城市軌道交通中低壓配電系統設計

朱蔭菊，路 飛

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引 言

軌道交通是國家未來重點投資的基礎設施領域，2016年以來國家出臺了多項重點發展軌道交通的產業政策。國家發改委將審批軌道交通城市人口門檻從300萬下調到150萬人，軌道交通設計的市場需求總量將迎來快速增長。我院自2010年參與城市軌道交通行業設計以來，共參與了六條線共計13站9區間的設計。并于2021年取得了綜合甲級設計資質。設計內容主要包括：(1)動力系統設計；(2)照明系統設計；(3)控制系統設計；(4)接地系統設計。

1 負荷分級及供電原則

一級負荷：主要包括地下車站公共照明、報警系統供電、消防系統供電、通風系統供電、通信系統供電、綜合監測系統供電及其它子系統供電等。

供電原則：一級負荷應采用兩路獨立供電電路進行冗余供電，并能夠通過配電箱對雙路電源進行可靠切換。為保證公共區域普通照明燈具的不間斷供電，應采用兩路電源交錯供電的模式，當一路電源斷電時，可起碼保證一半的普通照明燈具正常工作。在一級負荷中，應急照明屬于特種負荷，除了需要配置雙路電源供電電路外，還需要配置EPS系統，保證兩路電源在切換時不會有照明的閃爍[1-2]。

二級負荷：車站內管理用房內的普通照明、普通風機、普通閥門、垂直電梯、普通扶梯等負荷屬于二級負荷。供電原則：二級負荷要求進行雙路電源供電，但不要求在末端進行雙路電源切換，只需在變電站進行母線的分段切換來完成供電電路的轉換。

三級負荷：將不在一級和二級負荷范圍內的供電設備歸結為三級負荷。三級負荷具有在斷電時不會影響車站的正常營運的熱電。供電原則：三級負荷在供電系統聽電視應進行切除，切除方式可選擇自動切除或手動切除。

2 動力配電

配電原則：應主要采取方式式供電模式，同時輔以樹干式供電模式進行補充。

(1)通風空調設備的配電及控制

通風空調電控柜配置在車站兩側的空調電控室內，主要完成對通風電機設備及管道的供電與控制。另外，消防專用風機單獨設置在車控室內，并對風機的運行狀態和故障信號進行實時監控。當發生過載、跳閘等故障事件時，會自動進行電路保護。正常通風和火災救援兼用的風機由控制室進行運行狀態監測和控制，當發生故障時，僅輸出報警信號，不自動跳閘。用于正常通風工作的風機供電控制器設置在車站控制室，并顯示風機的運行狀態及故障信號，過載自動跳閘[3-4]。

(2)水泵配電及控制

水泵類負荷應由變電所直接供電，在水泵就地設置控制箱，同時實現自動控制和手動控制，并通過車控室的BAS系統對水泵的運行狀態進行監測。消防泵的控制系統由生產廠家提供，低壓配電系統僅負責對控制柜進行供電，消防泵的工作狀態及故障信號由車控室進行監測并顯示。

3 照明配電

正常照明可分為設備房照明、公共區普通照明、出入口照明等；應急照明是指在市電斷電后應能夠繼續工作的照明，包括公共區和設備區的應急照明燈具及疏散指示標志；導向照明指用以指示前進方向的導向標志。智能照明控制系統的控制部件主要分布于照明控制箱，公共區的照明設備一般就地控制，或由控制室進行二級控制。客服中心一般配置有可編程的控制面板，操作人員可通過控制面板對車站中的燈光進行開關控制和維護。所有配置單燈調光鎮流器的燈具均應具有遠程調光功能[5]。

應急照明被劃分為一級用電負荷，但它是一種特殊負荷，對供電穩定性要求更高，在進行雙路電源供電的同時，需要配置ESP應急電源，從而保證不間斷電路切換，確保電路的可靠性。EPS應設置在照明配電室或EPS電源室，以靠近負荷中心為宜。也可采取在單燈處配置蓄電池的方式實現EPS應急電源的功能，蓄電池的貝貝時間不應低于1.5 h。公共區域的應急照明燈具及疏散指示燈具為常亮狀態，附屬用房內照明燈具可通過設置在房間內的雙控開關實現就地控制，在進行消防作業時，應急照明應具備強制啟動的能力，保證消防過程中的正常應急照明。在車站和站臺之間應配置智能照明系統，確保疏散指示燈、疏導標志、緊急照明的正常運行，指示標志的引導方向可控，確保正確的人流疏散方向[6]。智能疏散系統兩端的集中電源裝置由EPS供電，集中電源通過分配電裝置為疏散指示標志燈配電。照明配電電路如圖1所示。

