公路隧道光导照明系统研究

Study on Road Tunnel Light -pipe Lighting System

Xiang Dong （Guangzhou Metro Design &Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou

510010，China ）

向

东（广州地铁设计研究院有限公司，广州市

510010）

作者信息

向

东，男，广州地铁设计研究院有限公司，高级工程师。

Abstract The road tunnel light -pipe lighting

system is studied based on the tunnels of South Fengling Road in Nanning.An energy -saving solution is proposed for 24-hours tunnels lightings ，which means the light -pipe lighting system is applied in the daytime while the LED lighting in the nighttime.

Key words Road tunnel

Light -pipe lighting

LED lighting Intelligent lighting control

Energy -saving

摘要以南宁市凤岭南隧道为例，开展公路隧

道光导照明系统研究，提出一种针对隧道24h 照明的节能解决方案，白天利用光导照明系统，夜间利用

LED 照明。

关键词公路隧道光导照明LED 照明智

能照明控制

节能

1概述

南宁市凤岭南隧道位于南宁市青秀山坡南，西

侧始于会展路K1+224，东侧终于青秀路K2+296，隧道单洞长1076m ，属长隧道设计范畴，如图1所示。南宁市凤岭南隧道是我国第一条开展光导照明系统研究的公路隧道，研究的目的是探寻对天然光的利用，提出一种针对隧道24h 照明的节能解决方案。本文主要阐述此隧道光导照明系统及与其相关的供配电研究。

2光导照明实施场所

白天利用光导照明，保证隧道入口段、过渡段、

中间段、出口段，与外界天然光的平稳过渡；夜间采用LED 照明，利用智能照明控制系统的照度感应器，自动开启LED 照明。隧道中间段白天（阴天）照明如图2所示。

公路隧道光导照明系统研究

图1

凤岭南隧道

Fig.1Tunnels of South Fengling Road

图2

隧道中间段

Fig.2

Middle section of the tunnel

公路隧道光导照明系统研究（向东）

465

41

2012Vol.31No.7

Jul.

BUILDING

ELECTRICITY

2012

年第

7

期

3

隧道配电系统设计

3.1

负荷等级及变压器容量

根据隧道和设备管理区各类设备的用途和重要

性，设备负荷等级为：①一级负荷：隧道应急照明、隧道一般照明、综合监控系统、隧道通风系统、消防泵、大型显示屏等；②二级负荷：管理设备区通风、照明、插座等；③三级负荷：隧道维修电源、室外照明等。

隧道和设备管理区用电负荷合计为717kW ，预留其他市政用电，变压器容量为2台1250kVA 。

3.2配电系统

设备管理区变配电所进线，采用两路来自不同区

域开关站或者同一区域开关站不同母线段的10kV 电源，以电缆沿沟敷设进入变配电所。变配电所内设置

7面10kV 开关柜、2台1250kVA 变压器、12面低压配电柜。平时2台变压器分列运行，当一台变压器故障停运时，另一台变压器能保证隧道一、二级负荷的用电需求。配电系统如图3所示。

3.2.1配电系统保护设置

变配电所设有数据采集与监控系统，变压器低压侧为单母线分段运行，低压配电柜总进线开关QA1、

QA2与母联开关QA3联锁，仅当总进线开关QA1或QA2任一开关失压（非故障）断开时，QA3自动投入，带自复功能。

低压配电柜三级负荷总开关QA -1、QA -2与总进线开关QA1、QA2联锁，当总进线开关QA1或

QA2任一开关断开时，三级负荷总开关QA -1、QA -2同时断开。当恢复两路电源供电时，由SCADA （Supervisory Control And Data Acquisition ，数据采集与监控）系统自动或就地手动合闸三级负荷总开关QA -1、QA -2。由SCADA 系统监控的开关有：低压配电柜总进线开关QA1、QA2，母联开关QA3，三级负荷总开关QA -1、QA -2。

变电所10kV 系统，进线开关设带时限速断保护、过电流保护，出线开关设速断保护、过电流保护、单相接地保护。低压系统，进线开关设短路瞬时保护、短路短延时保护、过负荷保护、失压脱扣，出线开关设短路瞬时保护、过负荷保护。

3.2.2无功补偿

采用在低压侧集中补偿，10kV 侧功率因数大于

0.9。

3.3LED 灯具采用交叉配电

隧道应急照明、一般照明均采用LED 灯具，按隧道分侧采用三相电源交叉配电，应急照明负荷占隧道照明负荷的10%，作为应急照明的LED 灯自带蓄电池，备用时间不少于60min 。

4

隧道光导照明

4.1

光导照明原理

光导照明是通过隧道外的采光罩捕获天然光，经

过光导管高效传输后，由漫射器将天然光均匀扩散，导入隧道内。从黎明到黄昏，甚至雨天、阴天，光导照明导入隧道内的天然光都能得到充分利用。

4.2光导照明装置结构组成

光导照明装置主要由

以下几部分组成：采光罩、光导管、漫射器等。结构组成如图4所示，从上往下的结构分别为：采光罩、防雨板、光导管、光导弯管、光导管、固定环、漫射器。

4.2.1

采光罩

安装于光导照明装置的入口端部，用于采集来

图3

配电系统

Fig.3

Power distribution system

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