統(tǒng)中一個(gè)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，應(yīng)按照人員密集的公共建筑來計(jì)算防雷等級(jí)。以南京寧天城際線某高架站為例，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算方法，N=k×Ng×Ae。針對(duì)該建筑，經(jīng)過周邊環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)勘查，k 取1，南京一年雷暴日Td 為35.1，Ng=0.1 ×Td=3.51，Ae 計(jì)算結(jié)果為0.01509，經(jīng)計(jì)算得該建筑預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為N=0.053 次/a，故該車站劃分為二級(jí)防雷建筑物設(shè)防，防雷設(shè)計(jì)方案為在該車站設(shè)避雷帶，對(duì)地面建筑物防雷利用結(jié)構(gòu)梁、柱內(nèi)的主筋作為均壓線和避雷引下線;利用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作自然接地裝置，并預(yù)留人工接地條件，金屬屋頂直接作為接閃器。車站的防靜電接地、工作接地和中壓、低壓保護(hù)接地共用一個(gè)接地系統(tǒng)，要求接地電阻一般不大于0.5 歐姆。若自然接地體的電阻值不滿足要求，敷設(shè)以水平接地極為主的人工接地網(wǎng)，自然接地體與人工接地網(wǎng)電阻值的測(cè)量能分別進(jìn)行。

地面車站建筑物防雷電波引入措施按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》及《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》要求設(shè)置。在低壓電源引入處安裝三相電壓開關(guān)型SPD 作為第一級(jí)保護(hù);為電子信息設(shè)備配電的配電柜安裝限壓型SPD 作為第二級(jí)或者第三級(jí)保護(hù)。

2.4 分區(qū)供電的設(shè)計(jì)

根據(jù)車站建筑體量和供電距離在車站兩端或設(shè)備集中端設(shè)照明配電室，負(fù)責(zé)站廳、站臺(tái)、設(shè)備管理用房的照明和控制。對(duì)于設(shè)置了設(shè)備層或者外掛式的地面車站，還應(yīng)在相應(yīng)的附屬用房區(qū)域分別設(shè)置照明配電間，負(fù)責(zé)設(shè)備層或外掛附屬用房區(qū)域的照明和控制。

3 小結(jié)

地鐵地面車站動(dòng)力照明的設(shè)計(jì)，我們還需要進(jìn)行認(rèn)真分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷改進(jìn)。做到供電安全可靠，運(yùn)營(yíng)控制先進(jìn)節(jié)能。以上是筆者對(duì)地鐵地面車站動(dòng)力照明系統(tǒng)的一些淺顯認(rèn)識(shí)，希望拋磚引玉，對(duì)地鐵設(shè)計(jì)有所裨益。

［1］GB 50157 -2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》［S］.北京;中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

［2］GB 50057 -2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》［S］.北京;中國(guó)建設(shè)出版社，2011.

［3］GB/T 16275 -2008《城市軌道交通照明》［S］.北京;中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［4］許士驊.《城市軌道交通地面車站動(dòng)力照明設(shè)計(jì)淺談》［J］.北京;智能建筑電氣設(shè)計(jì)，2013.05.