高鐵站房電氣設計

徐艷超

上海聯創設計集團股份有限公司 上海 200093

1 工程概況

本項目為新建貴陽至南寧鐵路荔波站站房及站臺雨棚相關工程。站房最高聚集人數1500人，為中型站房。站房形式為線側上式站房，車場規模為3臺8線，設450m×12m×1.25m島式站臺3座，設8m寬進出站地道2座，1座兼做行包通道，設與站臺等長有站臺柱雨棚。站房建筑面積9999.78m2；站臺15673.79m2；進站天橋1760.71m2；出站地道2805.57m2，社會停車場面積10000m2。主體1層，局部2層，地下1層，建筑高度25.50m，包含主站房，客運系統機房、車站辦公等用房，效果圖詳見圖1。

圖1 站房正視圖

2 負荷等級的劃分

1) 一級負荷。通信系統、客運信息系統、視頻安防監控系統和安全檢測設備、售檢票系統、變電所用電等；

2) 二級負荷。消防用電（消火栓泵、噴淋泵、消防炮泵、消防風機、電動排煙窗以及與消防有關的潛污泵等) 、設備機房專用空調，電扶梯，候車廳等公共區域照明等；

3) 三級負荷。廣告燈箱配電、商業配電、普通空調、充電樁及其它不屬于一、二級的負荷。

應根據現行《鐵路電力設計規范》（TB10008-2006) 及國家其它現行相關規程、規范要求，確定站房負荷等級[1]。

3 供配電系統方案及主要接口設計原則

3.1 變電所設置及電源選擇

1) 變電所設置。鐵路站房內設10/0.4kV變電所1座，變電所內設置2×1250kVA變壓器；鐵路停車場設置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計并計列，設計分界為站房變電所高壓開關柜上端頭。鐵路停車場箱變電源自站房變電所高壓環網柜接取。

3.2 低壓配電系統及供電原則

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

2) 二級負荷配電方式。消防負荷用電、機房專用空調、電扶梯等負荷從變電所不同低壓母線段各引一路電源，一主一備，在末端配電箱自動切換后供電；候車大廳、進出站通道、售票廳、雨棚等公共區照明（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) 三級負荷配電方式。從變電所一段0.4kV母線饋出單回電源線路至設備電源箱。低壓母線段設置三級負荷總開關，當供電系統為非正常運行方式時，三級負荷允許自動切除。

由于鐵路等交通類建筑設計所涉及的專業較多，應與工管中心、建設單位及其他各專業充分溝通確認，明確與外電專業、通信專業、信息專業、給排水專業、暖通專業、電扶梯專業、FAS及BAS等專業接口設計。

除候車大廳、雨棚、售票廳、進出站通道等區域照明采用交叉供電方式外，其余二級負荷可采用與一級負荷相同的配電方式供電。與其他民用建筑不同的是，鐵路低壓配電系統習慣采用設置三級負荷總開關的方式，以便于特殊情況變壓器集中甩負荷。

站房內設置能源管理系統，能源管理監控主機設于消防控制室，將站房內的空調、照明、供熱、電梯、給排水等能源使用狀況，實行集中監視、管理和分散控制的管理與控制系統，從而節約用電成本。能源管理系統針對站房內的動力配電箱和照明配電箱進行實施運行狀態和電能在線監測。

4 電氣照明

1) 照度標準。正常照明照度標準，按現行標準《建筑照明設計標準》GB50034-2013及《鐵路照明設計規范》TB10089-2015執行[2-3]，詳見表1。

表1 主要場所標準

2) 值班照明。在夜間非工作時間需要值守或巡視的站臺、候車區、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，單獨控制。值班照明的照度不低于正常照明照度的10%。

依據“關于鐵路站房LED照明設計研討會會議紀要”（鑒電函【2018】151號) 文要求，為響應國家綠色照明政策，打造綠色站房，鐵路站房優先采用LED燈具，根據建筑凈空及裝修方案合理選擇燈具參數。應杜絕在公共區域設置就地控制面板，燈具控制面板均需統一設置于就近值班室，方便運維管理人員集中操作，同時也可避免旅客等人員隨意碰觸控制面板，對鐵路運營產生不良后果。

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

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

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

采用低壓斷路器時，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，如果截面過小，開關整定值不合適，可能不足以使其動作，斷路器起不到保護作用，這時可優先考慮帶漏電保護功能的斷路器。

