軌道交通與民用建筑配電照明設(shè)計(jì)對(duì)比
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摘要：近幾年，隨著城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人口增加，我國(guó)各大城市軌道交通事業(yè)發(fā)展迅猛。本文結(jié)合個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)從變配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、照明系統(tǒng)三個(gè)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(shè)計(jì)的不同之處。
關(guān)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(fù)荷等級(jí)
根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》地鐵用電設(shè)備中：（1）通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、消防泵等與事故有關(guān)的風(fēng)機(jī)及其風(fēng)閥、變電所操作電源、站廳站臺(tái)公共區(qū)照明、應(yīng)急照明、應(yīng)急導(dǎo)向照明、地下區(qū)間照明等為一級(jí)負(fù)荷。（2）地上站廳站臺(tái)公共區(qū)照明、普通風(fēng)機(jī)、排污泵、安檢插座等為二級(jí)負(fù)荷。（3）廣告照明、商鋪電源、電熱設(shè)備等為三級(jí)負(fù)荷。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，一類高層民用建筑中消防設(shè)備、弱電系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等用電為一級(jí)負(fù)荷。一類高層建筑規(guī)范上對(duì)其二級(jí)負(fù)荷用電設(shè)備并沒(méi)有作明確定義，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)用電性質(zhì)及其重要性進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般考慮地下車庫(kù)照明為二級(jí)負(fù)荷，其余為三級(jí)負(fù)荷。
1.2備用電源
地鐵工程及一類高層民用建筑中的一級(jí)負(fù)荷都應(yīng)由兩個(gè)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(dú)立高壓電源，互為備用，以確保車站一、二級(jí)負(fù)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(dú)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(shí)，備用電源能承受故障回路電源回路所帶負(fù)荷中的所有一、二級(jí)負(fù)荷。兩路電源需來(lái)自不同上級(jí)變電站，或者來(lái)自同一變電站的不同母線段。由于實(shí)施條件比較苛刻，經(jīng)濟(jì)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(diǎn)工程項(xiàng)目上。一般的住宅項(xiàng)目備用電源大多設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為消防用電負(fù)荷的備用電源，平時(shí)可兼作非消防用電負(fù)荷的備用電源。
1.3電氣主接線及運(yùn)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(yùn)行時(shí)，兩路0.4kV電源同時(shí)運(yùn)行；當(dāng)一路電源失電時(shí)，相應(yīng)的低壓進(jìn)線總斷路器自動(dòng)跳閘。在切除三級(jí)負(fù)荷母線后，母線分段斷路器自動(dòng)投入以維持兩段母線所帶全部一、二級(jí)負(fù)荷的用電；當(dāng)恢復(fù)兩路電源供電時(shí)，在斷開(kāi)母線分段斷路器后投入進(jìn)線總開(kāi)關(guān)，然后可以手動(dòng)（或自動(dòng)）閉合三級(jí)負(fù)荷總斷路器。兩路進(jìn)線總斷路器、母線分段斷路器及三級(jí)負(fù)荷總斷路器之間通過(guò)電氣連鎖以保證系統(tǒng)的正常工作。一類高層民用項(xiàng)目低壓接線方式需要根據(jù)項(xiàng)目當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)要求設(shè)計(jì)，一般采用單母線或者單線母線分段，應(yīng)急電源與市電實(shí)行電氣機(jī)械聯(lián)鎖的運(yùn)行方式。
1.4主要供電原則
地鐵工程中一級(jí)負(fù)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(dòng)切換后供電給設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷增加設(shè)UPS或者EPS作為應(yīng)急電源。二級(jí)負(fù)荷平時(shí)從變電所低壓柜饋出單回線路至末端配電箱。當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，降壓變電所的0.4kV母線分段斷路器自動(dòng)閉合，退出運(yùn)行變壓器所帶的二級(jí)負(fù)荷由另一臺(tái)變壓器供電。三級(jí)負(fù)荷平時(shí)由變電所三級(jí)負(fù)荷母線以單回路供電，當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，將其切除。一類高層民用建筑中一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙回路供電，一路來(lái)自變電所，另一路則來(lái)自應(yīng)急母線段。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷加設(shè)UPS或者EPS作為應(yīng)急電源。二級(jí)負(fù)荷宜由雙電源供電。若備用電源為冷備用系統(tǒng)（應(yīng)急母線段平時(shí)不帶電），則由市電和應(yīng)急母線段各饋出一回路到末端雙切箱給設(shè)備供電。若備用電源為熱備用系統(tǒng)（應(yīng)急母線段平時(shí)帶電），可以采用雙回路供電，也可以采用由應(yīng)急母線段饋出一回路到末端設(shè)備的方式配電。對(duì)于三級(jí)負(fù)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(shè)一綜合接地網(wǎng)，作為車站變電所供電設(shè)備、車站機(jī)電設(shè)備、通信、信號(hào)等弱電設(shè)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(shè)人工接地網(wǎng)，自然接地網(wǎng)與人工接地網(wǎng)通過(guò)設(shè)置在站臺(tái)板下接地母排或者通過(guò)設(shè)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(shí)，接地電阻應(yīng)≤1Ω。對(duì)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(shè)計(jì)規(guī)范》要求設(shè)計(jì)。一類高層民用建筑的防雷應(yīng)根據(jù)單體的年雷擊次數(shù)計(jì)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(duì)角兩縱向主鋼筋作防雷裝置引下線，并要求由下至上通長(zhǎng)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(chǔ)樁內(nèi)主鋼筋作為垂直接地體，基礎(chǔ)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(dāng)建筑電氣和電子系統(tǒng)接地與防雷接地共用接地裝置時(shí)，其綜合接地電阻不得大于1Ω。
3照明設(shè)計(jì)
車站照明分為正常照明和應(yīng)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(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)，設(shè)兩個(gè)總照明配電箱，電源分別引自低壓柜兩段母線。兩個(gè)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(tái)板下電纜通道及高度低于1.8m的風(fēng)道內(nèi)設(shè)置安全特低電壓照明，工作電壓不大于交流36V。應(yīng)急照明包括備用照明、疏散指示及應(yīng)急導(dǎo)向標(biāo)志照明，其電源由應(yīng)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(dòng)切換裝置、充電機(jī)、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(yīng)急照明負(fù)荷由正常交流380/220V電源供電；當(dāng)兩路交流電源都失電后，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為蓄電池組通過(guò)逆變器提供交流380/220V電源。EPS的容量滿足事故情況下應(yīng)急照明負(fù)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(yīng)急照明三部分。公共照明按一級(jí)負(fù)采用雙電源自動(dòng)切換裝置供電，應(yīng)急照明和燈光疏散指示標(biāo)志為消防設(shè)備按一級(jí)負(fù)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(shí)間應(yīng)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)要求確定。照度及對(duì)應(yīng)功率密度按《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求執(zhí)行。
4結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)地鐵工程施工圖設(shè)計(jì)文件開(kāi)始納入施工圖審查范圍，審查師對(duì)于地鐵的以往習(xí)以為常的做法提出了不少問(wèn)題及建議。本文從多方面對(duì)比地鐵工程與民用建筑施工圖設(shè)計(jì)差異，目的是讓地鐵施工圖設(shè)計(jì)更為規(guī)范化。同時(shí)希望通過(guò)對(duì)兩者的對(duì)比，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，爭(zhēng)取在工程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)院有限公司
