地铁车站动力及照明设计

地铁车站动力及照明设计

【摘要】本文主要从地铁照明的分类及供电要求、主要设计原则、照明其他技术、地铁动力设计等方面进行了探讨。

【关键词】地铁车站；动力；照明

一、前言

随着城市人口的逐年递增，对城市交通的压力越来越大，地铁作为一种新兴的交通工具，越来越受到重视，在地铁车站动力及照明设计方面的研究是非常必要的。

二、地铁照明的分类及供电要求

1.负荷分级

地铁的照明区域按照照明程度的不同可以分为共明区、屏蔽门外光带照人口部照明和室外照明等，按照负荷等级分可以分为三级，一级负荷主要是指火灾报警系统及气体灭火设备、车站应急照明、通信系统设备、信号系统设备、电力监控系统设备、消防系统设备、车站事故风机及其电动阀门、区间排风排烟风机及相关阀门等，相对于一级负荷来说，其中最重要的负荷是应急照明、防灾报警系统、通信系统设备、信号系统发备；二级负荷主要是指自动扶梯、电梯、污水泵、设备管理用房照明和区间维修电源等；而三级负荷相对来说较为简单，清扫电源、广告照明、冷冻站设备等都不属于一、二级负荷的用电设备。

2.供配电要求

配电器的供电要求对于不同级别的负荷有不同的要求：

（一）一级负荷的供电要求。对于一级负荷的供电要求来说，要求区间照明配电采用变电所两段低压母线各带约50％的照明灯具交叉配电方式，正常的情况下用两路市电交流电源供电，而当两路电源都失电后，要自动转为蓄电池通过逆变器供电。环控设备的消防负荷分别由变电所两段低压母线引两路电源至环控电控室，当变电所的两段低压母线各引两路电源至环控电控室的消防负荷双电源柜时，要将两路电源在环控电控室双电源进行切换。

（二）二级负荷的供电要求。对于二级负荷供电要求来说，二级负荷的供电是从低压母线引出的一路由电源线相连的电源配电箱，对于单个的电源路来说，要进行变电所的断路器切换。

（三）三级负荷供电。对于三级负荷供电来说，当供电系统一路电源失电时，只需由一回电源供电，并将该部分的负荷在变电所进行自动切除。对配电箱向设备及管理维修电源等三级负荷供电，需要在照明室内设置三级负荷小动力的配电

箱，从而进行三级低压负荷的母线电源供电。

三、主要设计原则

动力照明配电系统按远期最大负荷设计，并考虑一定的裕量。

动力照明供电系统的设计应安全、可靠，接线简单，操作方便，并具有一定的灵活性。

动力负荷与照明负荷分开配电,自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级。

消防设备与非消防设备分开供电,消防用电负荷自成配电系统。

动力照明配电系统采用三相四线制配电方式，TN-S接地保护系统。所有电气设备不带电的金属外壳均与PE线可靠连接。

动力照明供电系统电压等级：

交流380/220V—用于动力照明；

交流36V—用于安全照明（潮湿场所采用采用24V）；

正常运行情况下，用电设备端子处偏差允许值（以额定电压的百分数表示）宜符合下列要求：

电动机：±5％；

照明：一般±5％，区间照明+5%～-10%。

大电机起动时，降压变电所或环控电控室低压母线电压降不大于10％。地铁车站按负荷大小及分布情况设置一至两个降压变电所，每个降压变电所设置两台动力变压器。降压变电所一般设在车站的负荷中心处，向整个车站和两端各半个区间的所有动力与照明用电设备供电。降压变电所低压侧采用单母线断路器分段，并设三级负荷分母线。正常时母线分段断路器开路,两电源同时运行。当一路电源失电后，切除三级负荷，母线分段断路器闭合，由一台变压器供本所的一、二级负荷。

四、照明其他技术

1.照明配电技术

地铁车站的照明主要有安全电压、正常、广告、应急等几种方式。工作区域的节能照明、工作照明、应急照明的照度应该保持在2：2：1。

另外，在控制室、通信室、信号机械室、变电所、人行通道等重要场所，必须装有应急照明设备；在转弯处、20m以内的直线段需要设置疏散标志照明装备；疏散标志与安全表示应当设立在1m之内的墙面上。

