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摘 要:文章结合工程设计实例,阐述地铁站低压配电设计应遵循的规范,与各专业的设计接口,负荷分级及供电方式,设备材料选择,线缆敷设要求,接地及施工注意事项。
关键词:地铁站;低压配电;设计接口;负荷分级及供电方式;设备材料选择;线缆敷设要求;接地;施工注意事项
引言:随着城市轨道化的不断发展,越来越多的城市都拥有了自己的轨道交通。地铁低压配电系统是保障地铁运营的动力能源系统,重要性不言而喻。现举苏州轨道交通一号线木渎站为例,浅析低压配电系统在地铁站中的应用。
木渎站位于竹园路与金山路交叉路口地下,为一号线的起点站,车站共设5个出入口,本车站为地下双层岛式车站,地下一层为站厅层,站厅层高为5m,地下二层为站台层,站台层高为4.9m。车站长265.2m,主体标准宽约18.7米。总建筑面积约13050m2。本站为信号设备集中站,设牵引降压混合变电所。
1、设计接口
地铁施工与低压配电专业存在接口的专业有:变电、自动售检票、通信、信号、屏蔽门、气体灭火、电扶梯、防淹门、门禁、FAS、BAS、通风空调、给排水、防火卷帘。
与变电的接口:变电所400V低压开关柜由系统专业负责,与动力照明的接口在低压开关柜馈线端子处。变电所400V配电柜馈线电缆的保护校核由供电系统设计完成。变电所400V出线断路器型号、保护定值由供电系统负责设计,动力照明专业提供下级断路器型号、规格、整定值等资料。低压配电电缆的选型按过载能力及满足电压降要求选择,能否满足接地故障保护灵敏度的要求由供电系统负责设计,完成后向动力照明专业反馈。
与自动售检票系统设计接口:动力照明专业负责提供自动售检票系统电源切换箱及电源进线,提供自动售检票系统接地端子排。
与通信系统设计接口:动力照明专业负责提供通信电源切换箱及电源进线,提供通信系统接地端子排。
与信号系统设计接口:动力照明专业为信号系统在设备集中站提供二路电源,接口位置为信号配电箱电源引入端子。
与屏蔽门系统设计接口:动力照明专业负责提供屏蔽门系统电源切换箱及电源进线,提供屏蔽门系统接地端子排。
与气体灭火系统设计接口:动力照明专业负责提供气体灭火系统电源切换箱及电源进线,提供气体灭火系统接地端子排。
与电扶梯专业设计接口:
动力照明专业提供电源馈线回路到电扶梯控制柜。
与防淹门系统设计接口:动力照明专业负责提供防淹门系统电源切换箱及电源进线,提供防淹门系统接地端子排。
与门禁系统设计接口:动力照明专业负责提供门禁系统电源切换箱及电源进线,提供门禁系统接地端子排。
与FAS系统设计接口:动力照明专业负责提供FAS系统电源切换箱及电源进线,提供FAS系统接地端子排。
与BAS系统设计接口:车站动力照明专业负责在环控电控室提供BAS系统电源切换箱及电源进线,提供BAS系统接地端子排,并负责提供电源切换箱馈线断路器下端头至BAS系统机柜的线缆及敷设;预留BAS系统对公共区照明控制及状态监视的功能、对小动力配电箱等非消防负荷切除的控制及状态监视功能的接口。
与通风空调系统的接口:
动力照明专业负责环控电控柜及就地控制箱的设计,环控电控柜至风机、风阀、就地控制箱间的电源电缆及控制线缆的设计。
排热风机变频控制柜由通风空调系统负责提供。
低压配电系统提供至TVF、TEF风机就地手操箱仪表的电源及线缆设计,TVF、TEF风机就地手操箱至风机本体(振动传感器、温度传感器)之间线缆及线缆敷设用的钢管由通风空调系统负责。
动力照明专业在冷水机房为冷水机组配置设备提供电源配电箱,并负责配电箱至水泵、冷却塔控制箱电源线缆设计。冷水机组控制柜及配套设备控制箱由通风空调专业负责。
