軌道交通與民用建筑配電照明設計對比

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摘要：近幾年，隨著城市的經(jīng)濟發(fā)展以及人口增加，我國各大城市軌道交通事業(yè)發(fā)展迅猛。本文結(jié)合個人工作經(jīng)驗從變配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、照明系統(tǒng)三個方面介紹了城市軌道交通工程與一類高層民用建筑配電照明設計的不同之處。

關鍵詞：變配電系統(tǒng)；防雷接地系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；城市軌道交通

1變配電系統(tǒng)

1.1負荷等級

根據(jù)《地鐵設計規(guī)范》地鐵用電設備中：（1）通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、防災報警系統(tǒng)、消防泵等與事故有關的風機及其風閥、變電所操作電源、站廳站臺公共區(qū)照明、應急照明、應急導向照明、地下區(qū)間照明等為一級負荷。（2）地上站廳站臺公共區(qū)照明、普通風機、排污泵、安檢插座等為二級負荷。（3）廣告照明、商鋪電源、電熱設備等為三級負荷。根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》，一類高層民用建筑中消防設備、弱電系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等用電為一級負荷。一類高層建筑規(guī)范上對其二級負荷用電設備并沒有作明確定義，設計人員應根據(jù)用電性質(zhì)及其重要性進行設計，一般考慮地下車庫照明為二級負荷，其余為三級負荷。

1.2備用電源

地鐵工程及一類高層民用建筑中的一級負荷都應由兩個電源供電。但地鐵與民建的備用電源情況有所不同。地鐵配電系統(tǒng)一般采用兩路獨立高壓電源，互為備用，以確保車站一、二級負荷的供電可靠性。一類高層民用建筑的配電系統(tǒng)則有所不同，若條件允許可以引入獨立于主用電源的市政高壓電源作為備用電源，并需要保證主用電源發(fā)生故障時，備用電源能承受故障回路電源回路所帶負荷中的所有一、二級負荷。兩路電源需來自不同上級變電站，或者來自同一變電站的不同母線段。由于實施條件比較苛刻，經(jīng)濟成本也比較高，因此這種雙高壓的供電方案主要是用在一些重點工程項目上。一般的住宅項目備用電源大多設柴油發(fā)電機作為消防用電負荷的備用電源，平時可兼作非消防用電負荷的備用電源。

1.3電氣主接線及運行方式

地鐵工程變電所低壓主接線一般采用單母線分段方式，正常運行時，兩路0.4kV電源同時運行；當一路電源失電時，相應的低壓進線總斷路器自動跳閘。在切除三級負荷母線后，母線分段斷路器自動投入以維持兩段母線所帶全部一、二級負荷的用電；當恢復兩路電源供電時，在斷開母線分段斷路器后投入進線總開關，然后可以手動（或自動）閉合三級負荷總斷路器。兩路進線總斷路器、母線分段斷路器及三級負荷總斷路器之間通過電氣連鎖以保證系統(tǒng)的正常工作。一類高層民用項目低壓接線方式需要根據(jù)項目當?shù)毓╇姴块T要求設計，一般采用單母線或者單線母線分段，應急電源與市電實行電氣機械聯(lián)鎖的運行方式。

1.4主要供電原則

地鐵工程中一級負荷配電從變電所兩段母線分別饋出一供電回路至末端電源切換箱，兩路電源在切換箱內(nèi)自動切換后供電給設備，實現(xiàn)不間斷供電。對于一級負荷中的特別重要負荷增加設UPS或者EPS作為應急電源。二級負荷平時從變電所低壓柜饋出單回線路至末端配電箱。當一臺變壓器退出運行時，降壓變電所的0.4kV母線分段斷路器自動閉合，退出運行變壓器所帶的二級負荷由另一臺變壓器供電。三級負荷平時由變電所三級負荷母線以單回路供電，當一臺變壓器退出運行時，將其切除。一類高層民用建筑中一級負荷應由雙回路供電，一路來自變電所，另一路則來自應急母線段。對于一級負荷中的特別重要負荷加設UPS或者EPS作為應急電源。二級負荷宜由雙電源供電。若備用電源為冷備用系統(tǒng)（應急母線段平時不帶電），則由市電和應急母線段各饋出一回路到末端雙切箱給設備供電。若備用電源為熱備用系統(tǒng)（應急母線段平時帶電），可以采用雙回路供電，也可以采用由應急母線段饋出一回路到末端設備的方式配電。對于三級負荷則由單回路電源供電。

