邵 波

杭州市城建设计研究院有限公司 浙江 杭州 310000

城市交通运输系统的完善与发展，尤其是地铁作为重要的交通工具，在城市发展中扮演着重要角色。地铁车站作为地铁网络的节点，承载着大量乘客，并且具有较高的安全性和较快的速度，此外还具备环保和节能的特点。因此，地铁车站的动力照明系统是其建设中不可或缺的组成部分，对乘客的生命和财产安全有着至关重要的影响。

地铁车站动力照明系统的设计和优化至关重要，它不仅需要满足基本的照明需求，还需要考虑能源效率、可靠性和安全性等因素。首先，在设计过程中，应该充分认识到动力照明系统对于地铁车站稳定和安全运行的重要性。只有确保良好的照明条件，乘客才能够准确感知周围环境并采取必要的行动，从而提高安全性。

其次，地铁车站动力照明系统的设计需要遵循一些基本原则。首先是合理布局，通过科学规划照明设备的位置和数量，使得整个车站内部都能获得充足的照明，减少盲区和阴影。其次是灯光色彩的选择，应根据不同区域的功能需求选择合适的灯光色温和颜色，以提供舒适的视觉体验。此外，还需要考虑能耗与节能问题，采用高效节能的照明设备和控制系统，最大限度地减少能源的消耗。

同时，地铁车站动力照明系统的配电要求也需要得到重视。为了确保系统的稳定性和可靠性，应该进行合理的配电设计，包括电源回路、开关设备和线缆等方面。在设计过程中，需要考虑到电流负荷、额定功率以及预防过载和短路等问题，确保系统能够正常运行并具备足够的安全保障。

在地铁车站动力照明系统的设计方法上，可以借鉴先进的技术和经验。例如，可以利用模拟和数字仿真软件来模拟车站的照明效果，从而优化设计方案。此外，与照明设备制造商和专业工程师的合作也是非常重要的，他们能够提供相关的专业知识和技术支持，确保系统设计的科学性和可行性。

1 地铁车站动力照明系统的设计内容

地铁车站动力照明系统设计的内容较多，主要有车站动力配电设计；车站照明系统设计；电线电缆选型及敷设；防雷接地与安全设计；电气火灾监控系统及消防设备电源监控系统设计等工作。在设计地铁车站动力照明系统时，按照地铁车站用电设备的重要性与用途，将地铁车站用电设备的电气负荷分成三级。

第一级负荷：主要包含火灾自动报警系统、环境与设备监控系统、信号、通信、消防泵、废水泵、防排烟风机以及应急照明设备等。一级负荷采用双电源双回路进行供电，在末端进行切换。应急照明为一级负荷中特别重要负荷，备用照明由EPS集中应急电源屏供电，疏散照明和疏散指示由集中电源配电。

第二级负荷：主要包含设备管理用房照明、污水泵、空调机组、非疏散自动扶梯、电梯等。二级负荷采用双电源单回路专业供电，当该路电源出现故障，低压柜母线上的联络开关会自动切换来持续供电。

第三级负荷：主要包含区间检修、冷却塔、冷却泵、冷水机组、清扫电源以及广告照明等。三级负荷是一路电源供电，当车站动力照明系统出现异常时，三级负荷会自动切断，实现保护电力设备以及配电箱等的目标，且三级负荷出现故障，这些设备可以停止供电[1]。

2 地铁车站动力照明系统设计原则与要求

2.1 设计原则

地铁车站动力照明系统设计原则主要有两个：

一是电压降控制指标原则：在满足设备要求的基础上开启电机，端子的电压会在配电时引起电压出现波动，该电压波动不会影响其他设备工作。通常情况下，配电母线的电压也要达到相应标准和要求，尤其在启动交流电动机时，配电母线的电压要在额定电压90%以上，且当配电母线工作时，其电压也要在额定电压85%以上。

二是放射式供电方式原则：在地铁车站用电设备中，低压设备较多。在设计过程中，低压设备的配电不要超过三级，且当动力与照明负荷的低压超负荷时分开配电。由于地铁车站的消防配电系统具有独立性，在切换双电源装置时，设计人员可以在同一配电箱内运用PC级的双电源，并加强对双电源切换装置负荷隔离开关的检修，科学地设置双电源切换装置的两路电源，最大化地保障地铁车站动力照明系统性能的发挥[2]。

