淺談城市軌道交通高架式車站動力照明設計

摘 要：通過對武漢軌道1#線增設竹葉海站動力照明設計方案，介紹了城市軌道交通架空車站動力、照明設計方案、供電方式、線纜及設備選型、防雷接地等。

關鍵詞：城市軌道交通；高架式車站；動力照明

1 動力及照明負荷分級

如圖1所示，根據用電設備的重要程度，動力、照明負荷劃分為三級，具體如下：（1）一級負荷：通信系統、信號系統、火災自動報警系統、自動售檢票系統、消防系統、疏散用自動扶梯、變電所自用電、應急照明。（2）二級負荷：直升電梯、設備房空調和維修用電、正常照明。（3）三級負荷：一、二級負荷以外的其它負荷，如管理房空調、保潔電源、廣告照明及其它不屬于一、二級負荷的用電設備，且停電后不影響軌道交通正常運行的負荷。

圖1 車站照明動力配電總系統圖

2 動力設計

2.1配電方式

（1）一級負荷配電要求。一級負荷由兩路來自降壓變電所不同低壓母線的電源配電，一主一備在末端配電箱處自動切換，容量較小的相鄰的一級負荷由同一雙電源切換箱引來配電。（2）二級負荷配電要求。二級負荷由變電所低壓負荷母線提供一路電源供電，當變電所只有一路電源時，通過變電所低壓母線母聯斷路器投入，保證供電。（3）三級負荷配電要求。從降壓變電所三級負荷母線段提供一路電源供電，當供電系統一路電源失電時，自動/手動切除該負荷。以上所有低壓配電的級數不超過3級。

2.2測量與保護

車站低壓配電系統的繼電保護協調配合，力求簡單、可靠。末端配電箱設以下保護：短路瞬時、過負荷保護、接地保護。對消防泵供電的低壓回路不設過負荷保護。末端大型動力配電箱設電壓、電流測量。

2.3控制方式

動力設備根據各專業需要主要采用就地控制的控制方式。消防泵和疏散用扶梯采用就地控制及車控室控制兩級控制方式。雙電源末端切換均采用PC級雙電源切換裝置，其裝置內具有開關檢修斷開點。

3 照明設計

3.1照明分類

車站照明分為正常照明、應急照明（疏散照明和備用照明）和廣告照明等、安全特低電壓照明（包括變電所電纜夾層照明、站臺板下照明等）

3.2照明負荷等級

應急照明為一級負荷，公共區照明為二級負荷，廣告照明等其他照明為三級負荷。

3.3照明配電方式

照明配電采用放射式和樹干式相結合、以放射式為主的方式。車站每個照明配電室內（除站臺層外）設兩個照明總配電箱，電源應分別由降壓變電所不同低壓母線供電，兩個照明總配電箱交叉向車站公共區工作照明、節電照明燈具供電，每個照明總配電箱各帶50%負荷。側式站臺層兩個照明配電室內照明總配電箱分別向各自的站臺公共區工作照明、節電照明燈具供電。廣告照明電源由降壓變電所三類負荷母線提供。照明配電箱向照明燈具送電的開關選用單相開關，最大負荷電流不大于16A。在附屬用房設置物業照明配電箱和設備管理用房照明配電箱。

3.4 應急照明

為確保緊急情況下能順利安全地疏散旅客，應急照明電源系統采用設置EPS照明配電箱的方案。在車站一層的車控室及附屬用房內各設一組EPS，分別負責車站及附屬用房的應急照明的配電。應急照明供電系統電源由降壓變電所兩段不同低壓母線供電，在EPS電源柜內設雙電源切換裝置。EPS應急照明電源裝置的蓄電池容量滿足應急照明60分鐘供電的要求，電源切換時間不大于5.0s。EPS防護等級為IP41及以上。EPS廠家提供24V中間繼電器。公共區及設備區應急照明采用由EPS箱直接配電至燈具的方式。

3.5安全照明

站臺板下電纜通道及電纜夾層設安全特低電壓照明，工作電壓為交流24V，其安全變壓器安裝在照明配電間內。

3.6照度要求

表1 照度標準值表

車控室、站長室、消防泵房、變配電房、信號設備室、通信設備室等場所的備用照明照度不小于正常照明照度的50%。其他一般工作場所備用照明照度值不小于正常照明照度值的10%。

3.7控制方式

設備及管理用房的一般照明、應急照明為分散就地控制，同時也可在照明配電室照明配電箱、EPS應急照明電源柜上集中控制，應急照明在現場設置雙控翹板開關，當發生火災時，由FAS的干接點接通控制回路，啟動或保持應急照明。站廳的公共區一般照明、站廳和站臺公共區應急照明在車控室集中控制，站臺的公共區一般照明在車控室設控制箱集中控制。疏散指示標志為常亮，現場不設開關控制。

4 電線電纜選型及敷設方式

4.1 電線電纜選型

為消防設施供電的電纜干線采用礦物絕緣電纜，用于應急照明的線、纜采用低煙無鹵耐火型，其余供電線、纜均采用低煙無鹵阻燃型。導線截面按持續允許電流值選擇，并校驗其線路末端電壓水平。

