合肥地鐵站房低壓配電設(shè)計分析

凌云

（安徽省綜合交通研究院，合肥230088）

1 引言

地鐵站房客流量大、人員集中、封閉性強(qiáng)，一旦發(fā)生用電事故，易造成嚴(yán)重后果。低壓配電系統(tǒng)負(fù)責(zé)為整個地鐵車站設(shè)備提供用電，其安全性和可靠性對地鐵安全運(yùn)營和城市形象提升起著至關(guān)重要的作用。本文根據(jù)地鐵行業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和地鐵實際運(yùn)營需求，結(jié)合低壓配電系統(tǒng)在其他工程行業(yè)應(yīng)用中的經(jīng)驗，從配電系統(tǒng)設(shè)計、平面圖設(shè)計、防雷接地設(shè)計等多方面，對地鐵站房低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了分析和總結(jié)。

關(guān)于低壓配電系統(tǒng)的研究，侯紅磊【1】以建設(shè)管理視角分析了低壓配電系統(tǒng)投資及維護(hù)建議。張振宇【2】總結(jié)了地鐵低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中與相關(guān)專業(yè)的接口配合。丁赟【3】介紹了武漢地鐵4號線低壓配電系統(tǒng)設(shè)計方案，并對環(huán)控負(fù)荷計算和接口設(shè)計問題進(jìn)行了分析。郭國太【4】總結(jié)出居民區(qū)負(fù)荷的發(fā)展特性，同時，對特性指標(biāo)的變化原因進(jìn)行剖析，對配電網(wǎng)的實際規(guī)劃有一定的指導(dǎo)意義。

低壓配電系統(tǒng)作為土建、通風(fēng)、給排水、強(qiáng)弱電系統(tǒng)等的下游專業(yè)，接口繁多，在面向用戶的各類設(shè)備系統(tǒng)和上游專業(yè)之間起到了銜接和紐帶的作用，合理的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計可為地鐵安全運(yùn)營提供有力保障。本文內(nèi)容對類似項目的設(shè)計以及建設(shè)管理具有借鑒意義。

2 地鐵站房低壓配電系統(tǒng)方案介紹

地下車站站房一般地下1層是站廳層，地下2層是站臺側(cè)。包括公共區(qū)、設(shè)備區(qū)、附屬風(fēng)亭和出入口【5】。

地鐵站房低壓配電系統(tǒng)設(shè)計范圍包括站房內(nèi)動力和照明負(fù)荷配電設(shè)計，以及通信信號等弱電系統(tǒng)負(fù)荷的配電設(shè)計。

系統(tǒng)主要由低壓配電柜（通風(fēng)空調(diào)電控室內(nèi)的低壓開關(guān)柜）、各級配電箱和控制柜及供電電纜、電線和照明燈具組成。動力與照明系統(tǒng)主要功能是根據(jù)各系統(tǒng)設(shè)備的要求，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地對各系統(tǒng)設(shè)備供電，滿足運(yùn)營需要。

動力照明負(fù)荷分一、二、三級負(fù)荷，其中，大部分為一、二級負(fù)荷。因此，必須按兩路獨立電源供電設(shè)計，動力配電與照明系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)共網(wǎng)設(shè)置，每個降壓變電所應(yīng)有兩路電源供電。

3 重點設(shè)計內(nèi)容總結(jié)

3.1 專業(yè)配合需要注意的問題

低壓配電專業(yè)需要與建筑、暖通、給排水、供電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)等專業(yè)溝通配合并互提資料。

需要將各設(shè)備用房孔洞、埋管的預(yù)埋預(yù)留情況提資給建筑專業(yè)，并根據(jù)實際情況，在各個階段靈活調(diào)整。需要與暖通、給排水專業(yè)核實橋架路徑和尺寸、氣體滅火設(shè)置原則，以及風(fēng)、水設(shè)備的位置及功率。與供電系統(tǒng)及弱電系統(tǒng)專業(yè)核實相關(guān)設(shè)備功率、負(fù)荷性質(zhì)，以及相關(guān)專業(yè)機(jī)房設(shè)備一體化排布。

3.2 配電系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)各專業(yè)提資和各類設(shè)備負(fù)荷性質(zhì)確定單相或三相配電，并在配電系統(tǒng)設(shè)計時，宜確保三相平衡。各類負(fù)荷按照重要性具體劃分如下：

一級負(fù)荷：通信、信號、AFC、綜合監(jiān)控、商用、公安通信、廢水泵等，由兩路來自變電所不同母線段的電源供電，1用1備，在末端配電箱處自動切換。

二級負(fù)荷：電梯、污水泵、設(shè)備房及區(qū)間維修電源等，由一路來自變電所低壓母線段的電源供電。

三級負(fù)荷：冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等，由一路來自變電所低壓母線段的電源供電，當(dāng)變電所一路電源停電時或者火災(zāi)時，自動切除三級負(fù)荷。

3.3 平面圖設(shè)計

3.3.1 開關(guān)及電纜、導(dǎo)線參數(shù)選型

1）開關(guān)

地鐵站房中正常照明開關(guān)一般為單極開關(guān)和兩極開關(guān)，單極開關(guān)用于單相回路中，不需要切斷零線的配電保護(hù)。兩極開關(guān)用于單相回路中，需要切斷零線的配電保護(hù)。開關(guān)一般布置在門旁邊，對于有風(fēng)或有水的場合下，需要使用密閉開關(guān)。應(yīng)急照明一般使用雙控開關(guān)，但有些負(fù)荷未表明，不確定是單相還是三相，應(yīng)根據(jù)電流選開關(guān)，開關(guān)可適當(dāng)放大一極。有漏電保護(hù)的開關(guān)需要為兩極開關(guān)，切斷火線和零線，漏電保護(hù)時確保設(shè)備發(fā)生漏電故障時及時斷電。

