地鐵低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)的測(cè)試方法及系統(tǒng)優(yōu)化措施

黃 晶

中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600

0 引言

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷加快，很多鄉(xiāng)村地區(qū)的人涌入城市，導(dǎo)致大中型城市的人口在短短幾年內(nèi)成倍增加，加快了城市的發(fā)展，同時(shí)也加重了城市的交通壓力。為了解決這一問題，需要優(yōu)化和加快地鐵的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)，加強(qiáng)地鐵低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)的建設(shè)。建設(shè)低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)需要結(jié)合圖紙上材料設(shè)備的具體參數(shù)，根據(jù)工作規(guī)范完成相關(guān)任務(wù)；要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并制訂相應(yīng)的方案措施，以保證地鐵低壓照明系統(tǒng)能夠達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。

目前，我國(guó)地鐵建設(shè)的相關(guān)單位基本都是根據(jù)現(xiàn)存的設(shè)備，依靠設(shè)備的建設(shè)情況及使用標(biāo)準(zhǔn)，分析、調(diào)整所有的相關(guān)器件，進(jìn)而優(yōu)化地鐵低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)。調(diào)整可以為后續(xù)的分析和照明系統(tǒng)優(yōu)化做前期準(zhǔn)備，科學(xué)有效的調(diào)整方案會(huì)展示照明設(shè)備的各項(xiàng)信息。這些信息可以幫助工作人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題，并及時(shí)針對(duì)這些問題制訂預(yù)防措施和應(yīng)對(duì)方案，減少不利影響，從而保證系統(tǒng)建設(shè)工作的有序進(jìn)行。

1 工程概況

文章以某市地鐵站為研究對(duì)象。該地鐵站的建設(shè)規(guī)模為地下三層的明挖島式地鐵站，車站共設(shè)置了3個(gè)出入口、2組風(fēng)亭及1個(gè)安全出口。設(shè)備的用電設(shè)備層設(shè)置了A、B兩端，小軸端為A端，大軸端為B端，而且每一個(gè)設(shè)備都設(shè)置了一個(gè)通風(fēng)空調(diào)。減壓變電所設(shè)在了設(shè)備層的B端，這一變電所需要負(fù)責(zé)該地鐵站和相鄰半程區(qū)間內(nèi)的所有動(dòng)力；控制室主要負(fù)責(zé)向兩端的通風(fēng)空調(diào)提供電力；在站廳層、站臺(tái)層及設(shè)備層兩端設(shè)置了照明系統(tǒng)，照明配電箱也集中設(shè)置在這一區(qū)域內(nèi)，以方便電力的高效傳輸[1]。

整個(gè)地鐵站共設(shè)置了8個(gè)防火分區(qū)。站廳層2～5軸內(nèi)的設(shè)備用房設(shè)置成了第一防火區(qū)；車站公共區(qū)域設(shè)備用房是第二防火區(qū)；站廳層的14～16軸是第三防火區(qū)；設(shè)備層的3～9軸設(shè)備用房和站臺(tái)層的2～3軸的設(shè)備用房是第四防火區(qū)；設(shè)備層的9～15軸設(shè)備用房是第五防火區(qū)；站臺(tái)層的15～17軸設(shè)備用房是第六防火區(qū)；站廳層的1～3軸風(fēng)道和設(shè)備層的1～3軸是第七防火區(qū)；設(shè)備層的14～17軸風(fēng)道區(qū)域是第八防火區(qū)[2]。

2 地鐵低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)的測(cè)試方法

2.1 系統(tǒng)通電測(cè)試

2.1.1 系統(tǒng)通電測(cè)試的條件

系統(tǒng)需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才能夠進(jìn)行通電測(cè)試，具體的標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）系統(tǒng)內(nèi)部所有元件都安裝到位，同時(shí)，在進(jìn)行單體測(cè)試的過程中，每一項(xiàng)測(cè)試的結(jié)果都滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；

