浅谈高速公路隧道机电系统组成及维护

灯具
监控通信等弱 电设备
消防设备
2.2 隧道负荷等级划分
负荷等级 一级
特别重要负荷
负荷名称 隧道应急照明、避灾引导灯等标志灯 紧急停车带照明、横洞门电机及照明 中央控制设备 闭路电视系统主要设备 交通监控设备、有线广播设备
隧道基本照明、火灾工况排烟风机、消防水泵
普通一级负荷 闭路电视系统监视器等次要设备
二级
变电所照明 隧道加强照明 一般通风风机 检修电源插座及其它用电
2.3 供电原则
一级负荷由双电源供电进行供电，一级特别重要负荷由双电 源经EPS或UPS不间断电源供电，二级负荷原则上应能保证有一路 可靠电源供电，有条件时可采用双电源进行供电。以下为一级负 荷供电示意图：
主线高压接入
柴油发动机
不间断电源
电力监控计算机
通信系统 工业以太网交换机
交通监控计算机
前端测控 变电所设备源自文库
前端测控 照明设备
前端测控 通风设备
前端测控 消防设备
低压供电（照明）回路监控示意图 用电负荷
DI
DO V
V
V
电力监控模块
I I
I
低压电源输入
通信接口
工程实例照片
箱 变 内 部 照 片
三、通风及通风控制系统
隧道通风方式有多种，本次以高速公路最常用的纵向通风方 式为例介绍。
A 岩门界隧道右洞风机
A
安装断面图
岩门界隧道右洞风机 B 安装位置图
B
风机配电箱 风机配电箱内部
长湘高速隧道风机
四、照明及照明控制系统
4.1 隧道的白洞和黑洞效应
在隧道的出入口由于内外的光线有较大差别，产生白洞和黑洞效 应，严重影响行车安全。为此设计规范要求设置隧道照明系统。
黑洞效应
白洞效应
4.2 隧道照明设置条件
浅谈高速公路隧道机电工程 系统组成与维护
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刘春成
2015.7.29
目录
1. 概述 2. 供配电及电力监控系统 3. 通风及通风控制系统 4. 照明及照明控制系统 5. 监控系统 6. 通信系统 7. 火灾报警系统 8. 隧道机电系统运营中存在的问题及维护
一、概述
3.1 隧道通风作用
隧道通风可降低CO浓度，稀释烟雾浓度，在火灾时减少 人员的伤害。
3.2 隧道通风的设备选型和布设方案
我省高速公路隧道多采用30KV的射流风机为通风设备， 断面布设数量单洞双车道为两台，三车道为三台。布设位置 多在洞口附近。
3.3 通风控制
风机可在监控室远程控制，也可在现场本地控制。可根 据现场工况顺转和反转。
〉 1.2 隧道机电系统包含以下主要内容：
〉
〉
供配电及电力监控系统
〉
通风及通风控制系统
〉
照明及照明控制系统
〉
监控系统
〉
通信系统
〉
火灾报警系统
二、供配电及电力监控系统
2.1 供配电系统示意图
主线一路或多路高压
柴油发电机
EPS或UPS不间断电源
风机
房建变电所或箱式变电站
主要设备包括：变压器、 高压柜、低压柜、节能 控制器、电力监控等
电源切换
特别重要负荷
普通一级负荷
2.4 通风系统供电
隧道通风一般采用纵向通风方式，供电方式为380V电源向洞 内射流风机（如下图所示）。4km以上的特长隧道可采用竖井通 风方式，通风设备为轴流风机。以下为射流风机供电示意图：
主线高压接入
柴油发动机
变压器
电源切换
低压柜 通风风机
低压柜 火灾工况排烟风机
照明灯具的布设方式分为：
中线布置、中线侧偏布置、两侧交错布置、两侧对称布置等。 我省高速公路隧道照明多数采用两侧对称布置。
4.6 照明灯具选择
目前隧道照明灯具按照光源类型区分主要有高压钠灯、LED灯、无极灯、 荧光灯。LED目前已成为主流光源。
主线高压接入
柴油发动机
变压器
电源切换 UPS不间断电源
低压柜
监控通信设备
2.7 消防系统供电
消防系统是隧道供电要确保的一级特别重要负荷。它分为泵 房和洞内标示两部分，洞内标示一般和监控系统供电为同一回路， 以下泵房供电示意图。
主线高压接入
柴油发动机
变压器
电源切换
低压柜
消防水泵
2.8 电力监控
电力监控系统实现了对整个电力系统的三遥,能直观实时的了解供 配电系统情况 ，同时也是通风、照明、消防等设备分合的执行系统。 以下为电力监控示意图：
2014年9月开始施行的新的隧道照明标准对老的标准进行修 改，例如原来100m以上隧道设置照明，现改为200m以上。
高速公路/一级公路 非光学长隧道 光学长隧道
应设置照明 宜设置照明的二
的二级公路
级公路
设置条件 L>200m 100m<L≤200m L>1000m 500m<L≤1000m
4.3 隧道照明亮度
通过设置在洞内的传感器检测出污染程度、风速风向和 车流量，经过计算机处理，制定控制方案，给出控制命令， 控制风机的运行。
3.4 通风控制示意图
流量测报
监控计算机
电模糊力控监制控器
有害气体浓度指标 执行器（风机）
隧道口
气流 车辆检测器
气流
风F机an
CO传/感V器I风速 风(C向O/传VI)感器
3.5 通风工程实例
2.5 照明系统供电
隧道照明供电方式分为集中式和分布式供电，目前以集中式 方式为主。其中应急照明为独立回路，是一级特别重要负荷。以 下为照明供电示意图：
主线高压接入 变压器
柴油发动机 电源切换 EPS、UPS不间断电源
低压柜
低压柜
非应急照明
应急照明
2.6 监控通信系统供电
监控通信系统设备用电负荷不大，除情报板和大屏外一般都 作为一级特别重要负荷考虑，下图为隧道场区供电示意图。
〉
随着全国高速公路的蓬勃发展，高速公路通车里程越来越长，山区高速
公路建设所占的比例越来越高，相应的高速公路隧道机电工程建设规模也越
来越大。截至2014年底，湖南省高速公路通车总里程达到5493公里，位居全
国前列。
〉 1.1 隧道机电系统是隧道区段正常营运的保障
〉 高速公路隧道因其空间狭小、能见度低、洞内环境复杂等特点，在运营管理 过程中安全管控压力大，一旦发生安全事故，事故救援及交通组织难度大， 而隧道机电系统的正常运行是隧道内安全行车的保障，也在隧道日常运营管 理工作中发挥着至关重要的作用。
隧道的亮度指标由多个因数确定，如：隧道洞门结构（削竹 式、端墙式）及朝向、洞口亮度、设计车速、设计流量、道路的 等级等。
4.4 照明设置的段落
中间段照明/基本段照明、入口段加强照明、过渡段加强 照明、出口段加强照明、洞外引道照明。
基本段照明的一部分（约为四分之一）为应急照明。
4.5 照明灯具布置