浅析地铁车辆段动力照明配电设计

浅析地铁车辆段动力照明配电设计

李小林

（天津市市政工程设计研究院天津300000）

摘要：地铁车辆段是地铁行车系统的重要组成部分，主要负责地铁车辆的运营管理、停放及检修、保养的场所，同时也是车辆段工作人员办公场所。车辆段占地面积大，负荷种类多，车辆段低压负荷有很多特殊要求，因此本文简述车辆段动力照明配电设计思路和要点。

关键词：地铁车辆段；低压动力配电；照明配电设计

1.工程概况

以天津地铁某车辆段为例，该车辆段大致呈东西向楔形，东西向最长约1413m，南北向最宽约481m。车辆段内建筑物主要有：综合楼、综合维修中心、物资总库、停车列检库、联合检修库、牵引降压混合变电所、工程车库、洗车库、废水处理站、轮对检测棚及控制室、易燃品间和门卫组成，总建筑面积122035.02平方米。

根据电源深入负荷中心的原则，车辆段内设置1座牵引降压混合变电所和一座跟随式降压变电所，牵引降压混合变电所位于咽喉区独立变电所内，供电范围为洗车库、废水处理站、工程车库、易燃品间、南北两处雨水泵站、门卫等周围区域室内外照明及动力配电；跟随式降压变电所位于联合检修库内，供电范围为联合检修库、停车列检库、综合楼、物资总库、综合维修中心等周围区域室内外照明及动力配电。

车辆段内动力照明负责降压变电所低压开关柜馈出回路断路器下口起的低压配电，主要包括以下设计内容：室内外的照明设计与配电；通风空调、给排水设备的配电与控制；通信、信号、综合监控等系统专业的配电；电力电缆的选型与敷设以及各单体建筑的防雷与接地等。

2.负荷等级及供电要求

根据相关规范要求对动力照明负荷主要分为以下三级。

1）一级负荷：车辆段内的通信、信号、综合维修基地复示系统、消防用电、防灾报警、FAS/BAS、排烟风机及相关风阀、雨水泵、应急照明（含疏散照明）、变电所操作电源等重要负荷。其中应急照明、变电所操作电源、FAS/BAS、通信、信号等为特别重要的负荷。

供电要求：两路电源取自不同的0.4kV一、二级负荷母线，互为备用，电源在末级配电箱自动切换。

2）二级负荷：与车辆运行直接有关的设备、重要的试验设备、各大库及办公用房一般照明、室外照明、污水泵、送排风机等较重要负荷。

供电要求：由变电所0.4kV任一段一、二级负荷母线供电。

3）三级负荷：一般的检修设备、普通风机、空调设备及室内外的其他照明等不属于一、二级负荷，且停电后不影响轨道交通的正常运行的负荷。

供电要求：在每段0.4kV母线上均设置三级负荷母线和三级负荷总开关，当一台变压器故障时，需要单台变压器运行时，切除本所内三级负荷。

3.照明配电设计

照度标准按《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）和《城市轨道交通照明》GB/T16275-2008执行。主要场所照度标准值见表1.

表1：主要场所照度标准（平均照度）单位：lx

照明灯具选择应根据单体建筑功能匹配。停车列检库、联合检修库、物资总库、工程车库等高大库房区域选用金卤灯，应急照明选用LED灯；一般设备房屋照明光源以节能型高频荧光灯为主；办公区域房间选用格栅荧光灯。室外段场内道路照明和开敞区域照明均采用高压钠灯。

停车列检库、联合检修库、物资总库、工程车库、综合楼、综合维修中心等大型单体应急照明设置EPS应急电源；对于其它小型单体建筑，应急照明选用自带蓄电池的应急照明灯具。

4.动力配电设计

动力配电系统主要从变电所低压开关柜至各个单体配电，以放射式配电为主，树干式配电为辅。在大型单体设置配电间，小型单体配电间可以和设备间合用。为减少外线电缆敷设数量，大型单体配电间内至少设置两台一二级负荷配电柜、一台三级负荷柜和一台照明配电柜。两台一二级负荷柜分别引自不同0.4KV低压母线，单体内重要的一级负荷、消防负荷的末级双电源切换配电箱两路电源分别引自两台一二级负荷配电柜。