2）線纜

地鐵車站負(fù)荷供電電路一般從400V開關(guān)柜至車站各個配電箱，再由配電箱至各個用電設(shè)備。電力電纜一般沿橋架敷設(shè)，橋架外的電纜盡量穿管暗敷設(shè)，關(guān)于防火，電纜橋架、管線在穿越墻體及樓板等處，以及電纜豎井的井口處均應(yīng)防火封堵。

根據(jù)設(shè)備功率和需要系數(shù)算出計算電流后，考慮到溫度等環(huán)境因素，需要對計算電流進(jìn)行修正，最終根據(jù)修正后的計算電流來選擇相應(yīng)開關(guān)和電纜，具體過程如圖1所示。

圖1 開關(guān)和電纜規(guī)格選取過程示意圖

3.3.2 照明和動力設(shè)備平面布置要點

1）橋架、鋼管、線槽

線纜一般通過橋架、線槽、線管走線。橋架比較大，一般建筑的樓層間、走道上等用得比較多，線槽比較小，大部分拐直角彎，并且?guī)缀跞菐w密閉的，在配電室內(nèi)比較多。鋼管一般用于導(dǎo)線敷設(shè)。

電纜一般通過橋架敷設(shè)，其中，橋架安裝高度以車站綜合管線圖為準(zhǔn)，設(shè)置人防門的房間、垂直電梯、結(jié)構(gòu)柱處、其他專業(yè)房間內(nèi)不能穿橋架。同一路徑向一級負(fù)荷供電的雙路電源電纜不宜敷設(shè)在同一個橋架上，如受條件限制需安裝在同一個橋架上，應(yīng)用隔板隔開。

2）插座

插座連線時，每條支路宜小于10個插座。一個設(shè)備房的插座最好在一個回路，且一個回路的插座最好不要分支，避免破線施工麻煩，插座連線靠墻，布線要整潔，插座在室內(nèi)盡量均勻布置。

3）照明燈具

燈具安裝方式一般分壁裝式、嵌入式、管吊式、吸頂式。有吊頂?shù)脑O(shè)備管理用房、人多的地方用嵌入式燈，無吊頂?shù)姆块g采用管吊式、壁掛式、吸頂式。一般沒人的地方用管吊式較多。設(shè)備房間內(nèi)，燈具應(yīng)避開柜體頂部，需要均勻布置，確保照度和照明功率密度合理，并根據(jù)實際情況適當(dāng)挪動。

4）設(shè)備用房布置

通風(fēng)空調(diào)電控室的兩門之間距離超過15m，應(yīng)該增加出口，可以在布置房間柜子的時候，預(yù)留1個疏散口。房間長度大于7m時，需設(shè)置2門，且門均為外開，室內(nèi)的柜子應(yīng)該按照系統(tǒng)圖的順序擺放。

照明配電箱和動力配電箱分別布置在四周，F(xiàn)AS和BAS布置在門旁邊，照片配電室中EPS擺放方向與房間方向一致。

3.4 防雷接地設(shè)計

接地一般分為工作接地（N）、保護(hù)接地（PE），以及防雷接地。其中，防雷接地一般利用混凝土柱內(nèi)鋼筋作為防雷引下線。地鐵站房采用TN-S接地系統(tǒng)，配電箱外殼、插座的保護(hù)接地孔、電氣設(shè)備的金屬外殼均應(yīng)與PE線可靠連接。

采用避雷帶作為接閃器時，避雷帶沿屋頂外緣敷設(shè)，每隔1m固定1處，轉(zhuǎn)彎處0.5m固定1處。利用柱內(nèi)鋼筋作為引下線，基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)作為接地體。

4 設(shè)計時需注意的重點問題

4.1 防雷接地

所有的扁鋼、角鋼、接地栓都必須經(jīng)熱鍍鋅處理，焊接處應(yīng)涂刷防腐漆。控制室引出端子必須單獨接地，且接地網(wǎng)必須與軌道接地分開。接地體、引下線和接閃器應(yīng)與屋面所有的永久性金屬構(gòu)件連成一體，為防腐生銹，所有的防雷設(shè)施、接地裝置的緊固件（扁鋼、角鋼、接地栓）應(yīng)選用熱鍍鋅制品。

4.2 等電位聯(lián)結(jié)

局部等電位聯(lián)結(jié)端子板通過2根鍍鋅扁鋼與鋼筋混凝土柱基礎(chǔ)可靠焊接，利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋作為接地系統(tǒng)。地鐵站中局部等電位聯(lián)結(jié)最后都連接至總等電位聯(lián)結(jié)，總等電位聯(lián)結(jié)端子板需要與鋼筋混凝土柱相接，并且做二次接地，即與2個端子板相連。

5 結(jié)語

本文以合肥地鐵低壓配電設(shè)計項目為例，從配電系統(tǒng)設(shè)計、平面圖設(shè)計、防雷接地設(shè)計等多方面總結(jié)了設(shè)計中的關(guān)鍵點。低壓配電系統(tǒng)作為土建、通風(fēng)、給排水、強(qiáng)弱電系統(tǒng)等的下游專業(yè)，接口繁多，在面向用戶的各類設(shè)備系統(tǒng)和上游專業(yè)之間起到了銜接和紐帶的作用。合理的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計可為地鐵安全運(yùn)營提供有力保障，目前，合肥已有若干條線投入運(yùn)營，低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。本文內(nèi)容對類似項目的設(shè)計以及建設(shè)管理具有借鑒意義。