地鐵LED照明設計方案

　　1 引言
　　近年來(lái)。隨著(zhù)國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國汽車(chē)數量急劇增加，道路擁堵日益嚴重，各大城市都相繼建設地下交通(地鐵)。以緩解交通擁堵現象。地鐵常年在地下運行對照明燈有很高的要求。不僅要求節電、高亮度、長(cháng)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。最佳設計的交流電網(wǎng)也不可避免出現停電事故。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(shí)，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(shí)。蓄電池通過(guò)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的成本很高，同時(shí)，經(jīng)過(guò)多次變換。功耗也較大。
　　近年來(lái)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(wàn)小時(shí)。顯色指數可達80以上，遠遠高于高壓鈉燈。由于采用直流恒定電流供電，LED燈不可能出現頻閃。
　　因此。目前已成為最佳的綠色照明燈具。地鐵各車(chē)站采用LED燈不僅可節省大量電費和大量的銅纜。而且還可節省大量的維修費用。同時(shí)也可確保照明質(zhì)量。針對目前地鐵照明系統存在的問(wèn)題。提供了一種結構新穎、成本低。使用壽命長(cháng)，節電效果好?？煽啃愿叩牡罔F照明方案。
　　2 照明分類(lèi)及配電
　　地鐵車(chē)站通常分地下兩層：站廳層和站臺層，其相應的機電設備通常按車(chē)站兩端(A 端和B 端) 布置。車(chē)站照明分：設備區照明、公共區工作照明、公共區節電照明、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(lèi)導向標志照明、三類(lèi)導向標志照明、四類(lèi)導向標志照明、公共區工作照明、節電照明; 二級負荷主要是設備區域工作照明和一類(lèi)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(jìn)線(xiàn)電源引自變電所的兩段低壓母線(xiàn)，并且采用蓄電池作為備用電源。以一地鐵車(chē)站內部照明配電為例，其照明配電系統 如圖1 所示。

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　　圖1 　地鐵照明配電系統圖

　　3 照明配電設計
　　3.1 為便于運營(yíng)和管理，在車(chē)站兩端站臺層和站廳層各設一照明配電室，上下兩層配電室一般是對齊的，這樣便于對本層用電設備的管理和上下層電纜的敷設。公用照明配電箱集中設在照明配電室內，便于控制。
　　3.2 照明種類(lèi)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，統一控制。機房和辦公室照明就地控制。北京地鐵早期設計時(shí)，有一部分照明是列車(chē)停運以后仍繼續工作的常明燈，叫做節電照明。因節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，而統稱(chēng)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應急照明構成。站臺、站廳照明的每個(gè)分區都是兩路照明電源，分為6～8個(gè)支路，交叉配電。在運營(yíng)高峰過(guò)后可以停掉一部分支路，以便于節約照明用電。附屬房間可由單獨回路供電。夜間列車(chē)停運后把一般照明關(guān)閉，車(chē)站照明靠應急照明。
　　3.4 應急照明：為確保車(chē)站出現故障時(shí)能順利、安全地疏散旅客，在地下車(chē)站設置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(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，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(chē)站的站臺、站廳及出人口為常明燈，不設集中控制，車(chē)站附屬房間及設備用房采用就地控制。
　　3.5 車(chē)站附屬房間的單相插座以及站臺、站廳層每隔30m設的單相安全插座，均由單獨回路供電，并裝設漏電保護開(kāi)關(guān)。
　　3.6 區間照明：?jiǎn)尉€(xiàn)隧道設置于行車(chē)方向左側墻上，分工作照明和應急照明，每隔5~6m設一盞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，照明變壓器設于照明配電室內。
　　3.8 地鐵不同場(chǎng)所的照度要求：照明應力求實(shí)用、便于維修，并應依據不同場(chǎng)合要求與建筑形式相配合。為確保車(chē)站、區間的各項功能正常，地下車(chē)站照度標準見(jiàn)表2。

　　表2 地鐵內照度標準值表

　　3.9 地鐵車(chē)站現主要以節能熒光燈(包括日光燈)為主。而在低損耗、高光效的LED燈具出現后，應盡量使用LED燈具作為主要照明用燈。
　　4 區間照明及燈具
　　4.1 地鐵車(chē)站之間的隧道段叫做區間。區間照明即是地鐵的隧道照明。區間照明分工作照明和應急照明，照明燈具布置在行車(chē)方向的左側上部墻壁上，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置一盞應急照明燈，即每隔15m設一應急照明燈。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(shí)，由車(chē)站降壓變電所自動(dòng)切換到蓄電池組供電。區間每隔約120m設一工作照明箱及一應刀照明箱。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 區間照明燈具應具有防水、防塵、耐腐蝕的特點(diǎn)。燈具要適應地鐵隧道內潮濕、有水、通風(fēng)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(shí)不得進(jìn)水。燈具結構要求簡(jiǎn)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(jué)造成影響。光源可采用3W的白光LED燈。采用節能型熒光燈光源時(shí)，應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。因為當應急照明時(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。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)濟技術(shù)比較，采用LED燈具不僅可大大節省能源，而且可以節約運行維護費用。有著(zhù)極大的優(yōu)勢。
　　5 地鐵站照明
　　5.1 地鐵站照明分為：車(chē)站站廳、車(chē)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(shí)不間斷照明。
　　5.2 可改用12W的白光LED日光燈也代替傳統40W日光燈。不僅可節約大量電力，因為L(cháng)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高于傳統日光燈，還可以節省大量的維護費用。
　　6 LED燈具與傳統燈具對換表

　　7 結論
　　7.1 節能率高：平均有70%以上的節能率。
　　7.2 照明品質(zhì)高：LED顯色性比傳統照明燈具高，有效的提高地鐵內的照明品質(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 )有失火等危險出現。
　　7.4 壽命長(cháng)：LED燈具擁有5萬(wàn)小時(shí)的理論使用壽命，實(shí)測使用壽命也已達到5年以上。遠遠超過(guò)所有傳統燈具。