地鐵區(qū)間照明中斷故障分析及處置

劉勇

摘 要：區(qū)間隧道應急照明作為列車行駛的輔助照明，停運后區(qū)間維護照明，以及火災時人員疏散照明。其功能的正常與否直接影響到行車安全與正線運營服務質(zhì)量。針對正線應急照明頻發(fā)的故障現(xiàn)象，結(jié)合EPS系統(tǒng)控制原理，通過對區(qū)間照明故障問題進行分析，找出故障原因，探討如何加強日常管理，并提出合理的優(yōu)化改進措施，以提高設(shè)備的質(zhì)量和工作效率。

關(guān)鍵詞：區(qū)間照明;EPS;斷路器;跳閘

1.應急照明的供配電方式

事故照明電源室的進線電源引自變電所的兩段低壓母線，并且采用蓄電池作為備用電源。工作照明用三相交流電源送電，應急照明正常由單相交流電源供電，交流電源故障時，由車站降壓變電所自動切換到蓄電池組供電。地鐵車站應急明一般分為備用照明、疏散照明與疏散指示標志。備用明一般設(shè)置于正常照明故障或火災工況時仍需工作的重要場所;疏散照明與疏散指示標志主用于人員密集場所主要疏散通道、疏散數(shù)梯間、前室及安全出口等，根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》要求地下車站應急照明為一級負荷中特別重要負荷，因比地鐵應急照明的供電一般采用“雙市電+EPS蓄電池方式。即在車站兩端各設(shè)1組EPS電源，安裝于EPS電源室，或站廳站臺兩端照明配電室各設(shè)置1組，共4組EPS電源。EPS進線為兩路獨立電源，EPS設(shè)置饋線柜，按不防火分區(qū)設(shè)置饋線回路至應急明燈具，負責整個車站及相鄰區(qū)間的應急照明。且蓄電池房間對環(huán)境的要求較高，需設(shè)置空調(diào)及氣體滅火措施，EPS電池集中設(shè)置更方便管理及維護。

1.1區(qū)間照明及燈具

地鐵車站之間的隧道段叫做區(qū)間，區(qū)間照明即是地鐵的隧道照明。因為特殊，設(shè)計思考較多，尤其是處于疏散方面的考慮，區(qū)間照明分為正常照明和應急照明，區(qū)間應急照明與區(qū)間工作照明交替排列，區(qū)間應急照明電源引自EPS配電屏，區(qū)間正常照明電源引自區(qū)間照明配電箱（QM），采用三相交錯配電，保持三相平衡分布。白天正常運營情況下，應急照明打開，正常照明關(guān)閉;故障情況下，打開正常照明，滿足區(qū)間照度要求。照明燈具布置在行車方向左側(cè)墻壁上，燈具中心距軌面4000m，每隔10m布置一節(jié)能型燈具，容量為20W，正常照明燈和應急照明燈按1：1間隔布置，每隔一正常照明燈設(shè)置一盞應急照明燈，即應急照明燈與相鄰應急照明燈間距為10m。

區(qū)間照明燈具應具有防水、防塵、耐腐蝕的特點。燈具要適應地鐵隧道內(nèi)潮濕、有水、通風不良的環(huán)境。要求密閉性能好（防護性能達到IP65），且散熱良好。燈具清潔沖洗時不得進水。燈具結(jié)構(gòu)要求簡單，安裝方便，維修和更換光源時操作方便。燈具要具有良好的防震性能，在地鐵震動的條件下，以保證光源具有較高的使用壽命。燈具的光效率應大于60Im/W。燈具應具有定的遮光性能，以避免對司機視造成影響。

1.2區(qū)間照明模式原理及存在的問題

區(qū)間照明模式分為正常工況、火災工況。其中火災工況含A端設(shè)備區(qū)模式、B端設(shè)備區(qū)模式、公共區(qū)模式、相鄰區(qū)間模式，每個模式都涉及區(qū)間工作照明和區(qū)間應急照明，通過對模式操作來實現(xiàn)對照明設(shè)備的開啟及關(guān)閉控制。