圖1 照明配電電路

4 電纜選型及線路敷設

用于車站動力照明的線路和電纜一般選用B級阻燃銅導線及銅芯電纜，當由火災發生時，仍能夠保障供電系統的正常運行。控制線需要選擇B級阻燃控制電纜，與消防有關的控制線采用低煙、無鹵、B級阻燃耐火控制電纜。所有應急照明的配線選用低煙、無鹵、無鹵、低煙、B級阻燃耐火銅芯導線。消防負荷電源選用礦物絕緣銅芯電纜，礦物絕緣電纜可以利用電纜自身的金屬護套作為PE線，如果沒有金屬護套，必須增設PE線。區間敷設的電纜均采用無鹵、低煙、A級阻燃(耐火)鎧裝電纜[7-8]。

對消防設備的供電線路應滿足消防用電標準，保證在發生火災時能夠持續安全穩定供電，消防線纜應選用礦物絕緣類線纜。動力設備與配電箱之間的線纜應采用銅芯電纜，或者采用穿鋼管暗敷的方式，布置在地板墊層、頂板和墻內。各配電箱向外預留管的根數，在照明配電系統圖中有標注。車站站臺板下及區間敷設的動力照明電纜和供電系統電纜一起敷設在站臺板下及區間的供電電纜支架上。如不能與供電一起敷設，或者供電電纜支架數量不滿足使用時，應增設電纜支架，做法與供電電纜支架同。區間檢修箱采用預分支電纜接入主干線。車站內電纜橋架均采用槽式防火密閉橋架，電纜井內可采用熱浸鋅鋼制的梯形橋架并應根據鋼制橋架工程設計規范技術要求制造和試驗。

軌行區軌頂鐵皮風管引入風機房處設局部等電位聯接戶外落地式電光型導向標志牌下設均壓環。設有防靜電地板的房間，防靜電地板應與弱電接地箱聯接，接地電纜計入工程數量。綜合接地網已在供電系統車站接地網施工圖中設計和實施，本冊圖機電接地與接地網有密切的關系。低壓配電系統配線示意圖如圖2所示。

圖2 低壓配電系統配線示意圖

5 設計接口

(1)與供電專業的接口

與變電所0.4 kV低壓開關柜的接口：在0.4 kV低壓柜饋出開關的下口；低壓開關饋出回路的短路靈敏性校驗由供電專業負責，動力照明專業提供相應的參數。變電所電纜夾層、區間的電纜支架由供電系統設計并備料，兩專業共用電纜支架(站臺板下支架動照專業自行設計并備料)。與交流屏的接口：動力照明負責將低壓電纜敷設至交流屏進線開關的接線端子處，交流屏為動力照明預留變電所正常照明的饋出開關，接口在交流屏饋出開關的下口。動力照明在變電所內墻壁上預留插座高度為距建筑地面0.3 m，供電敷設接地扁鋼應避免沖突。

(2)與綜合接地專業的接口

動力照明專業與車站綜合接地網的接口在車站強電接地端子排的出線端；供電系統的強電接地母排需給動力照明預留6個接線端子。在弱電總接地母排的接地端子箱處，供電系統給弱電總接地母排預留10個接地端子。區間配電設備的電纜敷設路徑在車站部分由車站統一考慮，自車站端頭至區間內的電纜敷設由區間動力照明設計負責；

(3)與BAS、FAS的接口

在BAS系統的UPS電源柜饋出開關的下口；非消防專用風機在動力照明設置的PLC柜雙冗余通信口處。正常照明在配電室內設置網關的接線端子處。EPS應急電源屏的通信接口處。接地：在BAS、FAS指定房間動力照明設置的弱電接地母排的接線端子處。與綜合監控、站臺門、AFC的接口接地：在綜合監控、站臺門、AFC指定房間動力照明設置的弱電接地母排的接線端子處；與商業通信、公安通信的接口：負責預埋2根SC50的鋼管至防靜電活動地板以下100 mm。接地：在商業通信、公安通信指定房間動力照明設置的弱電接地母排的接線端子處。與通信、信號的接口負責預埋2根SC50的鋼管至防靜電活動地板以下100 mm。接地：在通信、信號指定房間動力照明設置的弱電接地母排的接線端子處。

6 結 語

低壓配電系統是軌道交通中各個專業的集成系統，與軌道交通幾乎所有專業均產生交互，具有接口眾多、承上啟下的特點，系統設計較為繁瑣，要求設計人員在開展設計工作時，隨時了解各專業需求，進行動態的設計。本文適用于地下標準車站的設計，高架站及地下換乘車站應在參照本指南的基礎上，結合具體實際情況執行。