（2）各階段的接線回路都沒有任何問題，如漏接線或者重復(fù)接線的問題[3]；

（3）影響測(cè)試結(jié)果的雜物均被清除干凈，臨時(shí)接線也被處理干凈；

（4）每一項(xiàng)保護(hù)回路測(cè)試安全的系統(tǒng)都能夠正常工作；

（5）預(yù)防安全隱患的設(shè)備準(zhǔn)備齊全[4]。

這些都是通電測(cè)試需要滿足的主要條件，缺一不可。

2.1.2 關(guān)鍵測(cè)試內(nèi)容

（1）箱、柜二次回路模擬動(dòng)作測(cè)試。斷開負(fù)載端，以相關(guān)設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)原理為后續(xù)操作的依據(jù)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行模擬測(cè)試。模擬測(cè)試時(shí)需要分析繼電器的工作狀態(tài)，以進(jìn)一步判斷其是否存在危險(xiǎn)[5]。

（2）箱、柜主回路受電測(cè)試。第一，受電前絕緣測(cè)試。通常情況下，箱柜中的進(jìn)線端需要和電纜連接，因此，絕緣測(cè)試時(shí)需要拆除準(zhǔn)備測(cè)試的部分，并準(zhǔn)備好兆歐表，這部分的準(zhǔn)備工作主要是為了檢驗(yàn)設(shè)備的絕緣情況。在受電前絕緣測(cè)試中，測(cè)試所得的數(shù)值要和絕緣的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值一致[6]。在測(cè)試主回路時(shí)，需要將負(fù)載端斷開，通過測(cè)試能夠得到開關(guān)的電壓及相位的實(shí)際位置。與此同時(shí)，利用萬用表可以測(cè)試得到進(jìn)線端的實(shí)際電壓值，待電壓值達(dá)到規(guī)定值后，就可以開展相位部分的電壓測(cè)試工作。

第二，照明回路受電試運(yùn)行。通過照明回路受電試運(yùn)行，可以分析照明回路是否處于正常工作狀態(tài)。具體操作如下：為照明系統(tǒng)配電箱沖能，打開所有照明系統(tǒng)的開關(guān)，這時(shí)能夠檢測(cè)照明系統(tǒng)能否正常工作；除了測(cè)試各燈具的照明情況，也需要再次檢查回路接線是否正常。

第三，切換測(cè)試。切換測(cè)試需要按流程進(jìn)行，具體的流程如下。①斷開互投設(shè)備和饋送設(shè)備上的開關(guān)。前期準(zhǔn)備工作完成后，將控制部分切換到互投設(shè)備的開關(guān)控制上，將其調(diào)整到手動(dòng)控制位置。斷開常用電源的目的是為了啟動(dòng)備用電源，并檢查指示燈能否正常顯示。②在對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電操作之后，如果電源的指示燈沒有任何反應(yīng)，需要按下手動(dòng)合閘按鈕，同時(shí)使用萬用表測(cè)量互投設(shè)備的電壓。測(cè)試得到的電壓值需要位于電壓的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值區(qū)間，也要讓設(shè)備處于可以正常工作的狀態(tài)。③按下分閘按鈕，再次使用萬用表測(cè)量電壓，所測(cè)得的電壓值應(yīng)為0。如果不是，說明存在異常。如果沒有異常情況出現(xiàn)，指示燈能正常顯示。這時(shí)可以按下備用的手動(dòng)合閘按鈕，然后利用萬用表測(cè)量此時(shí)的設(shè)備電壓，以確定互投裝置的電壓處在正常狀態(tài)。④啟動(dòng)備用電源。為了保證備用電源能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供電能，需要根據(jù)正常的操作順序按下常用電源的合閘按鈕和備用電源的合閘按鈕。如果備用電源的合閘按鈕正常關(guān)上，表示存在異常；如果備用電源的合閘按鈕無法正常合上，說明處于正常狀態(tài)。⑤對(duì)互投裝置進(jìn)行開關(guān)互換的操作，將其調(diào)整到自動(dòng)位上。這時(shí)一定要保證常用電源處于斷開狀態(tài)。正常狀態(tài)下，備用電源可以進(jìn)行自投；如果不能自投，則說明存在異常。

