在神華準池鐵路殺虎口隧道安裝智能照明燈的論述

白國強 神華新朔鐵路有限責任公司供電分公司

神華準池鐵路是大準鐵路和朔黃鐵路的聯絡線；全長179公里的雙線電氣化鐵路，設計運輸量為2億噸/年，全線共計有15座隧道需要安裝隧道照明燈，目前有14座隧道都已經安裝了隧道照明燈，這14座隧道照明燈控制方式都是雙向控制，現在只剩下殺虎口隧道沒有安裝隧道照明燈，所以在殺虎口隧道安裝智能照明燈是非常有必要的，不僅可以節約初期的一次性投資、在日后的運行過程中節約用電量、減少維護量，更可以作為準池線隧道智能照明的試驗推廣點。

殺虎口隧道位于山西省朔州市右玉縣殺虎口名勝旅游區1.2公里處，在準池鐵路的公里標是：K17--K20公里處，隧道全長2950米，按照設計需要在隧道內安裝96盞隧道照明燈，需要的費用概算大致是28萬元。

一、雙向控制照明燈的介紹

（一）雙向控制照明燈的控制方式

目前在準池鐵路已經安裝的隧道照明系統中，都是用雙向控制來進行隧道照明燈的開、關。這種控制方式就是在隧道內上行和下行每隔1公里范圍內安裝2個照明控制箱，這兩個控制箱可以實現互控，如上行側的1#控制箱可以開和關上行側1公里范圍內的隧道照明燈，2#控制箱也可以控制上行側這1公里范圍內隧道照明燈的開和關，按照準池鐵路隧道照明設計，單側每隔60米安裝一個120W的照明燈，一個控制箱一次就可以控制一側16個燈，雙側一次就控制32盞照明燈，燈的總功率是3.6KW。雙向照明控制箱分別安裝在隧道的上行和下行隧道避人洞內，所以人員進入隧道內要開和關上、下行的燈時必須橫越鐵路線路進行人工操作方可實現。

（二）雙向控制照明燈的組成部分以及投資金額

雙向控制隧道照明燈以一公里為基準計算初期投資的費用大約是28萬元/公里，組成部分主要由120W的隧道照明燈33盞/公里、5＊16的銅芯鎧裝照明燈電源電纜1100米/公里、3＊4的銅芯控制電纜1100米/公里、電纜支架1025個/公里、雙向控制箱2個/公里組成。

（三）雙向控制照明燈的功率消耗

隧道內照明的主要作用是為工務巡道人員巡道、各專業在隧道內檢修、施工時提供照明，在隧道內檢修和施工的次數相對來說比較少，工務巡道工在隧道內巡視每天都要通過隧道2次，按照規定的巡視速度3公里/小時，巡視1公里的隧道需要20分鐘。當巡道人員進入隧道0米時，通過照明控制箱打開上行側照明燈，經過30米處時，橫越線路到對側通過控制箱打開下側照明燈，這樣一次性就打開33盞照明燈，照明范圍是1000米，按照工務巡道人員的巡道速度，20分鐘后可以到達隧道的1000米處，到達1000米處方可將這1000米范圍內的燈關掉，那么巡視這1000米隧道照明燈消耗的電能大約是1.3度電。

（四）雙向控制照明燈的照明缺陷

雙向控制照明燈采用的是120W散光式投光燈，在隧道內單側每隔60米安裝1盞燈，雙側每隔30米安裝1盞照明燈，由于每一盞燈的透光方向面向鐵路鋼軌，按照安裝高度，它的最大照明范圍是12米，這樣上、下行之間兩燈就造成大約6米的照明盲區，在這6米范圍內明顯感覺到照明亮度低；由于開和關燈需要橫跨鐵路線路從控制箱操作，存在一定的安全隱患；部分進入隧道的人員開燈后走出隧道不去關燈造成：“長明燈”浪費電能。

二、智能照明燈的組成及工作原理

（一）隧就可以實現照明

智能照明燈道智能照明燈是每一盞燈都自帶智能照明開關，智能開關、燈頭、安裝支架、連接導線、熔斷器為一體的照明燈，它通過穿刺線夾直接并聯在隧道壁上連接在隧道動力電纜上，不需要其他任何附加原件可實現的功能：