与给排水系统设计接口:动力照明专业负责电源切换箱(配电箱)电源进及线设计,负责电源切换箱馈线断路器下端头至水泵控制箱的线缆设计,水泵控制箱至水泵、浮球感应器的电源线缆、控制线缆由给排水专业负责。
与防火卷帘的设计接口:动力照明专业负责提供电源切换箱,及馈线断路器下端头至防火卷帘控制箱电源进线端的线缆;控制箱及控制箱至防火卷帘的线缆由防火卷帘供应商负责。
2、负荷分级及供电方式
低压配电与照明系统用电负荷按其不同的用途和重要性分为一、二、三级负荷。
一级负荷主要包括应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统设备、消防系统设备、消防电梯、地下站厅站台照明、地下区间照明、排烟系统用风机及电动阀门、通信系统设备、信号系统设备、环境与设备监控系统设备、自动售检票系统设备、兼做疏散用的自动扶梯、屏蔽门、防护门、防淹门、排雨泵、车站废水泵及其他紧急情况(包括火灾)时仍需运行的设备。其他应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统设备、通信系统设备、信号系统设备为特别重要负荷。
二级负荷主要包括附属房间照明、普通风机、排污泵、电梯、不兼做疏散用自动扶梯等。
三级负荷主要控制空调制冷及水系统设备、广告照明、清洁设备、电热设备。
木渎站照明配电系统图
木渎站动力配电系统图
3、设备材料选择
线缆
和消防有关设备配电线缆选用耐火阻燃型,其他选用阻燃型。
配电箱
设备选型应满足地铁环境要求,选用技术先进、生产工艺成熟可靠、结构紧凑、便于安装与维护的产品。分散安装于泵房、隧道内、电缆夹层内和其他潮湿、不通风场合的配电箱选用防潮、防霉和适合湿热环境使用的电气产品。区间维修电源箱外壳防护等级为不低于IP65。 4、线缆敷设要求
电缆有吊顶处电缆沿电缆桥架敷设或穿钢管暗敷设。站台板下电缆沿托架敷设。电线穿金属保护管或金属线槽敷设。金属管和线槽均应做好防腐处理。线缆穿越防火分区、楼板、墙体的洞口处做防火封堵。支线电缆及照明导线采用穿钢管沿墙或吊顶敷设。至公共区票务室等房间电源线缆采用穿钢管埋地敷设。
5、接地
1)设计接口界面:车站综合接地网、强弱电接地引出端子及变电所接地母排由变电专业负责,变电专业在综合接地网为弱电接地设置一组引出端子,在变电所接地母排为设备接地设置一组接地端子。
2)接地母线设置:弱电接地母排设置于站台板下电缆夹层内弱电接地引出端子附近位置,设备接地母排设置于站台板下电缆夹层内变电所接地母排附近适当位置。
3)弱电接地端子箱(排)设置:根据弱电系统提供的要求设置,应包括车站控制室、通信设备室信号设备室、公安通信设备间、民用通信设备室、环控电控室、屏蔽门设备及控制室、气体灭火室、信号设备室等房间。有防静电地板的房间宜采用接地端子排。其他房间采用弱电接地端子箱。
4)编号原则 接地端子箱、接地母排的编号原则:WCE弱电设备接地母排PCE变电所设备接地母排PSCE车站设备接地母排。JD1~JDn:弱电接地端子箱(或接地端子排)编号
5)接地线缆
电缆,所有接地电缆均采用低烟无卤阻燃B级单芯电缆。弱电接地端子箱(排)连接电缆在有桥架的位置沿桥架敷设,无桥架的位置穿钢管敷设。
6、其他
1)设备接地母排至所有进出车站的区间内水管的线缆连接由本系统负责,连接位置应在左右线区间与车站接缝处,每个车站计四处。其他系统设备与设备接地母排的连接由相关系统负责;
