浅谈地铁车站动力照明设计

浅谈地铁车站动力照明设计

耿炜

(天津市地下铁道集团有限公司天津市300380)

摘要：随着城市化进程的加快，地铁凭借其独特的优点和高科技的投入，在城市轨道交通发展中起着主导作用，其中动力照明系统是地铁车站建设的重要组成部分，与车站的安全、稳定运行息息相关。本文首先分析了地铁动力照明的负荷分类及不同级别负荷供电需求，接下来详细阐述了动力设计以及动力照明配电要求，最后对动力照明系统设计的基本原则进行介绍，希望通过本文的分析研究，给我国地铁车站动力照明设计的提升做出贡献，同时希望给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：地铁车站；动力照明；配电设施用房；配电控制；车站建设

引言

随着城市轨道交通建设速度的加快，地铁已成为大众熟悉的日常交通工具，各大中城市地铁建设也在蓬勃发展。地铁车站内部设备专业多，接口繁杂，因此地铁车站动力照明设计是一项融合多专业间配合的设计工作。一般地铁车站为地下二层岛式站台车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层；在车站站厅两端设置环控电控室，在站厅北端端头区间隧道风机房附近单独设环控电控室；站台层设置降压变电所，站厅、站台两端均设置照明配电间。

1地铁动力照明的负荷分类及不同级别负荷供电需求

地铁动力照明负荷可分为三个等级，其中一级负荷和二级照明负荷使用最多。一级负荷主要应用于车站内屏蔽门照明、安全门照明、地下站厅和站台照明、通信设备、应急设备、火灾报警系统及灭火设备、电力监控设备、自动售票和消防等设备；二级负荷则主要应用在通风空调、普通风机、冷却泵、冷冻泵、污水泵和自动扶梯（非疏散使用）等设备；三级负荷主要应用于广告照明和清洁电源等设备。一级负荷应由两路来自变电所不同低压一、二级负荷母线的电源供电，一用一备在末端配电箱处自动切换。房间内应急照明灯具采用EPS直接供电方式。二级负荷由变电所低压一、二级负荷母线提供一路电源供电，当变电所只有一路电源时，由低压母线分段开关切换保证供电。三级负荷仅由变电所的低压三级负荷母排提供一路电源供电，当供电系统一路电源失电时，切除该负荷。

2动力设计

动力设备采用放射式和树干式相结合，重要设备以放射式为主的方式供电。消防设备与非消防设备自变电所低压柜出线起分开供电，自成系统。非消防设备在火灾工况下，在变电所低压柜切除。车站站厅层环控负荷中心附近设环控电控室，环控设备由环控电控室集中配电。环控设备电控柜采用单母线不分段的主接线型式，进线采用两路电源一用一备，自动切换。车站每端的环控设备分为两组，分别由变电所单独配电，设置各自独立的双电源切换装置，减小进线电缆接线的难度，避免同时工频起动时尖峰电流过大等问题。车站动力设备的直接起动容量要满足规范规定，75kW以上的电动机采取软起动方式。冷水机组等大负荷容量的设备，由降压变电所直接供电。消防用的电动机及供电回路装设过载保护，只动作于信号，不动作于跳闸。各类风阀、风门由环控电控室内继电器屏进行集中配电及控制。在各风机的就近设置带有起停功能的按钮箱。在各站厅、站台两端配电室内根据情况分别设置二至三面小动力配电箱，集中对车站内较分散的消防小动力设备（防火卷帘门、烟络尽等）、三级负荷小动力设备（清扫插座、电开水、贩卖机等）等进行配电。

3动力照明配电要求

3.1动力配电要求

动力系统一般采用放射式配电与树干式配电相结合的方式供电，但必须主要以放射式配电为主。动力配电一般遵循以下原则：不是控制环境的设备由配电所直接对其供电；照明配电间应分布在用电负荷量大，使用较频繁的地方，达到对设备进行集中控制的作用；像一级和二级负荷这种使用量较大的设备，其配电箱分布在照明配电间内，通过双电源装置对其进行切换；在地铁车站内的人行通道等公共区域要设置清扫检修插座，其作用是清扫公共区、检修设备。此外，清扫检修插座处于公共区域，环境比较复杂，因此一定要设置漏电保护，防止其接触到水，发生意外事件。

3.2地铁站厅层和站台层的照明

由工作照明和应急照明两部分构成。其两侧的照明配电室内应设置两个照明供电设备，这两个照明供电设备主要是用于向工作照明和应急照明回路交叉供电，保证其正常工作。站厅层和站台层设备区照明可以使用28W的T5荧光灯作为主要照明工具，公共区采用LED灯具，如此便可达到节能降耗、节约成本的作用，又可以采用白天模式和晚间模式两种模式独立控制实现照明的设计理念。（2）为确保当车站发生故障时车站能正常供电，车站应急照明电源设备采用EPS电源装置，车站在站厅A、B两端各设一套，负责本端应急照明及区间的配电。正常情况下，蓄电池处于浮充状态，由降压变电所提供的交流380/220V电源直接供电；故障情况下自动切换装置动作，应急照明负荷全部由蓄电池供电，应急照明容量按90分钟的用电需求考虑。

3.3接地安全及防雷

地铁车站内必须设置接地系统，接地的电阻要非常小，一般应低于0.5欧姆。此外，常见的接地情况有三种：弱电、强电和等电位，为了更好的应对不同分类，配电箱里还要设置三种接地的端子。实际操作中，可采用TN-S系统（即电气设备暴露在外且可导电部分通过零线接地的接零保护系统）作为低压接地系统，采用三相四线制（即输送的电源相位为3相，共使用4根线来传输）配线。对于弱电系统、安全照明和室外动力照明回路必须增加浪涌保护（也叫防雷器，是提供安全防护的电子装置）。

4动力照明系统设计的基本原则

（1）电压降控制指标原则在机械要求得到保证的前提下，电机开启时，其端子的电压会在配电中会引起电压波动，但不会造成对其他设备工作的妨碍。一般而言，对配电母线的电压也要相应要求，特别是在交流电动机启动时，电压要大于额定电压的90%，当在正常工作时，电压的要求也要大于额定电压的85%。（2）动力设备供电方式主要以放射式为主对于用电设备之间的低压配电而言，在自配电电压器的低压配电不能超过三级，同时，当处于动力负荷与照明负荷自变电所低压出线时刻，将开始分开配电。地铁车站中的消防配电是一个独立的系统。因此，需要采用PC级双电源切换装置来完成双电源末端的切换。除此之外，进行双电源切换装置的负荷隔离开关的检修时，应在同一配电箱内完成，分别将双电源切换装置上的两路电源进行设置。

结语

地铁车站的动力照明系统是一个集安全、稳定、经济性与一体的综合性工程，其平稳运行时刻影响着旅客的舒适及安全旅行。而随着近几年我国地铁交通的快速发展，动力照明技术也得到了不断完善。但是，由于影响地铁车站动力照明的设计因素较多，因此在设计时，设计师与施工人员不仅要了解地铁动力照明的因素，还需掌握其照明技术，从而加快我国地铁车站动力照明的发展。

参考文献:

[1]地铁设计规范：GB50157-2013[S].北京:中国建筑工业出版社，2013.

[2]供配电系统设计规范：GB50052-2009[S].北京:中国计划出版社，2009.

[3]低压配电设计规范:GB50054-2011[S].北京:中国计划出版社，2011.

[4]城市轨道交通照明:GB/T16275－2008[S].北京:中国标准出版社，2008.