4.2 電纜、電線敷設

（1）電纜一般采用電纜橋架敷設，橋架外的電纜采用穿鋼管在吊頂層內敷設。（2）有吊頂的位置電線采用穿鋼管在吊頂層內敷設，有電纜橋架的位置電線采用穿鋼管在電纜橋架內敷設，其他位置：辦公用房電線采用穿鋼管暗敷方式；設備用房電線采用穿鋼管明敷方式。各配電箱及ESP電源柜出線采用金屬線槽敷設。（3）過變形縫的管線需進行變形縫處理。（4）電纜橋架、管線在穿越墻體及樓板等處均應做防火封堵。（5）雙電源電纜在同一橋架內敷設時中間加防火隔板隔開。

4.3 電纜橋架

（1）電纜橋架采用專用固定支架或吊架安裝，標高定位需見綜合管線圖。（2）電纜橋架內的電纜垂直敷設時，在電纜上端及每隔1m處固定；水平敷設時在電纜首端、尾端、轉彎及每隔10m處固定。

5 防雷及接地

5.1 防雷

圖2

如圖2車站主體防雷利用雨棚作防雷接閃器，并與雨棚鋼柱可靠焊接，利用鋼柱做防雷引下線，并將鋼柱法輪盤與橋梁帽梁上的鋼筋焊接連接，利用橋墩基礎作為接地體，接地電阻不大于10Ω。天橋防雷引下線利用雨棚鋼柱、鋼箱梁及下方的混凝土柱內的鋼筋，鋼柱、鋼梁及柱內的接地鋼筋間均通過附加的Φ16圓鋼焊接成一體。天橋雨棚鋼柱與作為接閃器的金屬棚面焊接成電氣通路。防雷引下線與車站主體引來的熱鍍鋅扁鋼可靠焊接。附屬用房按照第二類防雷建筑物設計，在屋頂架設避雷帶，利用建筑物柱內主筋作引下線，建筑物基礎為自然接地體，接地網接地電阻不大于10歐姆。

5.2接地及安全

（1）采用TN-S（三相五線制）接地系統。（2）各種用電設備因絕緣損壞可能帶電的金屬外殼、電氣設備安裝的金屬支架及傳動機構、電纜的金屬外皮、插座接地孔，均應與保護接地線可靠連接。（3）凡與車站總等電位無電氣聯結的主體結構段，其電氣設備的PE線應與結構主筋及周圍金屬管道相聯結。（4）插座回路及插座箱設置漏電保護斷路器。（5）采用人工接地網的接地方式設置一個強弱電綜合接地網，接地網位置在電纜夾層下方，接地電阻不大于1歐姆。人工接地網與房屋基礎的自然接地體聯通。接地網設置2組引上線，分別為強電接地引上線和弱電接地引上線，低壓配電專業為各專業（不含變電專業）設備用房提供接地端子箱（排）及與接地引上線總接地母線排間的連接。防雷引下線與綜合接地網的強、弱電接地引出點在接地網中的間距大于5m。

6 設備選型及安裝

設備選型應選用成熟產品，滿足環境要求，便于維護及安裝。照明燈具以T5型直管熒光燈為主，站臺板下的電纜通道采用LED燈，疏散指示標志采用LED燈。設于公共區、有裝修要求房屋的配電箱、電源切換箱、控制箱、接地箱均為嵌墻安裝，其他地方采用掛墻安裝。室外開關箱安裝時設置雨檔。設備安裝高度：配電箱底部距地面1.4m；翹板開關距地面1.3m；ESP成套應急電源裝置單列布置，靠墻暗裝；有吊頂的地方燈具嵌入式安裝，無吊頂的地方燈具采用桿（鏈）吊式安裝，出口標志燈安裝高度距地面2.2～2.5m，疏散標志燈底邊距地面0.5m靠墻暗裝或采用吊架式安裝。

7 車站低壓供配電與其他專業的設計分界

（1）與供變電專業的設計分界。a.分界點在變電所0.4kV配電柜饋線開關下端頭，下端頭以后的部分有車站低壓配電專業設計。b.變電所電纜夾層內的電纜支架、橋架有供變電專業設計。（2）與通信、信號、FAS、AFC專業的設計分界。低壓配電專業提供雙電源切換箱或配電箱，箱后的出線開關以后部分由相關專業設計。（3）與電扶梯專業的設計分界。低壓配電專業提供電源至電梯、扶梯控制箱，控制箱（含）以后部分由電扶梯專業設計。（4）與給排水專業的設計分界。消防泵由低壓配電專業提供電源至水泵控制箱，控制箱（含）以后部分由給排水專業設計。其他水泵由低壓配電專業提供電源至水泵，控制箱由低壓配電專業提供。（5）與通風空調專業的設計分界。低壓配電專業對多聯空調室外機僅提供總電源，對室內機提供電源至設備接線端子上。其他設備接地至其用電點，溫控風機自帶控制柜。壁式換氣扇、衛生間通風器低壓配電專業設置翹板開關現場控制。站廳公共區壁掛風扇由低壓配電專業設置插座，并在配電箱處可集中控制。（6）其他接口。低壓配電專業提供電源至卷簾門的控制箱。控制箱由設備商提供。

8 結束語

按上述設計方案，此站已順利施工完畢并投入運營。總之城市軌道交通架空式車站動力及照明設計在滿足運營需求及安全下，應力求簡單、適用、便于運營檢查、少維修、工程造價適當。

參考文獻

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