地鐵人防電氣設計中存在的問題及其解決方案

史吉慰

（無錫市天宇民防建筑設計研究院有限公司，江蘇無錫214000）

1 引言

近年來，我國的經(jīng)濟有了長足的發(fā)展，國力日益強盛，地鐵也在各個城市中如火如荼地建設。其中，有許多站（站臺段）是兼顧人防工程，其主要設計和制圖依據(jù)是RFJ 02—2009《軌道交通工程人民防空設計規(guī)范》[（1]以下簡稱《規(guī)范》）和11SFJ07《城市軌道交通人防工程口部防護設計》[2]圖集（以下簡稱《圖集》）。

筆者參與了無錫、蘇州等地的地鐵人防專項設計及審查工作，感到這兩本規(guī)范和圖集內(nèi)容過于簡單、寬泛，設計要求不是很明確，在某些方面還存在缺漏。針對上訴情況，筆者進行了總結和思考。

2 工程定性存在缺失

每個人防工程都有其對應的防護等級和防化等級，只有?明確了防護等級和防化等級后，各個專業(yè)才能選擇相應的計算參數(shù)和設計要求。

《規(guī)范》僅在1.0.2 條中明確了工程的防護等級，但是防化等級和隔絕時間這2 個重要的要求卻沒在規(guī)范中明確。根據(jù)工程口部僅有密閉通道，無濾毒室、防毒通道的情況，以及工程內(nèi)不設置防化通信值班室這幾點，要求建筑專業(yè)在工程概況中明確兼顧人防的站臺段（獨立防護單元）的防化等級為“丁級”。隔絕時間的確定，并沒有簡單地按防化等級要求定為“2h”。根據(jù)有人防要求的站臺段的面積，掩蔽人員數(shù)量等按相應公式進行校核計算，發(fā)現(xiàn)隔絕防護時間T均大于6h。根據(jù)上訴2 個不同的數(shù)據(jù)，綜合隔絕時間對各設備專業(yè)的影響，最后將隔絕防護時間定為“3h”。兼顧人防的站臺段的最終定性如下：“防護等級為甲類，抗力級別為核6 級、常6 級，防化等級為丁級，隔絕防護時間3h”。各專業(yè)按以上標準和要求，展開人防專項設計。

3 戰(zhàn)時負荷等級的構成存在缺陷

《規(guī)范》9.0.3 條規(guī)定，戰(zhàn)時“一級負荷應由車站的2 路電力系統(tǒng)電源和平時配電的蓄電池組供電；二級負荷應由車站的一路電力系統(tǒng)電源和平時配電的蓄電池組供電；三級負荷由電力系統(tǒng)供電；由區(qū)域電源和自備電源供電”。其中，第4 小點的戰(zhàn)時供電可靠性是最高的，但可行性差，一般情況下無法達成，規(guī)范將其列為第4 小點。第3 小點完全正確。第2 小點也沒問題，但存在推敲的余地，第1 小點的問題就很大了。

我國的電力系統(tǒng)電源的安全可靠性非常高，優(yōu)于美國、加拿大、澳大利亞等發(fā)達國家。在和平時期，采用2 路電力系統(tǒng)電源供電是非常可靠的供電措施。現(xiàn)代化戰(zhàn)爭是以精確打擊為特點的關節(jié)戰(zhàn)為主，當敵軍采用石墨炸彈或EMP 彈精確打擊某一地區(qū)的550kV 及以上超高壓變電站，將導致相關區(qū)域的電網(wǎng)全部癱瘓，即戰(zhàn)爭時期2 路電力系統(tǒng)電源和一路電力系統(tǒng)電源的可靠性沒有大的差異。戰(zhàn)爭條件下電力系統(tǒng)的可靠性很差，《規(guī)范》通過電力系統(tǒng)電源的不同區(qū)分戰(zhàn)時一、二級負荷無意義。根據(jù)地鐵電力系統(tǒng)電源等級高的客觀情況及人防工程盡量使用電力系統(tǒng)電源而并不依賴電力系統(tǒng)電源的原則，決定戰(zhàn)時正常供電由車站電源提供2 路市電相互獨立供電，當市電完全遭到破壞后，人防負荷由EPS（戰(zhàn)時備用電源）對戰(zhàn)時人防負荷進行保障性供電。一級負荷由EPS 在負荷末端單獨供電；二級負荷由EPS 在電源側統(tǒng)一供電。由于戰(zhàn)時一級負荷的蓄電池組設置在末端，且為獨立供電，所以，不受其他一級負荷及所有二級負荷設備供電事故的影響，極大地提高了戰(zhàn)時一級負荷的安全性和可靠性，滿足了實際使用要求和規(guī)范要求。

