高鐵站房電氣設(shè)計(jì)

徐艷超

上海聯(lián)創(chuàng)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 上海 200093

1 工程概況

本項(xiàng)目為新建貴陽至南寧鐵路荔波站站房及站臺(tái)雨棚相關(guān)工程。站房最高聚集人數(shù)1500人，為中型站房。站房形式為線側(cè)上式站房，車場規(guī)模為3臺(tái)8線，設(shè)450m×12m×1.25m島式站臺(tái)3座，設(shè)8m寬進(jìn)出站地道2座，1座兼做行包通道，設(shè)與站臺(tái)等長有站臺(tái)柱雨棚。站房建筑面積9999.78m2；站臺(tái)15673.79m2；進(jìn)站天橋1760.71m2；出站地道2805.57m2，社會(huì)停車場面積10000m2。主體1層，局部2層，地下1層，建筑高度25.50m，包含主站房，客運(yùn)系統(tǒng)機(jī)房、車站辦公等用房，效果圖詳見圖1。

圖1 站房正視圖

2 負(fù)荷等級(jí)的劃分

1) 一級(jí)負(fù)荷。通信系統(tǒng)、客運(yùn)信息系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)和安全檢測設(shè)備、售檢票系統(tǒng)、變電所用電等；

2) 二級(jí)負(fù)荷。消防用電（消火栓泵、噴淋泵、消防炮泵、消防風(fēng)機(jī)、電動(dòng)排煙窗以及與消防有關(guān)的潛污泵等) 、設(shè)備機(jī)房專用空調(diào)，電扶梯，候車廳等公共區(qū)域照明等；

3) 三級(jí)負(fù)荷。廣告燈箱配電、商業(yè)配電、普通空調(diào)、充電樁及其它不屬于一、二級(jí)的負(fù)荷。

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行《鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10008-2006) 及國家其它現(xiàn)行相關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求，確定站房負(fù)荷等級(jí)[1]。

3 供配電系統(tǒng)方案及主要接口設(shè)計(jì)原則

3.1 變電所設(shè)置及電源選擇

1) 變電所設(shè)置。鐵路站房內(nèi)設(shè)10/0.4kV變電所1座，變電所內(nèi)設(shè)置2×1250kVA變壓器；鐵路停車場設(shè)置10/0.4kV箱變1座，容量為800kVA，為停車場照明及充電樁等用電負(fù)荷供電。

2) 電源選擇。鐵路站房自地方鐵路變電站接取10kV雙重電源供電。電源線由正線工程設(shè)計(jì)并計(jì)列，設(shè)計(jì)分界為站房變電所高壓開關(guān)柜上端頭。鐵路停車場箱變電源自站房變電所高壓環(huán)網(wǎng)柜接取。

3.2 低壓配電系統(tǒng)及供電原則

1) 一級(jí)負(fù)荷配電方式。一級(jí)負(fù)荷由來自變電所不同低壓母線段的兩路電源，一主一備，在末端配電箱自動(dòng)切換后供電。通信專業(yè)雙電源切換裝置由通信專業(yè)自備。

2) 二級(jí)負(fù)荷配電方式。消防負(fù)荷用電、機(jī)房專用空調(diào)、電扶梯等負(fù)荷從變電所不同低壓母線段各引一路電源，一主一備，在末端配電箱自動(dòng)切換后供電；候車大廳、進(jìn)出站通道、售票廳、雨棚等公共區(qū)照明（含出入口) 配電采用變電所不同低壓母線段各帶約50%的照明燈具交叉布置的配電方式。

3) 三級(jí)負(fù)荷配電方式。從變電所一段0.4kV母線饋出單回電源線路至設(shè)備電源箱。低壓母線段設(shè)置三級(jí)負(fù)荷總開關(guān)，當(dāng)供電系統(tǒng)為非正常運(yùn)行方式時(shí)，三級(jí)負(fù)荷允許自動(dòng)切除。

由于鐵路等交通類建筑設(shè)計(jì)所涉及的專業(yè)較多，應(yīng)與工管中心、建設(shè)單位及其他各專業(yè)充分溝通確認(rèn)，明確與外電專業(yè)、通信專業(yè)、信息專業(yè)、給排水專業(yè)、暖通專業(yè)、電扶梯專業(yè)、FAS及BAS等專業(yè)接口設(shè)計(jì)。

除候車大廳、雨棚、售票廳、進(jìn)出站通道等區(qū)域照明采用交叉供電方式外，其余二級(jí)負(fù)荷可采用與一級(jí)負(fù)荷相同的配電方式供電。與其他民用建筑不同的是，鐵路低壓配電系統(tǒng)習(xí)慣采用設(shè)置三級(jí)負(fù)荷總開關(guān)的方式，以便于特殊情況變壓器集中甩負(fù)荷。