2)车站范围内的金属桥架、支架的接地由本系统负责,在强电桥架、支架上敷设一条40*4mm热镀锌扁钢作为接地干线由设备接地母排采用电缆与镀锌扁钢连接,在电缆桥架及其支架全长内可靠连接位置应不少于两处。同时在强、弱电缆井内均垂直敷设2条50*6mm镀锌扁钢,并与桥架上敷设的镀锌扁钢可靠焊接。
3)垂直敷设的金属管道及金属物的底段及顶端应与接地装置连接。
4)采用扁钢作为接地线时,连接处应焊接。如采用搭接焊,其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍。
5)接地线与管道等伸长接地体的连接应采用焊接,如焊接困难,可采用卡箍,但应保证电气接触良好。
6)接地线与接地母排、设备间的连接,应保证有可靠的电气接触。当采用螺栓连接时,应设防松螺帽或防松垫圈,且接地线间的接触面、螺栓、螺母和垫圈均应镀锌。
7)区间弱电电缆支架的接地由通信系统负责。
7、施工注意事项
1)设备安装时,应提前与土建部门密切配合,认真核对实际到货设备的尺寸是否与预留孔洞一致,发现问题即时纠正。
2)施工时安装部门必须严格遵照施工规范、程序、标准和设计要求施工,不得随意简化或减少必要的程序,做到工作、实验、核查、管理四到位。对隐蔽工程,必须经监理人员确认,保证工程不留后患。
3)电气设备安装前后均需认真的检查试验,确认无误后,方可送电试用。
结束语
总之,低压配电系统不能作为个体存在,它与诸多专业关系密切,需要与各专业协调沟通,才能顺利地开展设计工作以及现场的施工。
参考文献
[1] 《供配电系统设计规范》GB50052-2009.
[2] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.
[3] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.
[4] 牟元轶. 浅谈地铁低压配电系统. 铁道建筑技术, 2010年S2期;
[5] 蒋勇波. 地铁车辆段低压配电设计. 沿海企业与科技, 2011年第02期.
关键词:地铁站;低压配电;设计接口;负荷分级及供电方式;设备材料选择;线缆敷设要求;接地;施工注意事项
引言:随着城市轨道化的不断发展,越来越多的城市都拥有了自己的轨道交通。地铁低压配电系统是保障地铁运营的动力能源系统,重要性不言而喻。现举苏州轨道交通一号线木渎站为例,浅析低压配电系统在地铁站中的应用。
木渎站位于竹园路与金山路交叉路口地下,为一号线的起点站,车站共设5个出入口,本车站为地下双层岛式车站,地下一层为站厅层,站厅层高为5m,地下二层为站台层,站台层高为4.9m。车站长265.2m,主体标准宽约18.7米。总建筑面积约13050m2。本站为信号设备集中站,设牵引降压混合变电所。
1、设计接口
地铁施工与低压配电专业存在接口的专业有:变电、自动售检票、通信、信号、屏蔽门、气体灭火、电扶梯、防淹门、门禁、FAS、BAS、通风空调、给排水、防火卷帘。
与变电的接口:变电所400V低压开关柜由系统专业负责,与动力照明的接口在低压开关柜馈线端子处。变电所400V配电柜馈线电缆的保护校核由供电系统设计完成。变电所400V出线断路器型号、保护定值由供电系统负责设计,动力照明专业提供下级断路器型号、规格、整定值等资料。低压配电电缆的选型按过载能力及满足电压降要求选择,能否满足接地故障保护灵敏度的要求由供电系统负责设计,完成后向动力照明专业反馈。
与自动售检票系统设计接口:动力照明专业负责提供自动售检票系统电源切换箱及电源进线,提供自动售检票系统接地端子排。
与通信系统设计接口:动力照明专业负责提供通信电源切换箱及电源进线,提供通信系统接地端子排。
