地鐵低壓動力照明系統的測試方法及系統優化措施

黃 晶

中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600

0 引言

隨著我國城市化建設的不斷加快，很多鄉村地區的人涌入城市，導致大中型城市的人口在短短幾年內成倍增加，加快了城市的發展，同時也加重了城市的交通壓力。為了解決這一問題，需要優化和加快地鐵的建設及運營，加強地鐵低壓動力照明系統的建設。建設低壓動力照明系統需要結合圖紙上材料設備的具體參數，根據工作規范完成相關任務；要及時發現問題并制訂相應的方案措施，以保證地鐵低壓照明系統能夠達到最佳運行狀態。

目前，我國地鐵建設的相關單位基本都是根據現存的設備，依靠設備的建設情況及使用標準，分析、調整所有的相關器件，進而優化地鐵低壓動力照明系統。調整可以為后續的分析和照明系統優化做前期準備，科學有效的調整方案會展示照明設備的各項信息。這些信息可以幫助工作人員發現系統問題，并及時針對這些問題制訂預防措施和應對方案，減少不利影響，從而保證系統建設工作的有序進行。

1 工程概況

文章以某市地鐵站為研究對象。該地鐵站的建設規模為地下三層的明挖島式地鐵站，車站共設置了3個出入口、2組風亭及1個安全出口。設備的用電設備層設置了A、B兩端，小軸端為A端，大軸端為B端，而且每一個設備都設置了一個通風空調。減壓變電所設在了設備層的B端，這一變電所需要負責該地鐵站和相鄰半程區間內的所有動力；控制室主要負責向兩端的通風空調提供電力；在站廳層、站臺層及設備層兩端設置了照明系統，照明配電箱也集中設置在這一區域內，以方便電力的高效傳輸[1]。

整個地鐵站共設置了8個防火分區。站廳層2～5軸內的設備用房設置成了第一防火區；車站公共區域設備用房是第二防火區；站廳層的14～16軸是第三防火區；設備層的3～9軸設備用房和站臺層的2～3軸的設備用房是第四防火區；設備層的9～15軸設備用房是第五防火區；站臺層的15～17軸設備用房是第六防火區；站廳層的1～3軸風道和設備層的1～3軸是第七防火區；設備層的14～17軸風道區域是第八防火區[2]。

2 地鐵低壓動力照明系統的測試方法

2.1 系統通電測試

2.1.1 系統通電測試的條件

系統需要達到一定的標準才能夠進行通電測試，具體的標準如下：

（1）系統內部所有元件都安裝到位，同時，在進行單體測試的過程中，每一項測試的結果都滿足相應的標準；

（2）各階段的接線回路都沒有任何問題，如漏接線或者重復接線的問題[3]；

（3）影響測試結果的雜物均被清除干凈，臨時接線也被處理干凈；

（4）每一項保護回路測試安全的系統都能夠正常工作；

（5）預防安全隱患的設備準備齊全[4]。

這些都是通電測試需要滿足的主要條件，缺一不可。

2.1.2 關鍵測試內容

（1）箱、柜二次回路模擬動作測試。斷開負載端，以相關設計圖的設計原理為后續操作的依據，根據設計圖的設計步驟進行模擬測試。模擬測試時需要分析繼電器的工作狀態，以進一步判斷其是否存在危險[5]。

（2）箱、柜主回路受電測試。第一，受電前絕緣測試。通常情況下，箱柜中的進線端需要和電纜連接，因此，絕緣測試時需要拆除準備測試的部分，并準備好兆歐表，這部分的準備工作主要是為了檢驗設備的絕緣情況。在受電前絕緣測試中，測試所得的數值要和絕緣的標準數值一致[6]。在測試主回路時，需要將負載端斷開，通過測試能夠得到開關的電壓及相位的實際位置。與此同時，利用萬用表可以測試得到進線端的實際電壓值，待電壓值達到規定值后，就可以開展相位部分的電壓測試工作。

第二，照明回路受電試運行。通過照明回路受電試運行，可以分析照明回路是否處于正常工作狀態。具體操作如下：為照明系統配電箱沖能，打開所有照明系統的開關，這時能夠檢測照明系統能否正常工作；除了測試各燈具的照明情況，也需要再次檢查回路接線是否正常。

第三，切換測試。切換測試需要按流程進行，具體的流程如下。①斷開互投設備和饋送設備上的開關。前期準備工作完成后，將控制部分切換到互投設備的開關控制上，將其調整到手動控制位置。斷開常用電源的目的是為了啟動備用電源，并檢查指示燈能否正常顯示。②在對設備進行供電操作之后，如果電源的指示燈沒有任何反應，需要按下手動合閘按鈕，同時使用萬用表測量互投設備的電壓。測試得到的電壓值需要位于電壓的標準數值區間，也要讓設備處于可以正常工作的狀態。③按下分閘按鈕，再次使用萬用表測量電壓，所測得的電壓值應為0。如果不是，說明存在異常。如果沒有異常情況出現，指示燈能正常顯示。這時可以按下備用的手動合閘按鈕，然后利用萬用表測量此時的設備電壓，以確定互投裝置的電壓處在正常狀態。④啟動備用電源。為了保證備用電源能夠為系統提供電能，需要根據正常的操作順序按下常用電源的合閘按鈕和備用電源的合閘按鈕。如果備用電源的合閘按鈕正常關上，表示存在異常；如果備用電源的合閘按鈕無法正常合上，說明處于正常狀態。⑤對互投裝置進行開關互換的操作，將其調整到自動位上。這時一定要保證常用電源處于斷開狀態。正常狀態下，備用電源可以進行自投；如果不能自投，則說明存在異常。