根據《工業與民用配電設計手冊》第四版第969頁列出的提高接地故障保護靈敏度的措施要求[4]：(1) 提高接地故障電流Id值；(2) 采用帶短延時過電流脫扣器的斷路器；(3) 采用帶接地故障保護的斷路器。經以上分析，當配電線路過長，接地故障電流較小，僅靠增加導線截面不經濟時，可采用剩余電流保護，剩余電流保護可快速切除故障回路。采用30mA漏電保護功能的斷路器保護即可滿足長距離配電線路單相接地故障時線路保護要求。

5 防雷和接地

1) 建筑物防雷。根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010) 、《鐵路防雷及接地工程技術規范》（TB 10180-2016) 的規定[5-6]，經計算，本工程預計年雷擊次數為0.19次/a，為二類防雷建筑。

站房利用金屬屋面做接閃器，利用鋼結構柱、混凝土結構柱內主筋作為防雷引下線。

2) 接地及安全。站房低壓配電系統接地形式采用TN-S系統。防雷接地、變電所接地、設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、客運信息等工藝設備用房內分別設置接地端子板，等電位接地端子板與接地干線或共用接地裝置的連接點，至少應有兩點，并在不同位置。采用銅排將各接地端子箱與等電位系統相連，作為各系統的工作接地。

停車場充電樁區域：停車場充電車位應設置人工接地裝置，敷設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。同時設置MEB板，將MEB板與成品崗亭、停車場進出倒閘可靠連接。

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。所有突出屋面的構筑物均需設置避雷帶，所有突出屋面的金屬構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，鉛板的厚度不應小于2mm，不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應小于0.5mm，鋁板的厚度不應小于0.65mm，鋅板的厚度不應小于0.7mm。防側擊雷的措施：利用每層外側圈梁兩根主筋通長焊接，并與引下線焊接做均壓環。在每層圈梁外側的幕墻預埋件均要與圈梁外側主筋可靠焊接作幕墻防側擊雷連接用，幕墻本身的防雷措施由幕墻公司負責。（均壓環均與該層外墻上的所有金屬窗、欄桿、構件、引下線連接) 。

按照鐵運【2011】144 號《鐵路通信設備雷電綜合防護實施指導意見》要求，信息機房、通信機械室、信號機房等房間需在墻體內用鋼筋網組成法拉第籠電磁屏蔽措施。鋼筋網應采用直徑不小于8mm的圓鋼焊成不大于600mm×600mm的網格，并與主筋通過焊接可靠連通。

6 火災自動報警系統

本工程采用集中報警系統。按照鐵路站房運維管理需求，消防控制室與綜合控制室集中設置，方便運維管理人員集中管理，既可以高效完成對鐵路運營的監管，又可以節約人力成本。消防控制室內設置集中火災報警控制器，集中顯示火災報警部位信號和聯動控制狀態信號，同時設置火災報警聯動控制盤，對于消防水泵、噴淋泵等重要消防設備除通過火災報警控制器的現場總線編碼模塊聯動控制以外，同時還敷設控制電纜至火災聯動控制盤用于手動直接控制。在消防控制室設監控工作站、消防電話總機、UPS及打印機等設備。正常工況及火災工況兼用的設備正常工況時由BAS系統監控，火災工況時FAS系統向BAS系統發送聯動控制命令，BAS優先啟動火災控制模式，并預留智慧消防接口。

出站通道、管理用房、設備用房、辦公區走廊等處設置點型感煙探測器。進站大廳、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實現定位探測及滅火，同時設置線型光束感煙探測器對煙霧進行早期探測，需特別注意的是候車大廳吊頂內需根據站房形式設置線型光束感煙探測器或點型感煙探測器。

火災自動報警裝置需將報警種類、地址等信號及時地傳送到消防控制室，消防控制室值班人員可以根據不同報警狀態啟動相應的防排煙、消防水、廣播疏散等系統，保證人員及建筑物的安全。火災情況下，消防控制室值班人員可根據具體情況，由聯動控制系統手動或自動切斷火災區的非消防用電負荷，如普通動力、普通照明等負荷；同時通過環境與設備監控系統關閉相應區域的空調機組、排風機、回風機等；還可通過消防直通對講電話通知變電所，切斷其它與消防無關的電源。

由于鐵路項目客運區域與后勤辦公等區域為不同的管理范圍，客運區域消防廣播利用本區域客運廣播和公共廣播系統，在消防控制室設置火災應急廣播播音及控制裝置，消防控制室設置具有強制切入消防應急廣播的功能；后勤辦公等非客運區域消防廣播需獨立設置。

7 結束語

中國高鐵作為當代中國重要的一類交通基礎設施，高鐵站房的設計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計的一些重要組成部分及注意事項，希望為今后的高鐵站房電氣設計提供一些積極的參考和借鑒。