与信号系统设计接口:动力照明专业为信号系统在设备集中站提供二路电源,接口位置为信号配电箱电源引入端子。
与屏蔽门系统设计接口:动力照明专业负责提供屏蔽门系统电源切换箱及电源进线,提供屏蔽门系统接地端子排。
与气体灭火系统设计接口:动力照明专业负责提供气体灭火系统电源切换箱及电源进线,提供气体灭火系统接地端子排。
与电扶梯专业设计接口:
动力照明专业提供电源馈线回路到电扶梯控制柜。
与防淹门系统设计接口:动力照明专业负责提供防淹门系统电源切换箱及电源进线,提供防淹门系统接地端子排。
与门禁系统设计接口:动力照明专业负责提供门禁系统电源切换箱及电源进线,提供门禁系统接地端子排。
与FAS系统设计接口:动力照明专业负责提供FAS系统电源切换箱及电源进线,提供FAS系统接地端子排。
与BAS系统设计接口:车站动力照明专业负责在环控电控室提供BAS系统电源切换箱及电源进线,提供BAS系统接地端子排,并负责提供电源切换箱馈线断路器下端头至BAS系统机柜的线缆及敷设;预留BAS系统对公共区照明控制及状态监视的功能、对小动力配电箱等非消防负荷切除的控制及状态监视功能的接口。
与通风空调系统的接口:
动力照明专业负责环控电控柜及就地控制箱的设计,环控电控柜至风机、风阀、就地控制箱间的电源电缆及控制线缆的设计。
排热风机变频控制柜由通风空调系统负责提供。
低压配电系统提供至TVF、TEF风机就地手操箱仪表的电源及线缆设计,TVF、TEF风机就地手操箱至风机本体(振动传感器、温度传感器)之间线缆及线缆敷设用的钢管由通风空调系统负责。
动力照明专业在冷水机房为冷水机组配置设备提供电源配电箱,并负责配电箱至水泵、冷却塔控制箱电源线缆设计。冷水机组控制柜及配套设备控制箱由通风空调专业负责。
与给排水系统设计接口:动力照明专业负责电源切换箱(配电箱)电源进及线设计,负责电源切换箱馈线断路器下端头至水泵控制箱的线缆设计,水泵控制箱至水泵、浮球感应器的电源线缆、控制线缆由给排水专业负责。
与防火卷帘的设计接口:动力照明专业负责提供电源切换箱,及馈线断路器下端头至防火卷帘控制箱电源进线端的线缆;控制箱及控制箱至防火卷帘的线缆由防火卷帘供应商负责。
2、负荷分级及供电方式
低压配电与照明系统用电负荷按其不同的用途和重要性分为一、二、三级负荷。
一级负荷主要包括应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统设备、消防系统设备、消防电梯、地下站厅站台照明、地下区间照明、排烟系统用风机及电动阀门、通信系统设备、信号系统设备、环境与设备监控系统设备、自动售检票系统设备、兼做疏散用的自动扶梯、屏蔽门、防护门、防淹门、排雨泵、车站废水泵及其他紧急情况(包括火灾)时仍需运行的设备。其他应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统设备、通信系统设备、信号系统设备为特别重要负荷。
二级负荷主要包括附属房间照明、普通风机、排污泵、电梯、不兼做疏散用自动扶梯等。
三级负荷主要控制空调制冷及水系统设备、广告照明、清洁设备、电热设备。
木渎站照明配电系统图
木渎站动力配电系统图
3、设备材料选择
线缆
和消防有关设备配电线缆选用耐火阻燃型,其他选用阻燃型。
配电箱
设备选型应满足地铁环境要求,选用技术先进、生产工艺成熟可靠、结构紧凑、便于安装与维护的产品。分散安装于泵房、隧道内、电缆夹层内和其他潮湿、不通风场合的配电箱选用防潮、防霉和适合湿热环境使用的电气产品。区间维修电源箱外壳防护等级为不低于IP65。 4、线缆敷设要求