2.2 设计要求

设计人员在设计地铁车站动力照明系统时，要全面地掌握设计要求，才能够更加游刃有余地实现设计目标。在实际的设计工作中，涉及的设计要求主要有照度、应急照明、车站隧道区间的配电以及控制标准设计要求等等。

2.2.1 照度设计

地铁在常规运行时，车站的动力照明设计供电模式有放射式和树干式两种。按照地铁运行的常规标准，分析地铁车站照明的不同位置，由于位置不同，其照度的要求也不尽相同。在实际设计时要参照不同区域的设计标准和要求来进行设计。地铁车站部分区域照明设计照度参考规范如表1所示。

表1 地铁车站照明设计照度参考要求

2.2.2 应急照明设计要求

地铁车站的应急照明系统主要在紧急情况出现时提供的照明系统，其是地铁设计过程中必不可少的环节。做好应急照明设计，能够为安全疏散乘客提供良好的照明保障，防止地铁出现故障时场面出现混乱、不易控制，最大化地规避安全事故的发生。车站及区间设置集中控制型消防应急电源和疏散指示系统，系统的应急照明控制器设置在车站控制室内，控制器自带蓄电池电源应至少使控制器在主电源中断后工作不小于3小时。车站内集中电源设置在照明配电室内，区间集中电源箱设置在站台端部照明配电室或区间联络通道内，寿命期内集中电源蓄电池组供电时的持续工作时间不小于90分钟。在应急照明设计时，由于其设计的复杂性，设计人员在设计环节中必须要谨慎、仔细和认真，力争保证应急照明系统的可靠性与科学性。

2.2.3 隧道区间的配电设计要求

在设计地铁车站动力照明系统时，车站隧道区间的配电设计工作非常重要。设计人员在设计时，由于地铁车站的变电所负责隧道区间的配电工作，可以运用直接启动的方式来控制隧道区间的配电设备。设计人员也要在隧道区间每隔一百米安装一个电源检修箱，这样便于及时发现和处理问题。

2.2.4 控制要求

车站地铁通风位置的空调设备负荷等级基本都是三级，为了能够合理控制设备负荷，设计人员可以通过车控室控制以及控制中心统一控制这两种方法来对设备进行实时监督与防控。在控制消防水泵系统时，设计人员为了能够集中监控和准确掌握水泵情况，运用上述两种方法也能够实现设计目标。

3 地铁车站动力照明系统设计思路分析

在设计地铁车站动力照明系统时，主要从动力配电设计、照明配电设计、设备选型与安装以及防雷、接地设计等方面着手，科学、规范地做好车站动力照明系统的设计工作，为保障地铁车站安全、稳定、可靠的运行做出重要贡献。下面对地铁车站动力照明系统设计的思路与方法展开具体的探讨和研究：

3.1 动力配电设计分析

在设计动力配电系统时，首先要充分利用好相邻车站变电所的区间动力，获取电源，按照隧道中心为参照来确定里程碑。在启动区间动力的过程中，一般运用直接的启动方法。将检修电源箱设置到区间内每隔100m的位置，这样便于维修人员维护与检修。对于不适用直接启动方法的设备，需要对其电源箱进行检查，并将工业连接器设置其内部，做好漏电保护工作。其次，地铁车站的一级负荷设备要运用放射式供电的方法，通过降压变电所两端的低压母线实现设备供电。在具体实操时，将地铁车站中设备低压母线的每一条母线运用双电源切换箱实现放射式供电的目标。不得不说的是，如果不能使用或者使用超负荷保护，其会导致线路出现更大的损失，因此，应设置报警信号，防止出现故障。第三，在动力配电系统中，环控设备发挥着重要作用。环控设备具有就地控制与集中控制的作用能够加强系统控制功能。如控制中心、对车控室的控制就需要BAS系统来进行控制，其也能够监控水泵的工作情况、水位的信号灯。FAS系统能够就地控制车站内的直升电梯和自动扶梯，发挥着监视与集中控制的功能。在液位控制和就地手动控制的过程中，运用配电柜中的BAS/FAS监控接口就能够监控到水位的信号以及水泵的实际工作现状，为设备的有序运行提供有效的保障[3-4]。