智能照明燈完全可以實現“人到燈亮，人走燈滅”的功能，當機車車輛的速度高于20公里/小時通過隧道時，燈不會亮，當作業車輛低于20公里/小時通過隧道時，燈會自動亮。具體以殺虎口隧道為例：殺虎口隧道全長是2950米，按照雙側30米一盞照明燈設計，全隧道需要安裝96盞智能照明燈，燈的編號為1#--96#，當一組人員進入隧道內走進1#照明燈的照明范圍內時，1#燈亮，隨著人員的走動，當人員到達2#照明燈照明范圍內時，2#燈亮，同時通知3#燈亮，當人員到達3#燈的照明范圍內時，通知4#燈亮，同時通知1#燈在照明范圍內沒有人員時1#燈滅，如果在1#燈的照明范圍內有人員作業活動時，1#燈仍然亮。隨著人員的移動，燈的開和關以此類推；當隧道內有多組人員巡視或作業時，燈可以實現多組照明，就是說當1#、50#、80#、30#燈的的照明范圍內(順著線路15米）有人作業作業時，這些燈都會亮，其他的燈都不會亮，當作業人員跨到達2#、51#、81#、31#燈的照明范圍內時，1#、2#、50#、51#、80#、81#、30#、31#燈會同時亮，在作業過程中如果過來列車人員進入避人洞內時，燈可以延時自動滅(延時的長短可以設定），當列車駛出隧道人員恢復作業時，燈又可以自動開；當隧道內有軌道車作業時，只要軌道車的速度低于20公里/小時時，智能照明燈可以實現與人員進入隧道同樣的照明功能。以此來滿足隧道內車輛作業的要求。

當人員進入隧道內只要不在避人洞內，只要是人員不是靜止不動、只要不在機車車輛內、只要人員的速度不高于20公里/小時，到達每一盞照明燈范圍內燈都會亮。

（二）智能照明燈的功率消耗

以工務巡道人員為例，當一組巡道人員進入隧道內時，智能照明燈的照明范圍大約是60米，有3盞照明燈同時亮，照明功率是360W，按照巡道人員3公里/小時計算，工務巡道人員巡視1公里隧道，消耗的電能是：0.12度電。

（三）智能照明燈的一次性投資

由于智能照明燈是直接用穿刺線夾并聯在隧道內既有的動力電纜上，只需要預算智能照明燈的價格、安裝價格，通過初步預算，燈的價格2300元/盞，安裝費用是200元/盞，這樣計算，使用智能照明每一公里的費用大約是9萬元。

（四）智能照明燈的使用壽命及安全性能

智能照明燈的燈頭使用的是LED燈泡，燈頭玻璃采用散光玻璃，為減小照明盲區，采用3個燈頭從3個方向面向鐵路鋼軌照明的設計，這樣可以避免兩燈之間的照明盲區，同時面向鋼軌和采用散光玻璃，也不會造成面向機車影響司機的瞭望；燈頭的照明時間按照10萬小時設計，燈的控制部分也是按照10萬小時設計，每一盞照明燈內設熔斷器，當燈的任何部件發生故障，熔斷器會自動熔斷，將故障燈從電源切除，保證電源的安全。

（五）智能照明燈在安裝、設計時的加強的部分

隧道內環境條件差，在設計時首先要考慮到隧道內的震動，由于列車通過時震動較大，對燈的壽命一定會有影響。所以一定要考慮到燈的防震功能。其次是隧道內的煤塵多，常年累月會進入燈及燈的控制盒內，一旦煤塵進入燈或燈的控制盒內，一定會造成內部短路造成燈的燒損，所以一定要做好燈的密封性能，確保煤塵不能夠進入燈的內部；要考慮到燈的散熱性能，密封和散熱是一個矛盾點，密封越好散熱會越差，在做好密封的同時做好燈的散熱，防止燈的散熱條件差造成燈發熱燒損燈，特別是燈的控制系統。

三、智能照明燈與雙向控制燈比較的優點

（一）一次性投資方面

由于智能照明燈自帶智能開關，自帶連接導線、自帶安裝支架可以直接并聯在隧道壁內既有的隧道動力電纜上，與雙向控制燈比較減少了控制電纜、燈的電源電纜、電纜支架以及施工程序和施工費用，智能照明燈每公里的投資成本是9萬元，雙向控制照明燈的投資費用是28萬元，智能照明燈的初期投資費用是雙向控制照明燈的三分之一，可以節約一次性初期投資。

（二）節能方面

由于智能照明燈可以實現“人到燈亮，人走燈滅，機車車輛正常通過不亮”的功能，這樣可以延長燈的使用壽命，同時節約電能，智能照明燈與雙向控制燈比較，能耗是雙向控制燈的十分之一，1公里的隧道1天巡道人員通過2次可以節約2度電，1年可以節約730度電，1度電按照0.5元計算，每1年1公里隧道智能照明可以節約365元，以殺虎口隧道為例，使用智能照明每一年可以節約電費：1300元。

（三）照明設備維護方面

由于智能照明燈減少了電源電纜、控制電纜、電纜支架、控制箱等部件，這樣同時也減少了對這些部件的日常維護，但是增加了智能開關的維護量，智能開關按照10萬小時使用壽命計算維護量也是非常小的，如果智能照明燈一旦發生故障，燈頭可以獨立更好，控制部位的智能開關可以單獨更換開關，不影響控制性能。