淺談地鐵通信電源系統的施工控制

趙文哲/武漢地鐵集團有限公司

淺談地鐵通信電源系統的施工控制

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地鐵通信電源系統是保證通信各系統正常工作的必要條件，通信電源系統必須安全可靠。本文分析了地鐵通信電源系統的構成，并探討了其施工控制措施。

地鐵通信；UPS；蓄電池

一、地鐵通信電源系統的構成

（一）交流自切配電柜

交流自切配電柜主要用作交流電源的轉換和配電用。交流自切配電柜通過模塊化雙路電源自動切換裝置對兩路外供交流電源進行自動/手動切換，具有可靠的電氣聯鎖和機械聯鎖功能，并具有延時裝置，延時0～30秒可調。交流配電柜的多路負載分路對輸出電源進行分配，輸出至各通信子系統設備。交流配電柜上安裝液晶顯示屏，能顯示電源的三相電壓、負載電流情況和告警信息。配電柜具有過壓、欠壓、過流、防雷和浪涌吸收保護裝置。交流配電柜同時具有自診斷功能，當電源出現故障時進行聲光告警，并能提供本地和遠端監控的通信接口。

（二）UPS

地鐵通信電源一般采用靜止型在線式UPS,它由整流器、逆變器、靜態開關、自動/手動旁路開關和監控模塊組成。UPS的安全控制包括對電壓涌動的抑制、低壓提升和蓄電池壽命保護等。

（三）直流高頻開關電源

直流高頻開關電源由整流模塊、監控模塊、直流配電單元等組成。同UPS電源一樣,直流高頻開關電源有自己的蓄電池組,以確保交流電出現故障時,蓄電池能提供一定時間的能量。

（四）蓄電池

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目前,地鐵通信基本采用閥控式全密封免維護鉛酸蓄電池。一般密閉電池都設有安全閥和防酸片,自動調節蓄電池內壓,防酸片具有阻液和防爆功能,其安全點就在于保證蓄電池容量及壽命。

（五）監控系統

由于通信電源室均無人值守,有些城市地鐵為方便管理,將軌道監控上的電源和環境監控結合起來,設置車站(場)環境監控系統,由控制中心對各車站、車場通信房屋實施集中監控。主要對低壓配電柜、UPS輸出的各項參數,機房的空調,溫度、濕度、水浸、門禁、非法入侵等進行監控。

二、地鐵通信電源系統的施工控制

（一）交流自切配電柜施工

1.設備基礎安裝

在基礎槽鋼安裝位置的兩側地面上每隔1米植入基礎支撐一處。焊點及基礎支撐均應先刷一次防銹漆，然后再刷兩遍富鋅漆。對于濕度較大的地下站設備間，槽鋼基礎的焊點及基礎支撐除做衣裳處理外，還應再刷一層封閉漆。

2.柜體入位

采用電磁式設備導向輪進行安裝。電磁電源選用18V直流蓄電池；鐵芯直徑2cm；導線截面1.5mm2；萬向輪4個。將鐵芯用導線纏繞后漆包，固定于萬向輪上，每兩個萬向輪為一組接入電源。將兩組電磁導向輪分別固定于設備底部，接通電源，使導向輪與設備可靠固定。在基礎槽鋼前鋪設跳板，將設備推拉至安裝位置，根據施工設計圖紙的距離要求調整設備。調整完成后，分先后斷開兩組導向輪的電源，完成柜體入位。在柜體全部入位后，用1000V絕緣電阻表對柜體進行絕緣測試。最小絕緣阻值不得小于2MΩ。

3.母排安裝與柜體固定

母排連接時應用毛刷除去母排上需要連接表面上的氧化膜；利用扭力扳手，用40Nm的力矩鎖緊母排螺母。

柜體固定分為柜間固定和柜體與基礎固定兩部分內容。其中，柜體與基礎固定是柜體固定的主要操作內容。柜體與基礎固定首先，在設備內部的四角找到基礎槽鋼肋部，在其上方安裝配電柜固定壓板。然后，以壓板為模具，分別用電鉆在絕緣板和槽鋼上打4個∮10.5的孔。最后，利用攻絲鉆頭對已有孔洞進行攻絲，并用吸塵器清理打孔及攻絲所留下的鐵屑。完成上述工序后，將安裝螺栓套上尼龍套管及絕緣壓板，對柜體進行固定安裝。