站房內(nèi)設(shè)置能源管理系統(tǒng)，能源管理監(jiān)控主機(jī)設(shè)于消防控制室，將站房內(nèi)的空調(diào)、照明、供熱、電梯、給排水等能源使用狀況，實(shí)行集中監(jiān)視、管理和分散控制的管理與控制系統(tǒng)，從而節(jié)約用電成本。能源管理系統(tǒng)針對(duì)站房內(nèi)的動(dòng)力配電箱和照明配電箱進(jìn)行實(shí)施運(yùn)行狀態(tài)和電能在線監(jiān)測。

4 電氣照明

1) 照度標(biāo)準(zhǔn)。正常照明照度標(biāo)準(zhǔn)，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013及《鐵路照明設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10089-2015執(zhí)行[2-3]，詳見表1。

表1 主要場所標(biāo)準(zhǔn)

2) 值班照明。在夜間非工作時(shí)間需要值守或巡視的站臺(tái)、候車區(qū)、售票廳、集散廳、通道、樓梯等公共場所，利用正常照明的一部分兼作值班照明，單獨(dú)控制。值班照明的照度不低于正常照明照度的10%。

依據(jù)“關(guān)于鐵路站房LED照明設(shè)計(jì)研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要”（鑒電函【2018】151號(hào)) 文要求，為響應(yīng)國家綠色照明政策，打造綠色站房，鐵路站房優(yōu)先采用LED燈具，根據(jù)建筑凈空及裝修方案合理選擇燈具參數(shù)。應(yīng)杜絕在公共區(qū)域設(shè)置就地控制面板，燈具控制面板均需統(tǒng)一設(shè)置于就近值班室，方便運(yùn)維管理人員集中操作，同時(shí)也可避免旅客等人員隨意碰觸控制面板，對(duì)鐵路運(yùn)營產(chǎn)生不良后果。

站房高大空間照明回路增設(shè)電氣火災(zāi)探測裝置。 候車大廳上方吊頂內(nèi)檢修馬道照明，是容易忽略的部位，同時(shí)檢修照明的設(shè)置需要考慮要全防護(hù)措施，采用低電壓或者增設(shè)漏電保護(hù)措施。

由于站臺(tái)長度為450m，即使利用線下進(jìn)出站地道設(shè)置照明總箱，照明回路供電距離也超250m，故為了電氣設(shè)備及線路保護(hù)，長距離供電問題也是需要特殊關(guān)注并深度考慮的問題之一。

供電距離過長首先會(huì)導(dǎo)致供電回路壓降過大，所以需要把照明回路導(dǎo)線截面適當(dāng)加大，以滿足壓降損失。其次發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地故障電流較小，必須重視斷路器靈敏度校驗(yàn)。

采用低壓斷路器時(shí)，線路短路靈敏度與線路短路電流和斷路器脫扣整定值密切相關(guān)，如果截面過小，開關(guān)整定值不合適，可能不足以使其動(dòng)作，斷路器起不到保護(hù)作用，這時(shí)可優(yōu)先考慮帶漏電保護(hù)功能的斷路器。

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》第四版第969頁列出的提高接地故障保護(hù)靈敏度的措施要求[4]：(1) 提高接地故障電流Id值；(2) 采用帶短延時(shí)過電流脫扣器的斷路器；(3) 采用帶接地故障保護(hù)的斷路器。經(jīng)以上分析，當(dāng)配電線路過長，接地故障電流較小，僅靠增加導(dǎo)線截面不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用剩余電流保護(hù)，剩余電流保護(hù)可快速切除故障回路。采用30mA漏電保護(hù)功能的斷路器保護(hù)即可滿足長距離配電線路單相接地故障時(shí)線路保護(hù)要求。

5 防雷和接地

1) 建筑物防雷。根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010) 、《鐵路防雷及接地工程技術(shù)規(guī)范》（TB 10180-2016) 的規(guī)定[5-6]，經(jīng)計(jì)算，本工程預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)為0.19次/a，為二類防雷建筑。

站房利用金屬屋面做接閃器，利用鋼結(jié)構(gòu)柱、混凝土結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋作為防雷引下線。

2) 接地及安全。站房低壓配電系統(tǒng)接地形式采用TN-S系統(tǒng)。防雷接地、變電所接地、設(shè)備接地等共用建筑物接地裝置，接地電阻不大于1Ω。

通信、售檢票、客運(yùn)信息等工藝設(shè)備用房內(nèi)分別設(shè)置接地端子板，等電位接地端子板與接地干線或共用接地裝置的連接點(diǎn)，至少應(yīng)有兩點(diǎn)，并在不同位置。采用銅排將各接地端子箱與等電位系統(tǒng)相連，作為各系統(tǒng)的工作接地。

停車場充電樁區(qū)域：停車場充電車位應(yīng)設(shè)置人工接地裝置，敷設(shè)25×4mm熱鍍鋅扁鋼，接地體埋深不小于0.8m。接地電阻不得大于1Ω。同時(shí)設(shè)置MEB板，將MEB板與成品崗?fù)?、停車場進(jìn)出倒閘可靠連接。

