轨道交通与民用建筑配电照明设计对比

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摘要：近几年，随着城市的经济发展以及人口增加，我国各大城市轨道交通事业发展迅猛。本文结合个人工作经验从变配电系统、防雷接地系统、照明系统三个方面介绍了城市轨道交通工程与一类高层民用建筑配电照明设计的不同之处。

关键词：变配电系统；防雷接地系统；照明系统；城市轨道交通

1变配电系统

1.1负荷等级

根据《地铁设计规范》地铁用电设备中：（1）通信系统、信号系统、防灾报警系统、消防泵等与事故有关的风机及其风阀、变电所操作电源、站厅站台公共区照明、应急照明、应急导向照明、地下区间照明等为一级负荷。（2）地上站厅站台公共区照明、普通风机、排污泵、安检插座等为二级负荷。（3）广告照明、商铺电源、电热设备等为三级负荷。根据《民用建筑电气设计规范》，一类高层民用建筑中消防设备、弱电系统、安防系统等用电为一级负荷。一类高层建筑规范上对其二级负荷用电设备并没有作明确定义，设计人员应根据用电性质及其重要性进行设计，一般考虑地下车库照明为二级负荷，其余为三级负荷。

1.2备用电源

地铁工程及一类高层民用建筑中的一级负荷都应由两个电源供电。但地铁与民建的备用电源情况有所不同。地铁配电系统一般采用两路独立高压电源，互为备用，以确保车站一、二级负荷的供电可靠性。一类高层民用建筑的配电系统则有所不同，若条件允许可以引入独立于主用电源的市政高压电源作为备用电源，并需要保证主用电源发生故障时，备用电源能承受故障回路电源回路所带负荷中的所有一、二级负荷。两路电源需来自不同上级变电站，或者来自同一变电站的不同母线段。由于实施条件比较苛刻，经济成本也比较高，因此这种双高压的供电方案主要是用在一些重点工程项目上。一般的住宅项目备用电源大多设柴油发电机作为消防用电负荷的备用电源，平时可兼作非消防用电负荷的备用电源。

1.3电气主接线及运行方式

地铁工程变电所低压主接线一般采用单母线分段方式，正常运行时，两路0.4kV电源同时运行；当一路电源失电时，相应的低压进线总断路器自动跳闸。在切除三级负荷母线后，母线分段断路器自动投入以维持两段母线所带全部一、二级负荷的用电；当恢复两路电源供电时，在断开母线分段断路器后投入进线总开关，然后可以手动（或自动）闭合三级负荷总断路器。两路进线总断路器、母线分段断路器及三级负荷总断路器之间通过电气连锁以保证系统的正常工作。一类高层民用项目低压接线方式需要根据项目当地供电部门要求设计，一般采用单母线或者单线母线分段，应急电源与市电实行电气机械联锁的运行方式。

1.4主要供电原则

地铁工程中一级负荷配电从变电所两段母线分别馈出一供电回路至末端电源切换箱，两路电源在切换箱内自动切换后供电给设备，实现不间断供电。对于一级负荷中的特别重要负荷增加设UPS或者EPS作为应急电源。二级负荷平时从变电所低压柜馈出单回线路至末端配电箱。当一台变压器退出运行时，降压变电所的0.4kV母线分段断路器自动闭合，退出运行变压器所带的二级负荷由另一台变压器供电。三级负荷平时由变电所三级负荷母线以单回路供电，当一台变压器退出运行时，将其切除。一类高层民用建筑中一级负荷应由双回路供电，一路来自变电所，另一路则来自应急母线段。对于一级负荷中的特别重要负荷加设UPS或者EPS作为应急电源。二级负荷宜由双电源供电。若备用电源为冷备用系统（应急母线段平时不带电），则由市电和应急母线段各馈出一回路到末端双切箱给设备供电。若备用电源为热备用系统（应急母线段平时带电），可以采用双回路供电，也可以采用由应急母线段馈出一回路到末端设备的方式配电。对于三级负荷则由单回路电源供电。

2防雷接地系统

地铁地下车站设一综合接地网，作为车站变电所供电设备、车站机电设备、通信、信号等弱电设备、给排水管及其他金属管线等的接地装置。综合接地网由人工接地体和自然接地体两部分组成。利用结构钢筋作为自然接地体，并在车站主体下方敷设人工接地网，自然接地网与人工接地网通过设置在站台板下接地母排或者通过设置在人工接地网上的接地引出端子直接连接，保证自然接地体与人工接地体可靠联通，形成车站的综合接地体。车站综合接地电阻R≤0.5Ω，困难时，接地电阻应≤1Ω。对于露出地面的附属建筑及出入口防雷措施按《建筑物防雷设计规范》要求设计。一类高层民用建筑的防雷应根据单体的年雷击次数计算结果。建筑物外部防雷在天面女儿墙四周、屋脊、梯间顶等处用镀锌圆钢或不锈钢明敷做接闪带以防外部雷击。利用建筑物柱内对角两纵向主钢筋作防雷装置引下线，并要求由下至上通长焊接，上与屋面防雷接闪带接通，下与接地网连通。利用基础桩内主钢筋作为垂直接地体，基础地梁主钢筋或地下室底板钢筋作为水平接地体。外部防雷装置、防雷引下线、水平接地体之间须形成良好电气通路。当建筑电气和电子系统接地与防雷接地共用接地装置时，其综合接地电阻不得大于1Ω。

3照明设计

车站照明分为正常照明和应急照明。正常照明由各正常照明配电箱提供电源。公共区照明按一级负荷设计，设两个总照明配电箱，电源分别引自低压柜两段母线。两个总照明配电箱向公共区灯具交叉供电。变电所电缆夹层、站台板下电缆通道及高度低于1.8m的风道内设置安全特低电压照明，工作电压不大于交流36V。应急照明包括备用照明、疏散指示及应急导向标志照明，其电源由应急照明电源系统（EPS）直接供电。EPS由变电所两段低压母线供电，它由自动切换装置、充电机、蓄电池组、逆变器及交流配电屏组成。正常情况下，蓄电池处于浮充状态，应急照明负荷由正常交流380/220V电源供电；当两路交流电源都失电后，自动转换为蓄电池组通过逆变器提供交流380/220V电源。EPS的容量满足事故情况下应急照明负荷60min的用电要求。高层民用建筑照明分一般照明、公共照明和应急照明三部分。公共照明按一级负采用双电源自动切换装置供电，应急照明和灯光疏散指示标志为消防设备按一级负荷供电，灯具自带蓄电池或者由集中蓄电池供电，其连续供电时间应根据《建筑设计防火规范》相关要求确定。照度及对应功率密度按《建筑照明设计标准》相关要求执行。

4结束语

近年来地铁工程施工图设计文件开始纳入施工图审查范围，审查师对于地铁的以往习以为常的做法提出了不少问题及建议。本文从多方面对比地铁工程与民用建筑施工图设计差异，目的是让地铁施工图设计更为规范化。同时希望通过对两者的对比，相互取长补短，争取在工程设计上创造出更多优秀的作品。

作者：陈健文 单位：广东省重工建筑设计院有限公司