地鐵車站電氣與其它專業接口問題分析

何俊偉

(福州地鐵集團有限公司 福建福州 350000)

1 區間聯絡通道泵房設計問題

福州市軌道交通1號線(一期)工程南段于2016年5月試運營，全線于2017年1月開通試運營。福州1號線(一期)工程區間聯絡通道采用常規的兩道防火門設計，聯絡通道標準凈寬2.5m，泵房內一般設有2處區間廢水泵安裝孔，1處檢修人孔，1臺水泵控制柜及給排水、電氣專業相關管線，平面布置如圖1所示。專家在驗收過程中發現聯絡通道的防火門受控制柜和水管的影響，無法完全開啟，影響火災時候的逃生。

區間聯絡通道泵房內空間有限，相關設備管線布置涉及多個專業，相互影響，且后期調整難度大。針對1號線(一期)現場存在的各類問題，在原方案基礎上進行了優化，調整后的平面如圖2所示。此方案在滿足規范的前提下，取消一道防火門，只設一道并列兩樘反向開啟的甲級防火門(2013版《地鐵設計規范》取消了關于兩道防火門的要求)[1]，從而增加了聯絡通道內可利用空間，方便了設備及管線布置。門垛厚度由原來100mm改為200mm，同時減少靠墻安裝設備(如水泵控制柜)、管線對人員疏散通道的侵占，有效避免對防火門開啟的影響。

圖1 1號線(一期)區間聯絡通道標準平面布置圖

圖2 區間聯絡通道優化方案平面布置圖

2 環控電控柜與IBP盤的接口問題

綜合監控專業在車站設置IBP盤(Integrated Backup Panel)作為聯動系統故障時的應急裝置，根據電氣專業和綜合監控專業接口文件的簽訂，環控柜接收IBP盤無源控制信號(開、關FAS專用排煙風機信號)，并向IBP盤提供有源節點(開機、關機、過載狀態信號)，而IBP盤不允許220V電壓直接接入。由于環控柜無法提供24V電源，經2個專業協商明確，由FAS專業在IBP盤側增加中間繼電器進行隔離，將環控柜反饋來的有源節點改為無源節點，再接至IBP盤信號反饋回路，由IBP盤提供24V電源，對此，建議后續線路環控柜與IBP盤的信號接口均改為無源節點。

3 環控柜向FAS反饋電位過高的問題

根據北段車站機電系統調試階段現場問題反饋，車站內與環控柜消防專用風機回路存在接口的FAS模塊箱發生輸入模塊多處被燒毀的情況，同時據了解，南段車站也發生過類似問題，但由于工期緊張，前期未引起足夠重視。對此，經FAS設備供貨商初步分析，認為是由于環控柜向FAS反饋的無源節點信號帶有高電壓導致模塊電路板擊穿(其額定電壓為直流5V)。根據兩專業之間設計接口及環控柜消防專用風機控制原理圖，接口位置在環控柜二次接線端子處，環控柜向FAS專業反饋信號均為無源節點，包括開/關機信號、過載報警信號、轉換開關位置信號，如圖3所示。理論上，無源節點不應帶有高電位，但根據現場對環控柜以上反饋信號接線端子的實際測量，各接線端子處均有50V左右的電位，現場測量數據如圖4所示。環控柜控制電源切斷，則高電位消失，由此，初步確定該高電位是由于信號在傳輸過程中產生的感應電壓。通過現場對環控柜、控制電纜、手操箱分段檢測、排查，最終發現該高電位最初產生于風機手操箱向環控柜反饋的現場轉換開關“就地/遠方”位置信號，該信號又經環控柜轉接至FAS模塊箱，從而使FAS設備燒毀。

圖3 帶手操箱消防專用風機回路向FAS反饋的無源節點信號(原設計)

通過問題分析可知，感應電壓主要產生于信號在手操箱至環控柜間控制電纜傳輸過程中，可采取兩種措施進行處理，一是采用兩根控制電纜將有源信號和無源信號分開傳輸，但現場需要重新敷設一根電纜，改動量大，不建議采用此方案；二是在環控柜內針對“根源”轉換開關“就地/遠方”位置信號進行中間繼電器隔離，將隔離后的無源節點再接至FAS模塊箱。每個回路(僅帶手操箱的消防專用風機回路)只需增加1個中間繼電器及柜內接線，不涉及外部接線調整，改動量相對較小，最終，現場按該方案進行了整改。整改后該問題也得以解決。

圖4 環控柜反饋信號接線端子現場測量數據

4 與弱電系統的接口

1號線電氣專業與通信、信號、綜合監控、AFC等專業的電源接口界面均在雙電源切換箱進線開關處，雙電源切換箱由各系統專業提供。該接口界面劃分的本意是希望減少配電級數，盡可能將雙電源切換裝置集成至各弱電系統電源柜內，但實際上由于各弱電系統設備集成商供貨方案的不同，現場除通信專業外，其余專業仍單獨設置了雙電源切換箱，且箱內元器件品牌互不統一，不便于運營維護。鑒于此，后續線路將接口劃分至雙電源切換箱出線端，雙電源切換箱統一由電氣專業負責。