防直擊雷采用避雷帶沿屋角，屋脊，屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)。所有突出屋面的構(gòu)筑物均需設(shè)置避雷帶，所有突出屋面的金屬構(gòu)件均需與避雷帶可靠焊接.避雷帶采用12熱鍍鋅圓鋼，高度150mm。金屬屋面部分利用金屬屋面作接閃器，金屬板下面無易燃物品時(shí)，鉛板的厚度不應(yīng)小于2mm，不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應(yīng)小于0.5mm，鋁板的厚度不應(yīng)小于0.65mm，鋅板的厚度不應(yīng)小于0.7mm。防側(cè)擊雷的措施：利用每層外側(cè)圈梁兩根主筋通長焊接，并與引下線焊接做均壓環(huán)。在每層圈梁外側(cè)的幕墻預(yù)埋件均要與圈梁外側(cè)主筋可靠焊接作幕墻防側(cè)擊雷連接用，幕墻本身的防雷措施由幕墻公司負(fù)責(zé)。（均壓環(huán)均與該層外墻上的所有金屬窗、欄桿、構(gòu)件、引下線連接) 。

按照鐵運(yùn)【2011】144 號(hào)《鐵路通信設(shè)備雷電綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見》要求，信息機(jī)房、通信機(jī)械室、信號(hào)機(jī)房等房間需在墻體內(nèi)用鋼筋網(wǎng)組成法拉第籠電磁屏蔽措施。鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用直徑不小于8mm的圓鋼焊成不大于600mm×600mm的網(wǎng)格，并與主筋通過焊接可靠連通。

6 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

本工程采用集中報(bào)警系統(tǒng)。按照鐵路站房運(yùn)維管理需求，消防控制室與綜合控制室集中設(shè)置，方便運(yùn)維管理人員集中管理，既可以高效完成對(duì)鐵路運(yùn)營的監(jiān)管，又可以節(jié)約人力成本。消防控制室內(nèi)設(shè)置集中火災(zāi)報(bào)警控制器，集中顯示火災(zāi)報(bào)警部位信號(hào)和聯(lián)動(dòng)控制狀態(tài)信號(hào)，同時(shí)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制盤，對(duì)于消防水泵、噴淋泵等重要消防設(shè)備除通過火災(zāi)報(bào)警控制器的現(xiàn)場總線編碼模塊聯(lián)動(dòng)控制以外，同時(shí)還敷設(shè)控制電纜至火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制盤用于手動(dòng)直接控制。在消防控制室設(shè)監(jiān)控工作站、消防電話總機(jī)、UPS及打印機(jī)等設(shè)備。正常工況及火災(zāi)工況兼用的設(shè)備正常工況時(shí)由BAS系統(tǒng)監(jiān)控，火災(zāi)工況時(shí)FAS系統(tǒng)向BAS系統(tǒng)發(fā)送聯(lián)動(dòng)控制命令，BAS優(yōu)先啟動(dòng)火災(zāi)控制模式，并預(yù)留智慧消防接口。

出站通道、管理用房、設(shè)備用房、辦公區(qū)走廊等處設(shè)置點(diǎn)型感煙探測器。進(jìn)站大廳、候車大廳配合消防水炮的消防方案，并采用圖像型火焰探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位探測及滅火，同時(shí)設(shè)置線型光束感煙探測器對(duì)煙霧進(jìn)行早期探測，需特別注意的是候車大廳吊頂內(nèi)需根據(jù)站房形式設(shè)置線型光束感煙探測器或點(diǎn)型感煙探測器。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置需將報(bào)警種類、地址等信號(hào)及時(shí)地傳送到消防控制室，消防控制室值班人員可以根據(jù)不同報(bào)警狀態(tài)啟動(dòng)相應(yīng)的防排煙、消防水、廣播疏散等系統(tǒng)，保證人員及建筑物的安全?；馂?zāi)情況下，消防控制室值班人員可根據(jù)具體情況，由聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)手動(dòng)或自動(dòng)切斷火災(zāi)區(qū)的非消防用電負(fù)荷，如普通動(dòng)力、普通照明等負(fù)荷；同時(shí)通過環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域的空調(diào)機(jī)組、排風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)等；還可通過消防直通對(duì)講電話通知變電所，切斷其它與消防無關(guān)的電源。

由于鐵路項(xiàng)目客運(yùn)區(qū)域與后勤辦公等區(qū)域?yàn)椴煌墓芾矸秶?，客運(yùn)區(qū)域消防廣播利用本區(qū)域客運(yùn)廣播和公共廣播系統(tǒng)，在消防控制室設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播播音及控制裝置，消防控制室設(shè)置具有強(qiáng)制切入消防應(yīng)急廣播的功能；后勤辦公等非客運(yùn)區(qū)域消防廣播需獨(dú)立設(shè)置。

7 結(jié)束語

中國高鐵作為當(dāng)代中國重要的一類交通基礎(chǔ)設(shè)施，高鐵站房的設(shè)計(jì)也是其中重要的組成部分，本文以荔波站為例，介紹了高鐵站房電氣設(shè)計(jì)的一些重要組成部分及注意事項(xiàng)，希望為今后的高鐵站房電氣設(shè)計(jì)提供一些積極的參考和借鑒。