（3）應急照明電源的切換測試。①斷開EPS屏內的總開關及反饋開關，然后接通電源，如果一切工作沒有任何問題，則設備能夠正常工作，并且指示燈亮起。②用萬用表測量饋出開關上口處的電壓值，以確定此時有電壓通過，并保證電壓值的正常。此時，設備內的蓄電池要處在充電的狀態。③斷開電源開關和總開關，使用逆變器轉變工作狀態，將原本的直流電改成交流電。在這種供電狀態下，需要測試饋出開關上的電壓值，以保證電壓值處在正常水平。④接通交流電源，斷開設備內總開關。這時蓄電池應該能自動斷開電源，同時保證交流電源處在能夠供電的狀態。⑤斷開測試使用的電源，替換為備用電源。在進行相關操作時，要保證轉換時間在規定的標準時間內。

（4）環控遙控的照明回路測試。①斷開配電箱內的反饋開關，讓其為照明系統的配電箱供電。在此期間還要閉合兩端的開關，讓配電箱能夠始終保持帶電的狀態。②用短線連接箱內的環控接點配線端，并模擬環控節點閉合。在操作時，要保證控制器能夠正常進行閉合操作。如果沒有達到對應的要求，則代表上述工作出現了問題，需要重新排查。

（5）防災報警切除開關測試。①合并開關，模擬直流電24 V的電源。②把短板體驗的電能放到開關的脫扣器上，保證脫扣器處于正常脫扣的狀態。注意開關要分閘，否則達不到相應的標準。

2.2 智能照明系統的測試

智能照明系統的測試是為了確保自動功能和手動功能之間可以隨時轉換，操作指示燈可以正常工作。智能照明系統的測試需要在多場景模式下進行測試，并且要求相應的操作能夠引起指示燈的反應，并通過指示燈的指令執行特定的場景。除此之外，無論在什么樣的情境下，智能照明系統都必須有網絡啟動和關閉的功能，多回路也應該按照相應的規定程序完成延時啟動的操作。

3 地鐵低壓動力照明系統的優化措施

3.1 空調設備和采暖設備采用共同配電回路

通常情況下，夏季的空調設備和冬季的采暖設備都應該保持在三級負荷狀態。夏季空調設備和冬季采暖設備的使用時間不同[7]，在設計配電回路時，要綜合空調設備和采暖設備的配電回路，這樣做的優勢如下：

（1）不用投入過多的配電箱和低壓電力電纜；

（2）可以優化變電所0.4 kV開關柜的回路設計；

（3）有利于調整低壓電纜的運行狀態，讓其保持正常工作，就算是處在潮濕的環境下，低壓電纜也能夠保證正常的工作狀態。

在地鐵車站，夏天一般會使用空調，而冬季通常會使用電熱風幕[8]。在開展負荷計算和電纜選型工作時，需要考慮安全問題，根據夏季和冬季需要的最大容量值選擇相匹配的設備規格。例如，在車站的A端，冬季采暖設備的容量是100 kW，夏季空調設備的容量是140 kW，此時應該以冬季采暖設備的數據為依據進行負荷計算，需要考慮的主要因素是電熱風幕的負荷容量。使用這樣的配電方案，可以使配電所需的材料最簡化，從而進一步降低冬天負荷配電電纜的工作負擔，延長帶電時間，使其可以在惡劣的環境中保持穩定的工作狀態。此外，在設計設備插座布局時，可以采用特定的技術使插座可以一同使用配電系統。

3.2 根據實際情況設置雙電源切換箱

如今，大部分地鐵車站的站臺會在站臺兩端都布設雙電源切換箱。但實際上，在部分區域，在站臺的一端布設雙電源切換箱就可以滿足區域的照明需求。因此，需要根據實際情況布設雙電源切換箱，以簡化相關操作流程，減少變電所饋出開關等裝置的數量。

3.3 車站照明的優化設計

車站等公共區域的照明系統會將照明系統所需的配電箱設置在站臺的兩側，之后根據電壓進行供電，這種配電系統設置方式在實際應用過程中會出現以下問題。各個區域的照明裝置需要設置特定的接觸器，接觸器的兩側還會設置斷路器，這導致電器設備的數量逐漸增多，使出現故障的可能性也越來越高。如果其中一側出現了短路，就會產生比較大的短路電流勢，影響接觸器等電器設備的正常工作，電源的開關還會出現跳閘的問題，造成非常嚴重的經濟損失。為了減少電力資源投入，需要在客流量較少的時候暫時關掉公共區域的照明燈具，但是這容易使公共區域停電。

為了解決上述問題，可以取消接觸器進線側斷路器，以增大接觸器的額定電流，這樣可以使故障點的數量減少，也可以靈活調整工作狀態。一般情況下，末端開關和進線開關之間存在非常明顯的級差，如果A端開關發生了短路，可以通過能量選擇的方式，改變下級開關和進線開關的工作狀態。

4 結束語

綜上所述，低壓動力照明系統是地鐵工程中不可缺少的配套設備，其對于地鐵的正常運行及市民的日常出行都有著非常重要的影響。在地鐵低壓照明系統的建設過程中，很容易受到外部情況的影響而出現異常，相關建設隊伍在工程的建設階段就需要針對相關問題制訂、實施有效的測試，以從源頭上發現并解決問題，從而切實提高低壓動力照明系統的應用水平，為地鐵的建設工作和市民的使用提供保障。在建設地鐵低壓動力照明系統時，要在確保基礎配電設備正常運行的基礎上，優化系統配置及控制方式。采用科學有效的建設措施，不僅能夠讓系統保持正常的運行狀態，也能夠讓日后的維護工作變得便捷。同時，有利于節約建設成本，減少不必要的材料損失，保證建設工作的高效性，進而加快施工進度。