目前，地下車站均采用雙電源加EPS的配電方式，常有應急照明系統(tǒng)在市電供電情況下，末端饋出回路發(fā)生短路，配電系統(tǒng)上下級間無保護選擇性，致使系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。具體為區(qū)間照明在發(fā)生嚴重短路后回路空開無法閉合，甚至直接導致上級總輸出、總輸入空開跳閘，更有發(fā)生0.4KV直接頂跳事件。有的車站站臺只設(shè)置一臺事故照明裝（EPS），如果發(fā)生上述事件將直接導致上下行首尾四個區(qū)間瞬間漆黑，還有影響站臺公共區(qū)部分照明和疏散指示。原因為結(jié)構(gòu)滲漏水導致某一處燈具附近主線纜三相短路至使相應支路、上級空開，雙雙發(fā)生跳閘。因此，通過對設(shè)計思路的明確，結(jié)合地鐵實際系統(tǒng)設(shè)備條件和故障發(fā)生后人員的組織情況，如何查找原因、迅速處置及預防，確保區(qū)間照明在任何情況下都應保持常亮狀態(tài)。

2.多級斷路器同時跳閘原因

經(jīng)歷過短路故障的朋友們恐怕都有過相同的經(jīng)歷，許多時候，一旦電路中發(fā)生短路，跳閘的往往不僅僅是一個斷路器，同時連同它的上一級斷路器，也會跳閘。那么究竟是什么原因造成多級斷路器同時跳閘的呢？發(fā)生這種事故的原因，是不是因為斷路器選型錯誤呢？

我們知道，短路保護（過載保護）是斷路器的一個重要功能。它實現(xiàn)這一功能的原因，是斷路器通過熱敏鐵片感測電路中的溫度，一但電路中溫度過高，就會傳遞給斷路器中的機械機構(gòu)，進行跳閘保護。

斷路器選型的關(guān)鍵，往往是它的額定電流。即斷路器保護電路時的最大電流，一旦超過這個電流，斷路器就會認為電路中存在過載或短路現(xiàn)象，從而跳閘。一般來說，常用的斷路器型號為C16、C25、C32、C63。這個選型很關(guān)鍵，選型過大，會造成電路中實際電流已經(jīng)超過電線的最大負載，卻沒有打到斷路器的故障電流值，造成故障不跳閘。如果選型過小，會造成正常使用時，斷路器誤跳閘。

那么，電路中發(fā)生短路時，多級斷路器同時跳閘即支路斷路器和總開關(guān)同時跳閘，是因為選型錯誤嗎？很顯然不是的，一般選型時，總開關(guān)的電流一定會大于支路開關(guān)電流。那么，當電路中發(fā)生短路時，此時電路中的電流是巨大的，該電流值，遠遠超過支路開關(guān)和總開關(guān)的額定電流。因此，兩個開關(guān)都會感應到電流，所以就會同時跳閘。

3.分線排除法檢查

3.1確定總開關(guān)正常的情況下，先把故障分路的開關(guān)都關(guān)掉，然后合上總開關(guān);如果一合閘就跳，那最有可能就是總開關(guān)到各分路開關(guān)之間的線路存在故障。

3.2如果總開關(guān)不跳，然后再繼續(xù)合各個分路開關(guān);如果合到某一路分開關(guān)，開關(guān)跳閘，那就是該分開關(guān)回路有問題。找到故障回路以后，接下來就是要確定是線路問題還是線路上的用電設(shè)備問題。

3.3當我們確定漏電以后，就要通過分斷查找的方法，來查找電線的漏電點，來處理電線漏電故障。排查線路故障點時，可以按照“先主干、再分支、后末端的順序，斷開低壓電網(wǎng)的各條分支線路，僅對主干線進行試送電，若主干線無故障，那么主干線便能正常運行。然后，再依次將分支和末端投入運行。哪條線路投入運行時保護器跳閘，故障點就在哪條線路上，就可在此線路上集中查找故障點。

由于我們照明回路屬于并聯(lián)線路，某段所有的照明都是一個回路，所以只要有一根線管內(nèi)的電線漏電，就會導致整條回路都會漏電，所以我們要在中間的電燈位置，把電燈線盒內(nèi)的電線接頭解開（分支總線而非燈具的電源線），來檢查是哪個方位的電線漏電了，找到哪個方位的電線漏電以后，我們還是在哪個方位的中間位置把線頭解開，來判斷是哪個方向的電線漏電，用這種方法，直到查到最后一段分支。就是那個線管內(nèi)的電線漏電了，這種情況就只能換線處理了，如果換不了只有敷設(shè)明線。這樣我們更換線管內(nèi)的電線就可以解決漏電故障了。（兩根2.5㎡電線擰在一起可以用。近似于4.5㎡。前提是材質(zhì)要相同，長度也相同。兩相同載面導線雙拼在工作維修是常見的。一般小載面（10㎡）以下不提倡也不會用。用得最多的場所在配電方面有時因大尺寸電纜施工難度大就用兩根電纜雙拼解決。只要達到材質(zhì)、長度相同，兩根相同載面導線的載流量就可達到一根導線的載流量。）