电缆有吊顶处电缆沿电缆桥架敷设或穿钢管暗敷设。站台板下电缆沿托架敷设。电线穿金属保护管或金属线槽敷设。金属管和线槽均应做好防腐处理。线缆穿越防火分区、楼板、墙体的洞口处做防火封堵。支线电缆及照明导线采用穿钢管沿墙或吊顶敷设。至公共区票务室等房间电源线缆采用穿钢管埋地敷设。
5、接地
1)设计接口界面:车站综合接地网、强弱电接地引出端子及变电所接地母排由变电专业负责,变电专业在综合接地网为弱电接地设置一组引出端子,在变电所接地母排为设备接地设置一组接地端子。
2)接地母线设置:弱电接地母排设置于站台板下电缆夹层内弱电接地引出端子附近位置,设备接地母排设置于站台板下电缆夹层内变电所接地母排附近适当位置。
3)弱电接地端子箱(排)设置:根据弱电系统提供的要求设置,应包括车站控制室、通信设备室信号设备室、公安通信设备间、民用通信设备室、环控电控室、屏蔽门设备及控制室、气体灭火室、信号设备室等房间。有防静电地板的房间宜采用接地端子排。其他房间采用弱电接地端子箱。
4)编号原则 接地端子箱、接地母排的编号原则:WCE弱电设备接地母排PCE变电所设备接地母排PSCE车站设备接地母排。JD1~JDn:弱电接地端子箱(或接地端子排)编号
5)接地线缆
电缆,所有接地电缆均采用低烟无卤阻燃B级单芯电缆。弱电接地端子箱(排)连接电缆在有桥架的位置沿桥架敷设,无桥架的位置穿钢管敷设。
6、其他
1)设备接地母排至所有进出车站的区间内水管的线缆连接由本系统负责,连接位置应在左右线区间与车站接缝处,每个车站计四处。其他系统设备与设备接地母排的连接由相关系统负责;
2)车站范围内的金属桥架、支架的接地由本系统负责,在强电桥架、支架上敷设一条40*4mm热镀锌扁钢作为接地干线由设备接地母排采用电缆与镀锌扁钢连接,在电缆桥架及其支架全长内可靠连接位置应不少于两处。同时在强、弱电缆井内均垂直敷设2条50*6mm镀锌扁钢,并与桥架上敷设的镀锌扁钢可靠焊接。
3)垂直敷设的金属管道及金属物的底段及顶端应与接地装置连接。
4)采用扁钢作为接地线时,连接处应焊接。如采用搭接焊,其搭接长度必须为扁钢宽度的2倍。
5)接地线与管道等伸长接地体的连接应采用焊接,如焊接困难,可采用卡箍,但应保证电气接触良好。
6)接地线与接地母排、设备间的连接,应保证有可靠的电气接触。当采用螺栓连接时,应设防松螺帽或防松垫圈,且接地线间的接触面、螺栓、螺母和垫圈均应镀锌。
7)区间弱电电缆支架的接地由通信系统负责。
7、施工注意事项
1)设备安装时,应提前与土建部门密切配合,认真核对实际到货设备的尺寸是否与预留孔洞一致,发现问题即时纠正。
2)施工时安装部门必须严格遵照施工规范、程序、标准和设计要求施工,不得随意简化或减少必要的程序,做到工作、实验、核查、管理四到位。对隐蔽工程,必须经监理人员确认,保证工程不留后患。
3)电气设备安装前后均需认真的检查试验,确认无误后,方可送电试用。
结束语
总之,低压配电系统不能作为个体存在,它与诸多专业关系密切,需要与各专业协调沟通,才能顺利地开展设计工作以及现场的施工。
参考文献
[1] 《供配电系统设计规范》GB50052-2009.
[2] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.
[3] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.
[4] 牟元轶. 浅谈地铁低压配电系统. 铁道建筑技术, 2010年S2期;
[5] 蒋勇波. 地铁车辆段低压配电设计. 沿海企业与科技, 2011年第02期.