隧道照明工程技术分析

西部探矿工程隧道照明工程技术分析陈丕刚（中铁十三局集团有限公司，吉林长春130031）随着我国高速公路建设的全面展开，长大公路隧道作为解决山地丘陵地区高速公路交通的主要方式，在许多地区陆续兴建。高速公路隧道应具备安全、良好的交通运营环境，隧道机电工程就是实现这一目标的必要手段。而照明系统是隧道机电工程的重要组成部分，对保障隧道内交通运营安全，美化隧道内交通运营环境起到至关重要的作用。因高速公路行车速度较快，一般>100km/h对光线强度及其变化要求非常高。而隧道环境因受到汽车尾气、尘埃、潮湿及化学腐蚀的影响，电气设备运行环境非常恶劣，如何确保电气设备安全稳定运行，进而确保行车安全，具有非常重要的意义。近年来，国内外高速公路隧道交通安全事故时有发生，造成重大的生命财产损失，社会影响极为恶劣。足以引起高度重视。同时，隧道照明系统代表着隧道机电工程的外观形象，其质量的优劣直接影响隧道环境。可以说，照明系统是实施隧道机电工程成败的关键。另外，照明系统不是孤立存在的，它受土建工程制约*大，又与机电工程的其它系统密不可分，隧道机电工程作为一个整体，包括照明系统、通风系统、供电系统、消防系统、交通监控系统、闭路电视系统、通信系统，火灾报警系统及中心控制系统，涵盖了电力、电机、电子、计算机、通信、机械、交通等多个专业。 笔者曾参加广东省内多座高速公路隧道机电工程施工，一直从事一线工程技术工作。结合亲身经历和相关技术资料，谈谈对隧道机电工程照明系统设计及施工技术的一点看法。 1供电技术分析1.1照明负荷1.1.1负荷等级隧道照明系统按使用功能不同，可划分为基本照明、加强照明、应急照明、洞口路灯照明及横通道照明，其中应急照明及基本照明为一级负荷，其它为二级负荷。 1.1.2负荷性质隧道照明采用隧道专用灯具，具备适应隧道环境的多种特性，光源采用高压钠灯，附属电器有触发器、镇流器及补偿电容等。隧道灯具为耐用结构（达到GB7000要求）并且防水防尘（达到GB9001中的IP65）其光学系统满足隧道内所需的布置方式达到规定的高度标准，反射器采用适合隧道照明的低眩光配光。电气特性有补偿功率达到0.9启动电流应小于工作电流，启动电压220V*10%，恢复启动时间 1km的隧道宜设两座变配电所。 隧道变配电所的设置遵循以下原则：减少低压线路电压降；隧道变配电所一般设置于隧道两端，有两种方式：独立式和附属式。独立式应用较广泛。因纵向射流机械通风及自然通风方式对隧道出口污染严重，故具体所址宜在隧道两端入口外侧光源寿命隧道灯具魅要shin矿擂地带八该式照el.气运厉西部探矿工程筑，具较大的使用空间和良好的通风效果，适宜电气设备的稳定运行和有人职守。同时可将隧道监控中心与其合建，便于维护及管理。另外，隧道洞口端一般位于山脚地带，地形较复杂，在隧道主体工程设计时就应考虑预留变电所位置，对于桥隧相接或极为陡峭的隧道口变电所造址应移位或选择附属式。附属式变电所设于隧道两端两洞间专用设备洞室内，与隧道主体工程同步施工。该洞室宜左右洞连通。具有足够大的空间，有利于洞内通风及设备安装和运行。该式变电所设备运行环境恶劣。潮湿严重，应在设备洞室内设置专用通风设备。风向应由入口端吹向出口端，适于无人职守及远程控制。 1.5配电设备高压配电系统为双电源进线，单母线分段接线形式，正常运行时两路电源同时供电，母联柜断开，当一路外线停电时该进线柜分闸而母联柜合闸，当该进线恢复供电时，则恢复正常运行状态，高压配电柜配备微机电力继电保护智能模块可就地或远程自动控制。 低压配电系统为三电源进线单母线分段接线形式。正常运行时，两路主用电源同时供电。主母联断开，两路电源互为备用，自动投入。当两路主用电源失电后，自动启动备用电源一柴油发电机组供电，需减少二类负荷。进线电源应具有瞬时、短延时、长延时三级保护。出线电源应具有短路、过流保护。 应急照明供电系统若采用UPS供电，其环节较复杂，UPS电源具有旁路和在线两种运行方式。需手动切换，在线运行方式在失电时可自动切换蓄电池经逆变交流输出供电。在应急照明供电中，UPS电流应为独立的备用电源。处于在线工作方式，另设置一路专用主供应急照明电源。该电源与UPS电源为应急照明的两路供电电源，两者间可相互切换，当主供电源失电后，自动切换到UPS电源供电，当主供电恢复时，自动切换到主供电源供电，UPS电源处于备用状态，两路电源的运行方式为一主一备，UPS电源之所以不投入在线主供运行，是因为一般情况下应急下进行UPS切换。