4.安裝絕緣處理

在柜體安裝完成后，用吸塵器對配電柜內部進行二次清理，施工中遺留的金屬廢料、鐵屑及灰塵應作為重點清理對象。清理完成后，除去絕緣板上表面的保護膜，再用無水酒精對絕緣板進行二次清理。最后，用1000V絕緣電阻表對柜體進行絕緣測試。最小絕緣阻值不得小于2MΩ。

（二）UPS施工

根據UPS設備容量選擇和型式選擇的不同，UPS的體積和重量有較大差別。以100kVA采用工頻機的UPS為例，由于UPS內部有輸入、輸出隔離變壓器，UPS的設備重量大約為1噸左右，加上外包裝則有大約1.2噸。設備外形尺寸大約為0.9米寬、0.9米深、2米高。按集中UPS系統應盡量靠近負荷中心設置的原則，一般情況下應將本系統設備房設置在站廳層，如此大而重的設備在站廳層設置，在運輸過程中的相關問題不得不重點考慮。工程實施中，一是要注意設備運輸路徑的問題，視車站建筑情況，決定是否需要設置吊裝孔，如設置吊裝孔，則需要特別注意設備到貨時間與土建建設工期的協調，避免設備到現場時，土建的吊裝孔已經封堵的情況。如果設備由出入口運輸，設計過程中需注意相關通道門和通道本身的寬度，要保證運輸要求；第二要特別注意運輸過程中特別是下樓梯過程中，運輸方式的選擇和運輸人員的人身安全，防止設備跌落發生安全事故。

關于進線電纜、饋線電纜問題。如集中UPS系統UPS容量選擇在100kVA及以上容量的UPS，由于進線電纜較粗，如電纜采用下進線方式，由于電纜需要在架空地板下進入，而架空地板高度一般不超過300mm，無法滿足電纜轉彎半徑的要求，如提高架空地板高度，則房間的上部空間會更加緊張，同時，地板高度提升，也會使門口階梯增多，占用房間面積。因此，建議UPS進線電纜采用上進線方式。饋線電纜由于電纜截面較小，理論上上出或下出皆可，但考慮到方便饋出電纜走線，建議采用上出方式為好。

綜合管線的配合中應落實設備室內的風口位置沒有位于設備上方，否則將影響設備安全使用，甚至驗收時無法通過。因此在土建配合過程中應把設備布置得相對準確一些，這樣在綜合管線配合時可以減少工作量。由于集中UPS系統給各用電負荷一般是兩路電源，為保證配電電纜的可靠性，減少電纜線路通道上的其他故障影響弱電系統正常運行，在有條件的情況下，兩路電纜宜走不同路徑到達各系統配電箱處。

（三）蓄電池組安裝

做好蓄電池外觀檢查：銘牌，合格證清晰，符合標準。蓄電池的生產日期、品牌、容量符合要求。型號、規格、阻燃性能符合設計要求。蓄電池槽、蓋等材料具有阻燃性。蓄電池編號正確，粘貼整齊牢固。正、負極性正確，極性及端子有明顯標志。·蓄電池清潔干燥無污跡。外殼無裂紋，密封良好，無變形。極柱無變形、損壞、銹蝕。排氣閥部件齊全，無破損，無酸霧逸出。

蓄電池架間距符合設計要求，便于蓄電池安裝、維護和測量。每層蓄電池安裝不超過兩列。蓄電池架牢固可靠，不得凹陷變形。蓄電池架無損壞，銹蝕。可靠接入地網，接地處應有防銹措施和明顯標志。蓄電池安裝平穩、均勻、整齊。電池組與電源之間距離越近越好，層間連線、輸出線越短越好。

電池連接件中的螺栓、彈簧片、平面墊片、采樣端口處等，不推薦使用油基性防繡脂。接線端口及線夾要用合格件，不得使用未經鍍鉛的黃銅圓錐型線夾，不得在電池極柱與接線端口間加墊片。層間連線應選用阻燃、耐壓450V、耐酸、耐高溫70℃以上的合乎標準的多股軟線，配置的線徑應與電池的容量匹配。電池連接導線宜采用電池廠家的專用導線和接頭。電池間留有不小于15mm的空隙。電池層間要留有不小于150mm高度。并聯時每組電池到負載的電纜線最好等長度。不提倡電池組并聯使用，在并聯使用情況下盡量在二組以內。不同容量、不同品牌、不同廠家的蓄電池不得并聯，并聯電池的生產批次限定在半年以內。

[1]張乃國.UPS供電系統應用手冊[M].北京：電子工業出版社，2012.