（一）配电采用了树干式和放射式相结合，又以放射式为主的配电方式。

（二）正常照明采用的是220V的交流电压，由变电所配电。应急照明则由专门的应急照明系统配电。

（三）公共区域的照明配电箱设在站台和站厅两边的配电室。

（四）每一个照明配电室里面都有两个控制照明的总控制箱，两个总控制箱交叉向站内提供照明，各自承担50%的公共区域照明。

（五）广告照明也由照明控制室集中控制，不过要设立单独的计量系统。

2.低压电缆线的敷设和选型

（一）地铁车站内要采用低烟无卤能够阻燃的铜芯电缆和能够阻燃的铜芯导线敷设。若果在发生事故后仍然需要运行，则应该采用低烟无卤的耐火铜芯电缆和导线敷设。对于电缆与导线的选择，还要考虑当地的地址环境特点。

（二）区间内要采用有铠电缆，电缆的绝缘电压为1kV。站内采用的则是无铠电缆。

3.接地安全及防雷

（一）地铁车站内必须采用综合的接地系统，接地的电阻要小于等于0.5欧。还要设置三种接地的端子，分别应对弱电、强电、等电位的接地情况。

（二）采用TN-S系统作为低压接地系统，配线采用三相四线制。从变电所引出接地干线，各级配电系统也要满足有关接地线的保护要求。

（三）对于弱电系统和安全照明的配电回路，以及室外的动力照明回路必须增加浪涌保护。

（四）水管、煤气管道、电缆保护管等连接室内室外的装置，应当与等电位接地端子相连接。

五、地铁动力设计

1.地铁动力配电方式

地铁站靠近环控用电负荷中心的两端分别设一个环控电控室，从而为地铁站的各类风机（如隧道风机、排烟风机、射流风机等）、空调等配电。环控电控室的配电方式多为单电缆的放射式。其配电是由降压变电所的低压室两端分别通过母线引入电源，再通过分段的形式供电。当系统正常运行时，两路电源分两路各自运行，此时，母联断路器处于断开状态；当系统发生故障时，若一路电源无法正常运行，则母联断路器闭合，一、二级负荷的用电设备由另一路电源供电。一些大容量的设备会通过变电所直接供电，小动力设备由照明配电室的电源箱供电，多为二、三级照明负荷，地铁区间的维修电源则通过变电所的专用回路供电。

2.地铁站动力配电的控制要求

环控设备一般采用集中控制或者就地控制，集中控制主要由环控电控室实现，也有通过含控制中心和车控室的BAS系统来实现。废水泵和污水泵等采用现场的手动控制、地铁站的控制室控制以及液位自动控制，而且能通过BAS系统将水泵的工作状态在控制室显示出来。出入口的临时排水泵通过现场手动控制和液位自动控制。地铁站内的自动扶梯和直升电梯等也采用就地控制，且能在控制室利用FAS/BAS系统进行统一监视。

3.地铁站的动力配电设计

地铁站主要系统设备的供电通过变电所的低压母线两段分别馈出一路电源，以放射式的配电方式送至每个用电设备周围的双电源切换箱。针对由于断路导致损失较大的线路，不适宜装过负荷保护装置，或者使负荷保护作用于报警信号。地铁区间的动力电源一般以该区间的隧道中心为界，取自其相邻的变电所。区间的动力设备一般直接启动，当不能满足直接启动的要求时要采用降压启动的措施。在地铁区间每距离100m应设置检修电源箱，按20kW考虑，在电源箱内设有单相、三相的工业连接器，且出线的回路要设有一级的漏电保护。

六、结束语

本文从地铁车站的照明设计及要求对照明设计进行了阐述，同时也对地铁车站动力设计进行了说明，加强这两部分的设计研究是非常有现实意义的。

参考文献：

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[2]王朝.地铁车站动力及照明设计.铁道建筑技术.2012年4月，第4期,243-247.

[3]高洁.上海地铁2号线车站动力照明设计.科技致富向导.2013年10月，第9期，110-115.