地鐵LED照明設(shè)計(jì)方案

　　1 引言
　　近年來。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國汽車數(shù)量急劇增加，道路擁堵日益嚴(yán)重，各大城市都相繼建設(shè)地下交通(地鐵)。以緩解交通擁堵現(xiàn)象。地鐵常年在地下運(yùn)行對(duì)照明燈有很高的要求。不僅要求節(jié)電、高亮度、長壽命。還必須保證不間斷照明。
　　目前，常用的白熾燈、日光燈、高壓鈉燈等都由交流電網(wǎng)供電。最佳設(shè)計(jì)的交流電網(wǎng)也不可避免出現(xiàn)停電事故。為了確保地下不間斷照明。通常必須安裝由整流器、蓄電池和逆變器等部分組成的應(yīng)急照明電源。當(dāng)電網(wǎng)正常供電時(shí)，交流電經(jīng)整流器后變?yōu)橹绷麟娊o蓄電池充電;當(dāng)電網(wǎng)中斷供電時(shí)。蓄電池通過逆變器把直流電變?yōu)榻涣麟?，給照明燈具供電。這種不間斷照明系統(tǒng)的成本很高，同時(shí)，經(jīng)過多次變換。功耗也較大。
　　近年來由直流電源供電的半導(dǎo)體照明燈(LED)得到迅速發(fā)展，這種照明燈比白熾燈節(jié)電90% ，在同等功率下LED比普通日光燈和高壓鈉燈的發(fā)光強(qiáng)度高40%以上。而且LED燈的壽命可達(dá)l0萬小時(shí)。顯色指數(shù)可達(dá)80以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高壓鈉燈。由于采用直流恒定電流供電，LED燈不可能出現(xiàn)頻閃。
　　因此。目前已成為最佳的綠色照明燈具。地鐵各車站采用LED燈不僅可節(jié)省大量電費(fèi)和大量的銅纜。而且還可節(jié)省大量的維修費(fèi)用。同時(shí)也可確保照明質(zhì)量。針對(duì)目前地鐵照明系統(tǒng)存在的問題。提供了一種結(jié)構(gòu)新穎、成本低。使用壽命長，節(jié)電效果好?？煽啃愿叩牡罔F照明方案。
　　2 照明分類及配電
　　地鐵車站通常分地下兩層：站廳層和站臺(tái)層，其相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備通常按車站兩端(A 端和B 端) 布置。車站照明分：設(shè)備區(qū)照明、公共區(qū)工作照明、公共區(qū)節(jié)電照明、電纜夾層照明、導(dǎo)向標(biāo)志照明、按負(fù)荷等級(jí)分：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷主要有：事故照明、二類導(dǎo)向標(biāo)志照明、三類導(dǎo)向標(biāo)志照明、四類導(dǎo)向標(biāo)志照明、公共區(qū)工作照明、節(jié)電照明; 二級(jí)負(fù)荷主要是設(shè)備區(qū)域工作照明和一類導(dǎo)向標(biāo)志照明; 三級(jí)負(fù)荷主要有廣告照明。事故照明電源室的進(jìn)線電源引自變電所的兩段低壓母線，并且采用蓄電池作為備用電源。以一地鐵車站內(nèi)部照明配電為例，其照明配電系統(tǒng) 如圖1 所示。

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　　圖1 　地鐵照明配電系統(tǒng)圖

　　3 照明配電設(shè)計(jì)
　　3.1 為便于運(yùn)營和管理，在車站兩端站臺(tái)層和站廳層各設(shè)一照明配電室，上下兩層配電室一般是對(duì)齊的，這樣便于對(duì)本層用電設(shè)備的管理和上下層電纜的敷設(shè)。公用照明配電箱集中設(shè)在照明配電室內(nèi)，便于控制。
　　3.2 照明種類和控制方式：照明分為一般照明、應(yīng)急照明、誘導(dǎo)照明、廣告照明和安全照明。公用照明集中管理，統(tǒng)一控制。機(jī)房和辦公室照明就地控制。北京地鐵早期設(shè)計(jì)時(shí)，有一部分照明是列車停運(yùn)以后仍繼續(xù)工作的常明燈，叫做節(jié)電照明。因節(jié)電照明的詞義不能正確表達(dá)其照明性質(zhì)，一些城市的地鐵不用該詞，而統(tǒng)稱為一般照明。
　　3.3 站臺(tái)層和站廳層的照明主要由一般照明和I應(yīng)急照明構(gòu)成。站臺(tái)、站廳照明的每個(gè)分區(qū)都是兩路照明電源，分為6～8個(gè)支路，交叉配電。在運(yùn)營高峰過后可以停掉一部分支路，以便于節(jié)約照明用電。附屬房間可由單獨(dú)回路供電。夜間列車停運(yùn)后把一般照明關(guān)閉，車站照明靠應(yīng)急照明。
　　3.4 應(yīng)急照明：為確保車站出現(xiàn)故障時(shí)能順利、安全地疏散旅客，在地下車站設(shè)置220V蓄電池組，在兩路交流電源都失壓的狀態(tài)下向應(yīng)急照明供電。地下鐵道應(yīng)急照明多為白熾燈，正常情況下由交流電源供電，當(dāng)交流電源停電時(shí)自動(dòng)切換到蓄電池組供電。這里可使用3W的白光LED燈，正常由交流220V電源供電，交流電源停電時(shí)自動(dòng)切換到蓄電池組供電。3W的白光LED燈與60W白熾燈的照度相當(dāng)，而電功率卻只有白熾燈的1/15左右，壽命也有白熾燈的10倍左右。應(yīng)急照明在車站的站臺(tái)、站廳及出人口為常明燈，不設(shè)集中控制，車站附屬房間及設(shè)備用房采用就地控制。
　　3.5 車站附屬房間的單相插座以及站臺(tái)、站廳層每隔30m設(shè)的單相安全插座，均由單獨(dú)回路供電，并裝設(shè)漏電保護(hù)開關(guān)。
　　3.6 區(qū)間照明：單線隧道設(shè)置于行車方向左側(cè)墻上，分工作照明和應(yīng)急照明，每隔5~6m設(shè)一盞3W的白光LED燈，兩種照明相間布置，工作照明和應(yīng)急照明均由變電所交直流屏直接供電，區(qū)間工作照明由變電所控制。
　　3.7 安全照明：站臺(tái)板下安全照明采用36V安全電壓，照明變壓器設(shè)于照明配電室內(nèi)。
　　3.8 地鐵不同場所的照度要求：照明應(yīng)力求實(shí)用、便于維修，并應(yīng)依據(jù)不同場合要求與建筑形式相配合。為確保車站、區(qū)間的各項(xiàng)功能正常，地下車站照度標(biāo)準(zhǔn)見表2。