4 人防配電系統(tǒng)的構成存在缺陷

《圖集》29 頁“某車站戰(zhàn)時供電系統(tǒng)原理示例圖”存在著很大的問題。它既不符合“每個防護單元的防護設施和內(nèi)部設備應自成系統(tǒng)”這一原則，也不符合“每個防護單位應引接電力系統(tǒng)電源和內(nèi)部電源。電源回路均應設置總開關和內(nèi)、外電源的轉(zhuǎn)換開關。”這條規(guī)范。由于缺乏人防總柜、總開關，一旦電力系統(tǒng)電源遭到破壞，電力系統(tǒng)電源與內(nèi)部電源的轉(zhuǎn)換必須在多地、多處進行操作，存在操作煩瑣、工作量大、轉(zhuǎn)換時間長、出錯概率大等問題。

為解決上述問題，在站臺段內(nèi)設置人防專用配電總柜，在總柜內(nèi)設置總開關，通過總開關的轉(zhuǎn)換操作滿足不同情況下的人防供電要求。此舉雖然增加了一點工程費用，但是提高了人防供電的可靠性，簡化了操作手續(xù)，節(jié)省了電源轉(zhuǎn)換時間，降低了誤操作的概率。總柜增加的費用對整條地鐵的建設費用來說可以忽略不計。

5 缺乏平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設計

在《規(guī)范》中，建筑、結構、孔口防護設備、暖通等專業(yè)均明確了平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的要求。唯有給排水專業(yè)和電氣專業(yè)中沒有平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的任何條文。

根據(jù)地鐵在和平時期和戰(zhàn)爭時期的不同使用情況，電氣專業(yè)的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換可以分為3 個不同的轉(zhuǎn)換階段。第一個階段是戰(zhàn)爭爆發(fā)前的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換階段，這個階段又可分為早期轉(zhuǎn)換、臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換、緊急轉(zhuǎn)換3 個階段。這一部分是大家所熟知的內(nèi)容，只需按GB 50225—2005《人民防空工程設計規(guī)范》[3]和RFJ 1—1998《人民防空工程防護功能平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設計標準》[4]的要求進行轉(zhuǎn)換即可，不再展開討論。在此階段完成后，站臺段（防護單元）已經(jīng)具備了“緊急人員掩蔽部”的使用功能。

與一般的人防工程在整個戰(zhàn)爭時期的使用功能不再發(fā)生改變不同，地鐵作為兼顧設防的人防工程在戰(zhàn)爭期間，其使用功能是不斷在“人員運輸”與“人員掩蔽”間切換。當預先空襲警報響起后，列車停運，經(jīng)過防護密閉門、密閉門關閉等突擊轉(zhuǎn)換后，此時才真正作為人員掩蔽部使用。當防空解除警報信號響起，經(jīng)過快速的突擊恢復（“突擊恢復”術語也是筆者自編）后，站臺段的使用功能再次從“人員掩蔽”功能恢復為“人員運輸”功能。這是地鐵人防工程所特有轉(zhuǎn)換。在突擊轉(zhuǎn)換過程中，要切除無關的用電設備（特別是受損后會引起二次傷害事故的設備）用電電源外，還要進行照度轉(zhuǎn)換操作等工作，延長其供電時間。在突擊恢復階段要進行反向操作，滿足地鐵的運行要求[5]。由于缺乏實戰(zhàn)演習和現(xiàn)場演練，在現(xiàn)階段，電氣專業(yè)對突擊轉(zhuǎn)換和突擊恢復的理解及解決方法還很粗陋，但這個方向是正確的。希望有關院校和專家能對此進行專項研究。

同一個問題可以用不同的技術手段解決，每種技術手段都有其特有的優(yōu)缺利弊點。人防工程的電氣設計，特別是在地鐵人防電氣設計，必須考慮其實際使用目的和要求，只有深層次的挖掘這些問題產(chǎn)生的原因，導致的后果，緊密聯(lián)系實際使用情況，才能在其中找到最適合的解決方案，以此提高設計質(zhì)量，建造更好的工程。希望這篇文章能起到拋磚引玉的作用，不對之處還請各位專家予以斧正。