把故障分支上所有的用電器接線都拔掉或者斷開，然后再合上該回路的分路開關(guān)，如果開關(guān)不跳閘，說明被拔掉的的燈具中有漏電設(shè)備。那么接下來就可以一個一個接線試，接到哪個跳閘就是哪個有問題。當確定燈具漏電以后，我們先檢查一下電線接頭的位置，是否絕緣膠布壞，或者電燈的位置電線外皮是否損壞跟電燈金屬外殼相連，形成的漏電，或者電線絕緣外層是否老化損壞，如果找到了，就容易解決了。

4.預防和應對措施

4.1區(qū)間作業(yè)時注意對燈具、插座、線纜等低壓設(shè)備周圍異常情況的查看，發(fā)現(xiàn)異常及時處置，不能處理的及時上報并采取相應臨時措施，如鋁板掉落、燈具下垂、結(jié)構(gòu)滲水等;高架段做好廣告板狀態(tài)巡查、射流風機固定件確認;司機加強瞭望，發(fā)現(xiàn)異常及時上報，確保運營線路安全。

4.2巡視人員針對近期故障現(xiàn)象進行分析判斷，對保護區(qū)域的線路設(shè)備等進行有目的的直觀巡視，從而找出故障點。應著重對線路的轉(zhuǎn)角、分支、交叉跨越等復雜地段和故障易發(fā)點進行檢查。這種直觀巡查簡便易行，易于對明顯故障點的查找。如導線斷線落地、拉線與導線接觸及錯誤接線、結(jié)構(gòu)滲漏水等。

4.3發(fā)現(xiàn)設(shè)備柜門（配電箱門）打開、線槽落、防淹門等構(gòu)筑物、射流風機、電線、管線等吊掛構(gòu)件或廣告燈箱，標志標識等其他設(shè)施設(shè)備脫落侵入限界的情況，應及時進行處理，若因備件原因無法進行修復，應先進行臨時處置，并逐級匯報，后續(xù)進行處理整改，消除隱患。

4.4加強對供配用電系統(tǒng)的巡回檢查和隱患整改，特別是對重要用電設(shè)備的維護保養(yǎng)，保證供配用電系統(tǒng)的本質(zhì)安全，以彌補繼電保護的缺陷和不足，特別時軌行區(qū)應急照明，存在著很多不確定的因素，即使保護能夠可靠動作，生產(chǎn)設(shè)備也會因短路電壓降而跳閘停止工作。因此，加強管理，強化責任，避免設(shè)備事故是保證電力系統(tǒng)和生產(chǎn)穩(wěn)定運行的根本。

4.5加強對系統(tǒng)日常管理和維護，對用電裝置和饋線經(jīng)常巡回檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，防止蓄電池、充電模塊故障和直流接地、絕緣擊穿。

4.6加強對逆變系統(tǒng)的檢查、維護和校驗，繼電器的可動系統(tǒng)必須動作靈活，觸點接觸牢固可靠。開關(guān)及其二次回路檢修完畢，投入運行前，一定要對開關(guān)的保護裝置做整組傳動試驗，證明繼電器和回路處于良好工作狀態(tài)后，開關(guān)才能夠投入運行。（同時對所有繼電保護校驗制定專門的制度度，成立專職機構(gòu)和專職人員，定期對繼電保護裝置進行校驗。）

4.7建議給站臺只設(shè)一臺EPS或者結(jié)構(gòu)滲漏水嚴重的車站在EPS內(nèi)相應的回路負載處加裝熔斷器，以防止事件的擴大化，減輕對運營安全的影響范圍;對前期排查的EPS及各支路代表的具體位置進行梳理和標記，組織人員熟悉掌握，確保突發(fā)情況時迅速應急處置。

5.結(jié)束語

要讓列車安全運行，需要穩(wěn)定可靠的區(qū)間燈，要想在線路內(nèi)作業(yè)，更需要有高效的軌道照明，只有良好的照明才能保證各項工作的有條不紊。然而，區(qū)間停電事故嚴重影響列車運行，不僅會中斷正常運營，也會威脅運營安全，由于停電事故具有不可預見性的特點，因此必須重點做好日常預防工作，確保各項設(shè)施設(shè)備完好，避免防護區(qū)內(nèi)對供電設(shè)施造成破壞。以上措施能有效地改善車站區(qū)間照明大范圍中斷的問題，減少故障事故的發(fā)生，提高了系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、可操作性，有力地保障了地鐵區(qū)間安全。

參考文獻：

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