地鐵地面車站動力照明系統設計

■方曉晨 ■江蘇省交通規劃設計院，江蘇 南京 210042

軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、節能環保等特點，這些年來得到了蓬勃的發展，其中地鐵地面車站(含地面站和高架站)因其造價低，施工周期短等優勢在地鐵建設中被廣泛應用。通過對已實施地面站的相關調研和設計總結，本文從地面車站與地下站設計要點的區別入手，針對動力照明系統在地面站設計上的特殊性和要點做一個介紹。

1 設計范圍和原則

以車站400V 開關柜出線端為接口，動力照明系統為含車站和相鄰半區間范圍內動力照明設備配電。設計內容主要包括:車站動力、照明設備配電及控制設計;動力照明設備的選型和安裝設計;電纜(線)選擇和敷設;防雷接地與安全設計;與相關專業的接口配合設計根據2013版《地鐵設計規范》，地鐵地面車站機電設備及照明用電負荷按其不同的用途和重要性分為三級。

一級負荷包括變電所操作電源、應急照明、消防系統設備、FAS、BAS、通信、信號等。其中通信、信號、FAS、BAS、應急照明、變電所操作電源為特別重要負荷。一級負荷配電從降壓變電所兩段母線上分別饋出一路專用供電線路向負荷末端電源切換箱供電，兩路電源在切換柜/箱內自動切換，以實現不間斷供電，

二級負荷包括高架站公共區的一般照明及區間照明、普通風機及相關閥門、電梯、非疏散用自動扶梯、VRV 系統，設備區和管理區照明、污水泵等。二級負荷配電從0.4KV 降壓變電所一、二級負荷母線引一路電源至末端設備配電箱或設備。當一臺變壓器退出運行時，0.4kV降壓變電所的母聯開關自動閉合，退出運行變壓器所帶的二級負荷由另一臺變壓器負責供電。

其它不屬于一二級負荷的如廣告照明、電開水器、備用空調等為三級負荷。從0.4KV 降壓變電所的三級負荷母線引一回電源至末端設備配電箱或設備;當供電系統為非正常運行方式時，三級負荷自動切除。

2 地面車站動力照明系統設計要點

2.1 地面車站環控設計

車站動力照明系統根據各系統設備的負荷類型、運行特性及分布位置綜合考慮相應配電方式。在傳統的地下車站設計中，分別設置一個環控電控室對通風空調設備實現配電、保護和控制。而鑒于地面站通風系統的構成及其工藝控制要求，設備較地下站較少且控制要求相對簡單，且地面車站建筑體量較小，故地面站不設置環控電控室。對于車站消防環控設備(如排煙風機)，可設置雙電源切換箱為排煙風機和排煙風機對應的連鎖風閥配電，配電箱放置于照明配電室內或風機房內，雙電源自切裝置需帶通信口或硬接點，能將主、備電源狀態及切換開關的正常、故障狀態遙信綜合監控專業。其他環控設備的配電可在照明配電室內設置風機配電箱為其進行配電、保護和控制，相應的控制元器件集中設置于此處。

環控設備控制方式:通風空調設備設現場控制、BAS 聯動控制(含車控室控制)。消防有關設備(如排煙風機)設現場控制、FAS 聯動控制(含車控室控制和OCC 控制)。特別重要的消防設備在車控室設應急后備控制(IBP)。

2.2 地面車站照明設計特點

(1)照明種類可分為:車站正常照明(包括工作照明、節電照明)、應急照明(包括疏散照明、疏散指示標志、備用照明)、值班照明和過渡照明。廣告照明可作為一部分工作照明來考慮，車站公共區的應急照明作為公共區照明的一部分設計，其照度值不應低于正常照明照度標準值的10%。地面車站和地下車站主要照度標準差異參見下表:

地面車站公共區照明為二級負荷。車站站廳層和站臺層每個照明配電室可以設置兩個總照明配電箱，單母線接線方式，電源接自降壓變電所不同母線，由兩個總照明配電箱分別為工作照明、節電照明回路供電。每個照明配電箱各帶50%的照明負荷。公共區的公共照明(工作照明、節電照明)采用交叉供電，設備區照明配電箱采用總照明配電箱一回路電源供電。配電箱現場設置啟停按鈕，回路經由接口設計在所需回路設置硬接點或通信接口遙信BAS。對于設置了智能照明控制系統的車站，也可以在一個配電室內設置一個照明總箱，通過安裝在配電箱內的智能模塊，實現公共區照明的定時、分區、分工況控制。

(2)地面站和高架站區間照明屬于二級負荷，僅設正常照明。區間照明箱設置于站臺層照明配電室內，照明燈具可設置在觸網立柱上，間隔為35～40 米，滿足平均照度5LX 的要求，可單側或雙側布置，對于道岔區，岔線等處，應結合線路專業做局部的加強照明。區間照明的控制有兩種方式，一是在相應照明回路設置接觸器，通過接口設計由BAS系統采集信號，納入車站綜合監控系統，二是在車站設置智能照明控制系統，區間照明包含在智能照明控制系統內。地面車站區間照明白天運營時不開啟，晚上開啟，運營停止后，為區間檢修人員提供照明，在發生緊急情況時，區間照明開啟，為乘客提供疏散照明。

(3)地面車站施工配合階段經常涉及到室外廣場照明及小商業資源開發的用電，存車棚和停車場照明等補充用電要求，設計中應當結合站型和建設運營方的需求，明確供配電設計接口，在安全可靠和經濟合理的基礎上留有一定的配電裕量，并預留控制以及計量的條件。

2.3 地面車站防雷設計

地面車站的防雷設計是動力照明系統中一個重要設計內容，應按照人員密集的公共建筑來計算防雷等級。以南京寧天城際線某高架站為例，按國家標準《建筑物防雷設計規范》中預計雷擊次數計算方法，N=k×Ng×Ae。針對該建筑，經過周邊環境現場勘查，k 取1，南京一年雷暴日Td 為35.1，Ng=0.1 ×Td=3.51，Ae 計算結果為0.01509，經計算得該建筑預計雷擊次數為N=0.053 次/a，故該車站劃分為二級防雷建筑物設防，防雷設計方案為在該車站設避雷帶，對地面建筑物防雷利用結構梁、柱內的主筋作為均壓線和避雷引下線;利用結構基礎內的鋼筋作自然接地裝置，并預留人工接地條件，金屬屋頂直接作為接閃器。車站的防靜電接地、工作接地和中壓、低壓保護接地共用一個接地系統，要求接地電阻一般不大于0.5 歐姆。若自然接地體的電阻值不滿足要求，敷設以水平接地極為主的人工接地網，自然接地體與人工接地網電阻值的測量能分別進行。

地面車站建筑物防雷電波引入措施按《建筑物防雷設計規范》及《建筑物電子信息系統防雷技術規范》要求設置。在低壓電源引入處安裝三相電壓開關型SPD 作為第一級保護;為電子信息設備配電的配電柜安裝限壓型SPD 作為第二級或者第三級保護。

2.4 分區供電的設計

根據車站建筑體量和供電距離在車站兩端或設備集中端設照明配電室，負責站廳、站臺、設備管理用房的照明和控制。對于設置了設備層或者外掛式的地面車站，還應在相應的附屬用房區域分別設置照明配電間，負責設備層或外掛附屬用房區域的照明和控制。

3 小結

地鐵地面車站動力照明的設計，我們還需要進行認真分析，總結經驗教訓，不斷改進。做到供電安全可靠，運營控制先進節能。以上是筆者對地鐵地面車站動力照明系統的一些淺顯認識，希望拋磚引玉，對地鐵設計有所裨益。

［1］GB 50157 -2013《地鐵設計規范》［S］.北京;中國計劃出版社，2013.

［2］GB 50057 -2010《建筑物防雷設計規范》［S］.北京;中國建設出版社，2011.

［3］GB/T 16275 -2008《城市軌道交通照明》［S］.北京;中國標準出版社，2009.

［4］許士驊.《城市軌道交通地面車站動力照明設計淺談》［J］.北京;智能建筑電氣設計，2013.05.