（3）應(yīng)急照明電源的切換測(cè)試。①斷開EPS屏內(nèi)的總開關(guān)及反饋開關(guān)，然后接通電源，如果一切工作沒有任何問題，則設(shè)備能夠正常工作，并且指示燈亮起。②用萬用表測(cè)量饋出開關(guān)上口處的電壓值，以確定此時(shí)有電壓通過，并保證電壓值的正常。此時(shí)，設(shè)備內(nèi)的蓄電池要處在充電的狀態(tài)。③斷開電源開關(guān)和總開關(guān)，使用逆變器轉(zhuǎn)變工作狀態(tài)，將原本的直流電改成交流電。在這種供電狀態(tài)下，需要測(cè)試饋出開關(guān)上的電壓值，以保證電壓值處在正常水平。④接通交流電源，斷開設(shè)備內(nèi)總開關(guān)。這時(shí)蓄電池應(yīng)該能自動(dòng)斷開電源，同時(shí)保證交流電源處在能夠供電的狀態(tài)。⑤斷開測(cè)試使用的電源，替換為備用電源。在進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，要保證轉(zhuǎn)換時(shí)間在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)。

（4）環(huán)控遙控的照明回路測(cè)試。①斷開配電箱內(nèi)的反饋開關(guān)，讓其為照明系統(tǒng)的配電箱供電。在此期間還要閉合兩端的開關(guān)，讓配電箱能夠始終保持帶電的狀態(tài)。②用短線連接箱內(nèi)的環(huán)控接點(diǎn)配線端，并模擬環(huán)控節(jié)點(diǎn)閉合。在操作時(shí)，要保證控制器能夠正常進(jìn)行閉合操作。如果沒有達(dá)到對(duì)應(yīng)的要求，則代表上述工作出現(xiàn)了問題，需要重新排查。

（5）防災(zāi)報(bào)警切除開關(guān)測(cè)試。①合并開關(guān)，模擬直流電24 V的電源。②把短板體驗(yàn)的電能放到開關(guān)的脫扣器上，保證脫扣器處于正常脫扣的狀態(tài)。注意開關(guān)要分閘，否則達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 智能照明系統(tǒng)的測(cè)試

智能照明系統(tǒng)的測(cè)試是為了確保自動(dòng)功能和手動(dòng)功能之間可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換，操作指示燈可以正常工作。智能照明系統(tǒng)的測(cè)試需要在多場(chǎng)景模式下進(jìn)行測(cè)試，并且要求相應(yīng)的操作能夠引起指示燈的反應(yīng)，并通過指示燈的指令執(zhí)行特定的場(chǎng)景。除此之外，無論在什么樣的情境下，智能照明系統(tǒng)都必須有網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)和關(guān)閉的功能，多回路也應(yīng)該按照相應(yīng)的規(guī)定程序完成延時(shí)啟動(dòng)的操作。

3 地鐵低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)的優(yōu)化措施

3.1 空調(diào)設(shè)備和采暖設(shè)備采用共同配電回路

通常情況下，夏季的空調(diào)設(shè)備和冬季的采暖設(shè)備都應(yīng)該保持在三級(jí)負(fù)荷狀態(tài)。夏季空調(diào)設(shè)備和冬季采暖設(shè)備的使用時(shí)間不同[7]，在設(shè)計(jì)配電回路時(shí)，要綜合空調(diào)設(shè)備和采暖設(shè)備的配電回路，這樣做的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）不用投入過多的配電箱和低壓電力電纜；

（2）可以優(yōu)化變電所0.4 kV開關(guān)柜的回路設(shè)計(jì)；

（3）有利于調(diào)整低壓電纜的運(yùn)行狀態(tài)，讓其保持正常工作，就算是處在潮濕的環(huán)境下，低壓電纜也能夠保證正常的工作狀態(tài)。