降压变电所位于联合检修库内，库内大型工艺设备数量较多，用电容量较大，所以工艺设备配电干线采用密集母线供电，减少电缆敷设，又能满足导体的热稳定性。

5.电力电缆的选型与敷设

各建筑单体内配线的电线电缆选用铜芯、低烟、无卤阻燃型电线电缆，在火灾时仍需供电的电线电缆应采用耐火型电线电缆。

室内供电电缆采用YJY型的电力电缆，控制电缆采用KYJY型电缆，导线选用BYJ型电线。室外供电均采用YJY23型的铠装电力电缆。

由变电所低压柜馈出的低压电缆采用电缆沟内敷设或是电力排管敷设。

室外照明电缆设有电缆排管或电缆沟段则利用其排管或电缆沟内敷设，其余为直接埋地敷设，过道路地段需穿管保护。

大型车库内电力电缆主要采用电缆桥架敷设，局部电缆出桥架穿镀锌钢管沿墙敷设；房屋区域导线沿金属线槽或穿JDG电线管敷设，其它区域镀锌钢管明敷，检查坑，电缆夹层内的安全照明穿重型阻燃PVC管暗敷。凡是管线穿过楼板或墙时，均采用防火材料封堵。

联合检修库内动力配电干线采用封闭式密集母线。

6.建筑物防雷

根据单体建筑物的重要性、使用性质、发生雷电的可能性和后果，按防雷要求分级。易燃品库、联合检修库（喷漆库）、工程车库（酸性蓄电池充电间）为二类防雷建筑物，其它单体均为三类防雷建筑物。

车辆段内各单体建筑屋面及女儿墙上明装φ10镀锌圆钢为接闪带，利用钢柱或结构柱内2根（φ≥16）主筋或4根（φ≥10）主筋焊接做引下线，桩基、承台、地梁内的基础钢筋作为接地体，同时预留足够的接地装置端子。

建筑物配电线路采用多级雷电防护。第I级SPD设在电源引入出（总配电柜）；第II级SPD设在分配电箱电源引入侧；第III级SPD设在电子设备前端。

7.接地安全

联合检修库、牵引降压混合变电所单体建筑内采用TN-S接地系统，PE线和N线严格分开。其它无变电所的单体建筑采用TN-C-S接地系统，PEN线在进入各个建筑物前进行重复接地。所有电气设备的金属外壳和金属管线均与PE线作可靠连接。段内道路照明采用TT接地型式。

单体建筑物的接地系统采用综合接地系统，接地电阻不大于1Ω。

接地装置利用建筑物基础钢筋作为接地体，设置有变电所的区域，需增设人工接地体。

在电源进户处设置总等电位箱，总等电位箱应将建筑物内保护干线，进出建筑物的金属管道（燃气管道除外），进线电缆的金属外皮，金属桥架、设备金属外壳等部位进行等电位连接，等电位连接线采用镀锌扁钢或接地电缆。等电位连接均采用等电位卡子，不准在金属管道上焊接。

弱电设备机房、有洗浴设施的卫生间、多层建筑的电气竖井、库房内设备比较集中的区域设置局部等电位箱。

8结束语

地铁车辆段建筑规模大，建筑单体多，负荷种类繁多，大多设计人可能无从下手。但只把握动力照明配电设计要点，从各个单体内的低压配电开始，逐步到车辆段外网配电设计的思路，由简单到复杂，从而满足车辆段内动力配电的合理和安全，照明设计标准和控制的人性化。

参考文献：

[1]《地铁设计规范》GB50517-2013

[2]《低压配电设计规范》GB50054-2011

[3]《供配电系统设计规范》GB50052-2009

[4]《建筑照明设计标准》GB50034-2013

[5]《城市轨道交通照明》GB/T16275-2008