2防雷接地系統(tǒng)

地鐵地下車站設一綜合接地網(wǎng)，作為車站變電所供電設備、車站機電設備、通信、信號等弱電設備、給排水管及其他金屬管線等的接地裝置。綜合接地網(wǎng)由人工接地體和自然接地體兩部分組成。利用結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地體，并在車站主體下方敷設人工接地網(wǎng)，自然接地網(wǎng)與人工接地網(wǎng)通過設置在站臺板下接地母排或者通過設置在人工接地網(wǎng)上的接地引出端子直接連接，保證自然接地體與人工接地體可靠聯(lián)通，形成車站的綜合接地體。車站綜合接地電阻R≤0.5Ω，困難時，接地電阻應≤1Ω。對于露出地面的附屬建筑及出入口防雷措施按《建筑物防雷設計規(guī)范》要求設計。一類高層民用建筑的防雷應根據(jù)單體的年雷擊次數(shù)計算結(jié)果。建筑物外部防雷在天面女兒墻四周、屋脊、梯間頂?shù)忍幱缅冧\圓鋼或不銹鋼明敷做接閃帶以防外部雷擊。利用建筑物柱內(nèi)對角兩縱向主鋼筋作防雷裝置引下線，并要求由下至上通長焊接，上與屋面防雷接閃帶接通，下與接地網(wǎng)連通。利用基礎樁內(nèi)主鋼筋作為垂直接地體，基礎地梁主鋼筋或地下室底板鋼筋作為水平接地體。外部防雷裝置、防雷引下線、水平接地體之間須形成良好電氣通路。當建筑電氣和電子系統(tǒng)接地與防雷接地共用接地裝置時，其綜合接地電阻不得大于1Ω。

3照明設計

車站照明分為正常照明和應急照明。正常照明由各正常照明配電箱提供電源。公共區(qū)照明按一級負荷設計，設兩個總照明配電箱，電源分別引自低壓柜兩段母線。兩個總照明配電箱向公共區(qū)燈具交叉供電。變電所電纜夾層、站臺板下電纜通道及高度低于1.8m的風道內(nèi)設置安全特低電壓照明，工作電壓不大于交流36V。應急照明包括備用照明、疏散指示及應急導向標志照明，其電源由應急照明電源系統(tǒng)（EPS）直接供電。EPS由變電所兩段低壓母線供電，它由自動切換裝置、充電機、蓄電池組、逆變器及交流配電屏組成。正常情況下，蓄電池處于浮充狀態(tài)，應急照明負荷由正常交流380/220V電源供電；當兩路交流電源都失電后，自動轉(zhuǎn)換為蓄電池組通過逆變器提供交流380/220V電源。EPS的容量滿足事故情況下應急照明負荷60min的用電要求。高層民用建筑照明分一般照明、公共照明和應急照明三部分。公共照明按一級負采用雙電源自動切換裝置供電，應急照明和燈光疏散指示標志為消防設備按一級負荷供電，燈具自帶蓄電池或者由集中蓄電池供電，其連續(xù)供電時間應根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》相關要求確定。照度及對應功率密度按《建筑照明設計標準》相關要求執(zhí)行。

4結(jié)束語

近年來地鐵工程施工圖設計文件開始納入施工圖審查范圍，審查師對于地鐵的以往習以為常的做法提出了不少問題及建議。本文從多方面對比地鐵工程與民用建筑施工圖設計差異，目的是讓地鐵施工圖設計更為規(guī)范化。同時希望通過對兩者的對比，相互取長補短，爭取在工程設計上創(chuàng)造出更多優(yōu)秀的作品。

作者：陳健文 單位：廣東省重工建筑設計院有限公司