3.2 照明配电设计分析

在地铁车站中，照明用电的种类有很多，主要有正常照明、应急照明、安全特低电压照明、广告照明以及导向照明等。在设计照明配电时，照明配电采用放射式和树干式相结合、以放射式为主的方式，在车站站厅层照明配电间内设有两面配电柜，两面配电柜均为单回路电源，两面配电柜电源引自变电所不同母线段，负责为站厅层设备区、公共区照明及导向照明配电。站台层照明配电间内设有三面配电柜，其中两面配电柜为单回路电源，其电源引自变电所不同母线段，负责为站台层设备区、公共区照明、导向照明配电，另一面配电柜为双回路电源，引自配电总柜，负责为区间照明配电。

3.3 科学地进行设备的选型与安装

在选择设备型号和安装设备时，设计人员必须要按照一定的原则和方法，先勘察好地铁车站的周边环境，结合地铁车站实际运行情况科学地选择适配的设备。在实际设计与选型时，低压系统电缆电压等级和控制电缆电压等级要求分别为0.6kV/1.0kV和0.45kV/0.75kV，所选线缆能够适应的环境温度是40℃。校验电缆的短路电流稳定性和电压降，并按所载流量来进行截面的选择。针对地下车站的线缆要选择阻燃、低烟、无卤耐火的线缆。敷设电缆时要穿线槽或者保护管，消防设备的线缆要做好防火措施。如果线缆穿越墙体、楼板，要在洞口处做好防火封堵，如果穿越人防段，也要按照人防的设计标准和要求来做好封堵工作，并对线缆穿越的沉降缝、伸缩缝等进行必要保护。

3.4 防雷和接地的优化设计

在设计动力照明系统的过程中，要对防雷和接地的安全与稳定进行全面考虑。防雷、接地系统是地铁车站必备必要配置，该系统再运行时所需的电阻比较小，一般会在0.5Ω以内。设计人员要设计好防雷接地引出线，并在接地桩上标明强电、弱电、等电位等适用类型。在低压配电系统中，运用TN-S的接地形式，动力照明系统使用三相四线制的配线，并设置专用的PE线。同时在设计时，地铁的每个地下车站都要使用共用接地装置，地铁站内所有带金属外壳的带电设备都要使用安全接地方式。地铁站内的环控电控室、水泵房、照明配电室、区间水泵房和风机房、冷冻机房等都要做好等电位联结设计。此外，针对不间断的电源输出端的中性线要和接地装置引出来的干线进行连接，全面做好接地、防雷设计工作，为地铁车站的安全运行做好保障工作[5]。

3.5 智能照明设计

现如今，随着时代的进步、科学技术的发展，为了能够更好地节约能源，重视智能照明控制系统的设计与应用显得尤为重要。智能化的照明控制系统通过借助多种预先设置且不同类型的控制元件、方式，能够精确设置与科学管理不同环境下的光照度，进而实现照明节能的目标。地铁车站公共区域智能照明控制体系设计如图1所示。

图1 地铁车站公共区智能照明控制系统

设计人员在设计智能照明控制系统时，要充分结合其节能的特性，注重运行成本的降低，运用传感装置以及定时装置控制系统来提供照明，并运用网络化的照明控制系统，通过WEB画面就能够对照明的情况进行监控，对空调、照明等电气设备的用电量进行统计和确认，进而将节能的效果清晰明了的展示出来，对于提升地铁车站动力照明系统设计效果非常有利。与此同时，在设计智能照明时，设计一个触动按键来对开关楼宇内的某个区域的所有照明设备进行控制，持续优化和升级照明控制系统的功能，节约照明系统改造的时间和物力、财力。此外，在设计和优化智能照明控制系统时，要从管理可视化、效果人性化、系统网络化、应用场景化、设备数字化以及控制智能化的方面进行完善，旨在提升地铁车站动力照明系统的设计效果与应用水平，为地铁车站的更好运营与发展提供坚实的保障。

4 结束语

综上所述，目前，地铁已经成为大中型城市交通运输的重要方式之一，其能够缓解城市交通运输压力，也能够为人们的日常出行提供很大的便利。在地铁车站中，动力照明系统发挥着重要作用，其时一个集安全、经济、稳定于一体的综合性工程，地铁车站照明系统的平稳运行直接关系到旅客的安全性与舒适度。为了能够更好地保障地铁车站运营的安全性与稳定性，设计人员要结合地铁车站的实际情况，掌握照明系统设计的内容、原则和要求等，对照明系统的动力配电、照明配电、设备与线缆的选型和安装、防雷接地以及智能照明等方面展开优化设计，全方位保障地铁车站照明系统照明功能的发挥，推动地铁车站的运行更加健康、有序与安全，为人们的出行以及城市的发展提供良好的保障。