5 與區間電氣專業的接口

車站電氣專業與區間電氣專業的界面在配電間區間動力檢修總箱、區間工作照明配電總箱、區間應急照明配電總箱的出線端，由于區間供電距離較長，從而出現區間總箱的出線電纜(區間電氣專業)截面遠大于進線電纜(車站電氣專業)截面的情況，例如區間正常照明總箱進線電纜截面為6mm2，而出線電纜截面可能達到16mm2，非標箱廠家在生產時不了解該情況，造成配電箱預留出線端子過小，區間電氣專業電纜無法正常接入?，F場問題暴露后，非標箱廠家增加了轉接端子排，該問題才得以解決。

6 與空調系統配電的接口

車站設置有多聯機空調系統，室內機和室外機均由電氣專業進行配電，在南段葫蘆陣站調試的時候，發現每次送電啟動后上級開關(帶剩余電流保護)就會立即跳閘，即使將剩余電流保護整定值調大也無法解決。經研究發現，上級開關采用的是帶剩余電流保護的3級斷路器，剩余電流互感器線圈只有三相線穿過，則剩余電流互感器感應出來的為三相不平衡電流，而空調室外機每次啟動時都要進行預熱，加熱器為單相負荷，三相不平衡電流遠大于剩余電流保護整定值，從而造成開關跳閘。最終將三相導線A、B、C與零線N一起穿過剩余互感器線圈，在正常工作情況下，剩余電流互感器感應電流基本為零，避免了開關誤跳閘。

7 消火栓啟泵按鈕點燈線的敷設歸屬問題

根據1號線的接口設計文件，車站和區間范圍內消火栓啟泵按鈕點燈線由電氣專業負責設計，由風水電施工單位負責施工。施工過程中出現了兩個問題：

(1)電氣專業對于點燈線纜的選型為WDZBN-KYJY23-5X2.5，是五芯控制電纜。由于點燈電源為24V直流，并非三相交流電源，故實際所用到具有點燈功能的只需兩芯，造成了線纜的浪費。

(2)由于消火栓箱在車站及區間范圍內數量較多，且按鈕外殼和內部接線端子較為脆弱，風水電施工單位接線至消火栓啟泵按鈕內相應接線端子時，無法做到每一個按鈕接線都與消防施工單位配合，從而導致了部分按鈕外殼或接線端子損壞。為解決上述問題，建議在后期線路建設中，消火栓啟泵按鈕點燈線由FAS專業設計，FAS施工單位負責供貨并敷設。這樣不僅使得兩者的接口關系簡化，而且設備的成品保護率也能大大提高。

8 車站變電所電纜夾層設計、施工優化問題

電纜夾層作為變電所電纜最密集的地方，現場應具備封堵良好、無積水、無垃圾等條件，電纜夾層出入口應具備上下爬梯，電纜層蓋板應完好且便于打開，夾層內照明應完好，電纜敷設應便于檢修維護，電纜層內結構應滿足正常巡視需求。但根據運營單位對福州1號線變電所電纜夾層檢查情況，發現施工質量與設計要求存在嚴重不符，以下問題需要引起重視：

(1)變電所電纜夾層地面設計具有一定的坡度，利于夾層內積水引導，但土建施工并未完全落實該要求，部分車站出現中間低，兩邊高，造成電纜夾層積水嚴重，電纜支架、接地極出現銹蝕，嚴重影響供電安全。建議后續線路加強對結構底板的土建施工監管，按照設計要求實施，保證地面具有一定的坡度，便于積水排放。

(2)電纜夾層內電纜敷設應便于檢修維護。福州1號線不少車站變電所夾層內電纜橋架、電纜敷設路徑均存在運行檢修人員巡視維護困難的情況。日常巡檢維護時，巡檢人員需翻過支架方可對支架上的電纜進行日常巡檢及維護，存在威脅人身的安全隱患。下人孔位置與電纜橋架安裝存在沖突，部分車站人孔位置被支架遮擋，人員無法通過人孔進入夾層。針對該問題，建議后期結合變電所房間設備布置及土建預留情況，在變電所投影范圍另增設1～2個檢修人孔，同時后續線路應加大施工監管力度，檢修人孔與電纜橋架之間必須嚴格按設計圖紙要求設置。

9 結語

軌道交通包含大量的機電系統，各系統之間存在大量的接口，本文結合福州市軌道交通1號線工程(一期)各個階段所遇到的實際問題及解決措施，對電氣專業和相關專業的接口設計過程中應注意的事項進行了總結，為后續線路建設提供了借鑒性意見。

參考文獻

[1]GB50217-2013地鐵設計規范[S].2013.