谭宇

摘 要：随着我国高速公路科技水平日益提高，交通运输成为了人类历史文明发展的标志和产物，国家也越来越重视道路建设的重要性，大量修建高速公路就是其具体表现。当前为了缩短车程很多条件允许的地段都通过修建隧道来解决地域问题，随着公路建筑技术不断提升，我们以桥隧为主的高速公路路段还将不断增加，公路隧道供电就是为了满足车辆在隧道里运行基础的通风、照明等要求。

关键词：高速公路；隧道；供配电系统；设计；问题；对策

中图分类号：U453.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0096-02

Abstract： Along with our country expressway science and technology level enhances day by day， the transportation has become the symbol and the product of human history civilization development， the country also attaches more and more importance to the road construction， the massive constructs the expressway is its concrete manifestation. At present， in order to shorten the driving distance in many areas that are allowed to build tunnels to solve the regional problems， with the continuous upgrading of highway construction technology， we will continue to increase the number of highway sections based on bridge and tunnel. The purpose of power supply in highway tunnel is to meet the requirements of ventilation and lighting for vehicles running in the tunnel.

Keywords： highway； tunnel； power supply and distribution system； design； problem； countermeasure

引言

高速公路隧道供配电系统是高速公路隧道正常运行的重要保障，我们在公路隧道施工建設中，应当注意隧道供配电的系统设计。合理优化的设计可以给公路运行提供安全保障，应该根据具体的地形地貌情况因地制宜制定合适的施工方案，保证隧道供配电系统设计符合国家的规定要求，另外对于施工材料也应该根据工程材料验收标准来进行选取。近年来，虽然我国高速公路隧道供配电设施已经有了较大的优化完善，但是在供配电系统设计中还存在一些问题，需要我们引起高度重视，及时整改，以确保高速公路的正常运行，为广大人民出行或者各地之间的贸易交流提供保障，带来便利。

1 大中型隧道的供配电系统组成

1.1 供配电照明系统

供电和照明是隧道整个供给电系统的重要组成部分，是机电系统的核心成分，其主要功能是在黑暗和较长的人工隧道里持续24小时不间断的供电。在我们隧道供配电的系统设计中，首先应该测试运行的实际负荷，以安全性为前提的系统设计照明系统，避免出现超负荷运作，如果出现了超负荷运作的情况之下，也要及时的协调配电系统的相关参数，以满足供电需求。隧道供配电照片系统设计的好坏直接关系到后期使用中安全系数，如果因为隧道中照明设计不合理，或者照明故障就有可能引发车祸发生。

1.2 供配电通风系统

在我们很多高速公路的修建中都需要穿过一些庞大的山体，这就是隧道的由来，但是当前一些高速公路由于体质条件比较恶劣，导致隧道环境非常闭塞，特别是在一些比较长的隧道里表现更为突出，所以我们在隧道里面要设置专门的通风系统，通风系统都是由电作为动力带动的，良好的通风系统有助于帮助隧道提供良好的外部环境。通风系统的主要组成部分是区域控制、环境监测、风控系统。通风系统的主要作用就是根据隧道里面的一氧化碳浓度数据进行分析，当隧道的一氧化碳含量超标的时候，控制区的风机运行降低一氧化碳浓度，降低隧道空气中的有害气体含量，为司机朋友提供一个健康的隧道环境。

1.3 消防设施系统及应急电源设置

隧道消防系统另一个机电系统重要组成部分是隧道的消防设施系统，在一些长隧道中，应该根据长度差异设计紧急出口数量，让隧道处于一个安全的运营环境中，供配电系统在消防系统的设计中主要是要设计相对应的通风设备，并配备数量相匹配的消防水道，从而更好的保障隧道的消防安全。另外，高速公路隧道建设中一定要做好应急电源设置系统，以便于出现故障时，采取紧急措施应付突发情况。

2 现存隧道供配电系统设计的问题

2.1 变压器容量选择不合理

在公路隧道供配电设计中我们要如何选择变压器是一个非常重要的问题，通常我们在隧道里面选择变压器都是通过计算隧道里面电流的负荷，不同容量的变电器各自承担的负荷是不一样的，通常情况下隧道里面设置两个变电器，当一个变电器发生故障之后，由另一个承担全部负荷运行，这种方法应用广泛，但是在使用中还是有些不足之处，需要我们引起重视。（1）日常隧道用电主要是应用在照明和排风上面，通风设备在使用中，其频率往往具有阶段性的特点，所以我们应该根据实际的运行数据分析以阶段性设计为主，比如，在交通流量较低的时候通风设备的电力运行负荷较低，随着交通流量的不断增加，其负荷也会逐渐增加，由于运行负荷的差异，就极可能出现上千瓦的差值，所以，我门在交通流量低的时候使用交通流量高的变压器必然会造成资源的浪费，为国家经济发展带来不利的影响。（2）电容器应用情况不同，需要在运行中承担一些电路，所以选择合适的变压器可以更好的优化高速公路的供配电系统设计。由于正常情况下变压器的存在改良与异常情况下的承载概率是有差异的，在紧急情况下就会出现较高损耗。在实际使用中，变压器的负荷占其额定容量的60%左右时效率最高，当负荷小于其容量的30%时，出现“大马拉小车”的现象，变压器的铁损和无功损耗过大，负荷接近其容量的100%时，其铜损就会明显增加。因此，变压器的常用负荷应占其容量的40%～70%比较经济，最好在60%左右，才能使变压器工作在高效率的区域内，做到变压器的经济运行。上面说了变压器的常用负荷应占其容量的60%左右，那么在排灌线路如何根据电动机的负荷确定变压器的容量呢？在实际运行中负荷率不可能是一个固定值，另外还需考虑变压器的基本电价（变压器容量越大，契约电力越大，则用户要交的基本电费也越多），因此，选择的变压器容量应略高于变压器的最高负荷率，一般以75%～90%为宜，选择80%较为符合实际运行情况。

