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摘要：  針對目前地鐵地下車站照明設(shè)計存在的問題，從照明配電、參數(shù)計算、系統(tǒng)優(yōu)化、更節(jié)能的LED燈具選擇等方面提出了優(yōu)化設(shè)計建議，并在實際設(shè)計中應用，取得了很好的設(shè)計效果。

關(guān)鍵字：  逆變器，  LED，  電源，  變壓器

針對目前地鐵地下車站照明設(shè)計存在的問題，從照明配電、參數(shù)計算、系統(tǒng)優(yōu)化、更節(jié)能的LED燈具選擇等方面提出了優(yōu)化設(shè)計建議，并在實際設(shè)計中應用，取得了很好的設(shè)計效果。

1 引言

近年來。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國汽車數(shù)量急劇增加，道路擁堵日益嚴重，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。地鐵常年在地下運行對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急照明電源。當電網(wǎng)正常供電時，交流電經(jīng)整流器后變?yōu)橹绷麟娊o蓄電池充電;當電網(wǎng)中斷供電時。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，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)光強度高40%以上。而且LED燈的壽命可達l0萬小時。顯色指數(shù)可達80以上，遠遠高于高壓鈉燈。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)省大量電費和大量的銅纜。而且還可節(jié)省大量的維修費用。同時也可確保照明質(zhì)量。針對目前地鐵照明系統(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。可靠性高的地鐵照明方案。

2 照明分類及配電

地鐵車站(地下軌道交通)通常分地下兩層：站廳層和站臺層，其相應的機電設(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、導向標志照明、按負荷等級分：一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷主要有：事故照明、二類導向標志照明、三類導向標志照明、四類導向標志照明、公共區(qū)工作照明、節(jié)電照明; 二級負荷主要是設(shè)備區(qū)域工作照明和一類導向標志照明; 三級負荷主要有廣告照明。事故照明電源室的進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。

3 照明配電設(shè)計

3.1 為便于運營和管理，在車站兩端站臺層和站廳層各設(shè)一照明配電室，上下兩層配電室一般是對齊的，這樣便于對本層用電設(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、應急照明、誘導照明、廣告照明和安全照明。公用照明集中管理，統(tǒng)一控制。機房和辦公室照明就地控制。北京地鐵早期設(shè)計時，有一部分照明是列車停運以后仍繼續(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 站臺層和站廳層的照明主要由一般照明和I應急照明構(gòu)成。站臺、站廳照明的每個分區(qū)都是兩路照明電源，分為6~8個支路，交叉配電。在運營高峰過后可以停掉一部分支路，以便于節(jié)約照明用電。附屬房間可由單獨回路供電。夜間列車停運后把一般照明關(guān)閉，車站照明靠應急照明。

3.4 應急照明：為確保車站出現(xiàn)故障時能順利、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)下向應急照明供電。地下鐵道應急照明多為白熾燈，正常情況下由交流電源供電，當交流電源停電時自動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，交流電源停電時自動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，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。應急照明在車站的站臺、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、站廳層每隔30m設(shè)的單相安全插座，均由單獨回路供電，并裝設(shè)漏電保護開關(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：照明應力求實用、便于維修，并應依據(jù)不同場合要求與建筑形式相配合。為確保車站、區(qū)間的各項功能正常，地下車站照度標準見表2.

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(地下軌道交通)的隧道照明。區(qū)間照明分工作照明和應急照明，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。工作照明和應急照明相間布置，每隔兩盞工作照明燈設(shè)置一盞應急照明燈，即每隔15m設(shè)一應急照明燈。工作照明用三相交流電源送電，應急照明正常由單相交流電源供電，交流電源故障時，由車站降壓變電所自動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刀照明箱。每個照明箱出兩回路，分別沿隧道方向各帶約60m的照明燈具。

4.2 區(qū)間照明燈具應具有防水、防塵、耐腐蝕的特點。燈具要適應地鐵隧道內(nèi)潮濕、有水、通風不良的環(huán)境。要求密閉性能好(防護性能達到IP65)，且散熱良好。燈具清潔沖洗時不得進水。燈具結(jié)構(gòu)要求簡單，安裝方便，維修和更換光源時操作方便。燈具要具有良好的防震性能，在地鐵震動的條件下，以保證光源具有較高的使用壽命。燈具的光效率應大于60 lm/W.燈具應具有一定的遮光性能，以避免對司機視覺造成影響。光源可采用3W的白光LED燈。采用節(jié)能型熒光燈光源時，應急照明燈要求能做到交直流兩用，且瞬時啟動，采用LED燈具是最好的選擇。因為當應急照明時，變電所送出220V直流電源;正常照明時，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。而且LED燈具的壽命為50000小時，而白熾燈的壽命僅為1000小時。經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)比較，采用LED燈具不僅可大大節(jié)省能源，而且可以節(jié)約運行維護費用。有著極大的優(yōu)勢。

5 地鐵站照明

5.1 地鐵站照明分為：車站站廳、車站站臺、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，在電力供應正常情況下，需要24小時不間斷照明。

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，因為LED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高于傳統(tǒng)日光燈，還可以節(jié)省大量的維護費用。

6 LED燈具與傳統(tǒng)燈具對換表

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，不會有失火等危險出現(xiàn)。

7.4 壽命長：LED燈具擁有5萬小時的理論使用壽命，實測使用壽命也已達到5年以上。遠遠超過所有傳統(tǒng)燈具。