　　表2 地鐵內(nèi)照度標(biāo)準(zhǔn)值表

　　3.9 地鐵車站現(xiàn)主要以節(jié)能熒光燈(包括日光燈)為主。而在低損耗、高光效的LED燈具出現(xiàn)后，應(yīng)盡量使用LED燈具作為主要照明用燈。
　　4 區(qū)間照明及燈具
　　4.1 地鐵車站之間的隧道段叫做區(qū)間。區(qū)間照明即是地鐵的隧道照明。區(qū)間照明分工作照明和應(yīng)急照明，照明燈具布置在行車方向的左側(cè)上部墻壁上，每隔5到6m布置一盞照明燈具。工作照明和應(yīng)急照明相間布置，每隔兩盞工作照明燈設(shè)置一盞應(yīng)急照明燈，即每隔15m設(shè)一應(yīng)急照明燈。工作照明用三相交流電源送電，應(yīng)急照明正常由單相交流電源供電，交流電源故障時(shí)，由車站降壓變電所自動(dòng)切換到蓄電池組供電。區(qū)間每隔約120m設(shè)一工作照明箱及一應(yīng)刀照明箱。每個(gè)照明箱出兩回路，分別沿隧道方向各帶約60m的照明燈具。
　　4.2 區(qū)間照明燈具應(yīng)具有防水、防塵、耐腐蝕的特點(diǎn)。燈具要適應(yīng)地鐵隧道內(nèi)潮濕、有水、通風(fēng)不良的環(huán)境。要求密閉性能好(防護(hù)性能達(dá)到IP65)，且散熱良好。燈具清潔沖洗時(shí)不得進(jìn)水。燈具結(jié)構(gòu)要求簡單，安裝方便，維修和更換光源時(shí)操作方便。燈具要具有良好的防震性能，在地鐵震動(dòng)的條件下，以保證光源具有較高的使用壽命。燈具的光效率應(yīng)大于60 lm/W。燈具應(yīng)具有一定的遮光性能，以避免對(duì)司機(jī)視覺造成影響。光源可采用3W的白光LED燈。采用節(jié)能型熒光燈光源時(shí)，應(yīng)急照明燈要求能做到交直流兩用，且瞬時(shí)啟動(dòng)，采用LED燈具是最好的選擇。因?yàn)楫?dāng)應(yīng)急照明時(shí)，變電所送出220V直流電源;正常照明時(shí)，變電所送出為220V交流電源。LED燈具功率僅3W，與60W白熾燈的光通量相當(dāng)。而且LED燈具的壽命為50000小時(shí)，而白熾燈的壽命僅為1000小時(shí)。經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，采用LED燈具不僅可大大節(jié)省能源，而且可以節(jié)約運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。有著極大的優(yōu)勢(shì)。
　　5 地鐵站照明
　　5.1 地鐵站照明分為：車站站廳、車站站臺(tái)、出人口通道、樓梯和辦公室。照明亮度要求比較高，一般多采用40W的傳統(tǒng)日光燈照明。燈具排列密度高，耗電量非常大，在電力供應(yīng)正常情況下，需要24小時(shí)不間斷照明。
　　5.2 可改用12W的白光LED日光燈也代替?zhèn)鹘y(tǒng)40W日光燈。不僅可節(jié)約大量電力，因?yàn)長ED光源的顯色性高，照明效果也能得到大幅度提高。LED日光燈的使用壽命也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)日光燈，還可以節(jié)省大量的維護(hù)費(fèi)用。
　　6 LED燈具與傳統(tǒng)燈具對(duì)換表

　　7 結(jié)論
　　7.1 節(jié)能率高：平均有70%以上的節(jié)能率。
　　7.2 照明品質(zhì)高：LED顯色性比傳統(tǒng)照明燈具高，有效的提高地鐵內(nèi)的照明品質(zhì)。
　　7.3 安全性好：LED燈具的工作溫度一般在50度以下，不會(huì)有失火等危險(xiǎn)出現(xiàn)。
　　7.4 壽命長：LED燈具擁有5萬小時(shí)的理論使用壽命，實(shí)測(cè)使用壽命也已達(dá)到5年以上。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所有傳統(tǒng)燈具。