2.2 变压器断路器的选择不科学

当前很多高速公路在隧道供配电设计过程中都采用断路器来保护变压器，很少使用负荷开关加容器。一些设计人员认为负荷开关加容器的使用效果不如断路器，其实在隧道的供配电系统中，也时常会有使用开关切换电力负荷的行为，相对而言，电力短路的情况发生得还比较少。断路器主要是根据电流短路而设计的，其主要特点是内部结构复杂、成本高，而且电流短路发生的概率比较小。另外负荷开关加熔器的主要功能是保护及分离控制，而且可以对一些经常发生的负荷功能及时进行切换，熔断器还将进行短路保护。另外据实验发现，断路器一次断开时间一般较长，相比限流熔断器使用后时间会有延迟性，所以建议选择限流熔断器。另外，在隧道供配电系统的设计中，变压器选的保护装置也不是一成不变的，不同的模式的保护效果也不相同，在实际的设计中，还需要根据国家标准，及建设实况，进行针对性的选择，比如根据万伏供电机制设计章程设定定值500千伏安，小于定值是选用高壓熔断器，大于定值时选择熔断器。根据实际情况进行选择，科学合理的使用变电器保护装置。

2.3 应急电源配置设计不到位

高速公路隧道中为了隧道正常运行必须做好后备电源准备工作，即安装应急电源，以便于紧急情况发生时能应急照明，使通风、监控设备能够正常运转。高速公路隧道照明监控设备在紧急情况下有着极大的作用，所以我们必须保证应急电源稳定充足让紧急情况之下的隧道也能正常运作。我们应该综合各方面需要进行考虑，选择合适的应急电源配置。其中主要的几个考虑因素是：电源特点、使用时间、负荷情况等，通过全面考虑确保应急电源配置合理安全，经济实惠。应急电源的种类很多，所以我们在高速公路隧道安装应急电源设计中，如果只是单纯的选择一种电源，可能并不能达到安全稳定的效果，通常情况下，高速公路隧道出现事故就会危害到隧道的供配电系统。为了确保其安全稳定运行，我们可以选择组合式的应急电源模式。设置两种或多种独立的电源电路，这样可以确保如果一方应急电路出现故障的时候，另一方还可以实现正常供电，而且组合式应急电源还有利于加大电容量，延长供电时间。

2.4 失压脱扣装置的选取不实际

在高速公路隧道供配电设计中失压脱扣装置的选取也是十分重要的，一些设计人员由于常规习惯选择低压断路器失压脱扣装置，其主要目的是为了在室内停电的情况下，关闭不重要的电力负荷，确保主线路的正常电路供应，但是这种方法的弊端是，如果电力恢复之后，设备不能自行启动需要人工合闸，为电力的输送工作带来了极大的不便。另一方面，由于失压脱扣装置长时间通电还将造成资源浪费，在一些地理气候比较潮湿的隧道中，失压脱扣出现损坏的概率还将不断提高。基于此，我们可以采用分目线分别配置主要电力线路和非主要电力线路。这样，即使在室内失去电力供应的情况下，我们通过切断非主要电力线路的断路器就可以实现对于主要电力线路的集中持续供电。

3 结束语

综述高速公路隧道供配电系统设计，对于隧道供电系统的日常运作起着极其重要的作用，所以我们在高速公路隧道建设中，应充分考虑其重要性，针对不同的情况进行针对性的设计，经过上述分析发现，当前我们高速公路隧道供配电设计中主要存在的问题有变压器容量选择不合理、变压器断路器的选择不科学、应急电源配置设计没有最优化、失压脱扣装置的选取中有缺陷等等。我们未来高速公路的建设将会更加全面，所以我们高速公路供配电系统设计也应与时俱进，不断发展创新改革落后的设计理念，在进行高速公路隧道供配点系统设计中可以适当多设计几种方案，经过测试后选择最佳方案，以实现隧道系统供配电系统正常运行，为国家经济建设发展提供保障。

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