在地鐵車站，夏天一般會(huì)使用空調(diào)，而冬季通常會(huì)使用電熱風(fēng)幕[8]。在開展負(fù)荷計(jì)算和電纜選型工作時(shí)，需要考慮安全問題，根據(jù)夏季和冬季需要的最大容量值選擇相匹配的設(shè)備規(guī)格。例如，在車站的A端，冬季采暖設(shè)備的容量是100 kW，夏季空調(diào)設(shè)備的容量是140 kW，此時(shí)應(yīng)該以冬季采暖設(shè)備的數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，需要考慮的主要因素是電熱風(fēng)幕的負(fù)荷容量。使用這樣的配電方案，可以使配電所需的材料最簡(jiǎn)化，從而進(jìn)一步降低冬天負(fù)荷配電電纜的工作負(fù)擔(dān)，延長(zhǎng)帶電時(shí)間，使其可以在惡劣的環(huán)境中保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。此外，在設(shè)計(jì)設(shè)備插座布局時(shí)，可以采用特定的技術(shù)使插座可以一同使用配電系統(tǒng)。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置雙電源切換箱

如今，大部分地鐵車站的站臺(tái)會(huì)在站臺(tái)兩端都布設(shè)雙電源切換箱。但實(shí)際上，在部分區(qū)域，在站臺(tái)的一端布設(shè)雙電源切換箱就可以滿足區(qū)域的照明需求。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)雙電源切換箱，以簡(jiǎn)化相關(guān)操作流程，減少變電所饋出開關(guān)等裝置的數(shù)量。

3.3 車站照明的優(yōu)化設(shè)計(jì)

車站等公共區(qū)域的照明系統(tǒng)會(huì)將照明系統(tǒng)所需的配電箱設(shè)置在站臺(tái)的兩側(cè)，之后根據(jù)電壓進(jìn)行供電，這種配電系統(tǒng)設(shè)置方式在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)出現(xiàn)以下問題。各個(gè)區(qū)域的照明裝置需要設(shè)置特定的接觸器，接觸器的兩側(cè)還會(huì)設(shè)置斷路器，這導(dǎo)致電器設(shè)備的數(shù)量逐漸增多，使出現(xiàn)故障的可能性也越來越高。如果其中一側(cè)出現(xiàn)了短路，就會(huì)產(chǎn)生比較大的短路電流勢(shì)，影響接觸器等電器設(shè)備的正常工作，電源的開關(guān)還會(huì)出現(xiàn)跳閘的問題，造成非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了減少電力資源投入，需要在客流量較少的時(shí)候暫時(shí)關(guān)掉公共區(qū)域的照明燈具，但是這容易使公共區(qū)域停電。

為了解決上述問題，可以取消接觸器進(jìn)線側(cè)斷路器，以增大接觸器的額定電流，這樣可以使故障點(diǎn)的數(shù)量減少，也可以靈活調(diào)整工作狀態(tài)。一般情況下，末端開關(guān)和進(jìn)線開關(guān)之間存在非常明顯的級(jí)差，如果A端開關(guān)發(fā)生了短路，可以通過能量選擇的方式，改變下級(jí)開關(guān)和進(jìn)線開關(guān)的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)是地鐵工程中不可缺少的配套設(shè)備，其對(duì)于地鐵的正常運(yùn)行及市民的日常出行都有著非常重要的影響。在地鐵低壓照明系統(tǒng)的建設(shè)過程中，很容易受到外部情況的影響而出現(xiàn)異常，相關(guān)建設(shè)隊(duì)伍在工程的建設(shè)階段就需要針對(duì)相關(guān)問題制訂、實(shí)施有效的測(cè)試，以從源頭上發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而切實(shí)提高低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)的應(yīng)用水平，為地鐵的建設(shè)工作和市民的使用提供保障。在建設(shè)地鐵低壓動(dòng)力照明系統(tǒng)時(shí)，要在確保基礎(chǔ)配電設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，優(yōu)化系統(tǒng)配置及控制方式。采用科學(xué)有效的建設(shè)措施，不僅能夠讓系統(tǒng)保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，也能夠讓日后的維護(hù)工作變得便捷。同時(shí)，有利于節(jié)約建設(shè)成本，減少不必要的材料損失，保證建設(shè)工作的高效性，進(jìn)而加快施工進(jìn)度。