可减少其故障发生，大功率UPS维护，UPS电源出线开关，选择应合理，尽可能减少UPS电源过载运行。 高压配电柜选择手车式，开关为真空断路器，低压配电柜选择抽屉式，利于更换与维护。 1.6配电电缆选择和敷设电缆选择按照温升选择截面并通过电压损失校验。若不满足需放大截面，保证供电末端电压降0.4.车道路面纵向均匀度（Lnl/Lmax）（与车道中轴线平行的线上*小亮*大亮度）>0.6表1照明系统设置项目长度灯具型号布置方式单侧灯具间距路面亮度（d/m2入口段400W高压钠灯对称布置过渡段Ltrl 250W高压钠灯对称布置过渡段Ltr2 100W高压钠灯对称布置中间段Lin 100W高压钠灯交错布置出口段Lex 150W高压钠灯对称布置横通道100W高压钠灯中央布置洞外引道250W高压钠灯行车向左侧应急照明2X36W荧光灯交错布置2.3隧道照明系统功能按白天、傍晚（或阴天、浓雾天）、夜间、深夜进行四级控制，既保证行车安全需要又节约电能。 隧道入口段、过渡段、出口段用于加强照明的400W\ 100W：高压钠灯白天开启，傍晚（或阴雨天、浓雾天）间隔减半，夜间关闭。 用于基本照明的100WA高压钠灯在深夜只开启行车方向左侧灯具，其余时间全开。 洞外引道路灯照明夜间及深夜开启，其它时间常闭。 横通道100WA高压钠灯常闭，只在临时使用或发生紧急情况下开启、各工况亮度指标详见表2.表2隧道照明控制参数表（单位：d/m2）运行工况洞外亮度指标或时间入口照明段过渡照明段1过渡照明段2中间段出口照明段横应急照明洞外路灯白天傍晚及阴雨天夜间深夜非常重要的，该弧形洞门因洞壁横向弧度一致宜采用横向推拉式，上下加装导槽，颜色与洞壁装饰色一致，门板的材料选择是关键，该材料应能防火，具有一定的强度及韧度并经过一段时间后能够固化。 对于灯具的线性美观度，因受到隧道土建衬砌误差较大的影响，无法保证灯具安装后的整体线性美观度，如何消除土建误差，确保灯具安装的线性美观度，也同样有两种方案供选择：其一用型钢制作标准线性安装基座，该基座沿整个洞壁敷设可达到理想的平滑曲线，灯具及支架安装于该底座上，该方案可完全实现灯具安装的整体线性美观，灯具调整方便，但其加装线性底座装非m常办，如何选择翻的洞*Mshin对M美观效造成影响沿造价蔌，：/安Mm不Jt保表3每套隧道灯具的技术指标项目技术指标400W1高压钠灯4800lm250W'高压钠灯28000lm光通量150W高压钠灯16000lm100W1高压钠灯9000lm2X36W'荧光灯2X3000lm光源寿命24000h适应电压220V士10%外壳打开方式前开门式防护等级IP65灯具外壳>25mm厚的整块高压铝合金板（含铜0.8mm，99.5%高纯的反射器铝板制成，结构坚固，能经受清洗，搬动不变形，阳极作氧化处理玻璃面罩>5mm厚的不散光耐温钢化玻璃电器寿命5年表4每套应急照明灯具的技术指标项目技术指标项目技术指标光通量2X3000lm防护等级IP65灯具功率2X36W放电时间15000h电器寿命5年适应电压220V士二改造灯具支撑系统，使其除具备照射角度调节功能外还具有垂直于洞壁方向的伸缩调节功能。该方案能较好地调整灯具性美观度，且造价低廉，安装牢固，但灯具调节难度较大。该支撑系统的具体形式如、所示。 2.5隧道照明系统自动控制照明系统主控电器为PLC可编程控制器。隧道洞外亮度传感器信号（4~20mA）传到可编程控制器输入模块，通过PLC可编程控制器的CPU模块自动编程，并输出信号对出口继电器自动控制，进而对低压照明馈线回路的开关进行自动控制，同时各馈线回路的接触器辅助触点的开闭状态信号输入PLC可编程控制器。各种数字模拟信号通过可编程控制器处理后再通过通信接口上传至中央控制室的临控计算机，监控计算机及PLC可编程控制器通过编制的软件程序针对隧道照明的各种工况，对各个照明回路的开启与关闭进行相应的自动控制，控制系统图如所示。 点NX1S点16点MOBIBUSDZ输入DI输出AI输入反馈信号照度仪检信号*Q-开灯命令*至监控中心控制系统图西部探矿工程14照明灯具2.4.1技术指标（见表3、表4）2.4.2支撑系统支撑系统包括各种必要的型钢、支撑榫销、螺栓等全部材料。 所有支撑系统金属部件及表面必须是防腐材料，能承受潮湿环境和有害气体的腐蚀。支撑系统应能承受所支撑的设备和支撑系统本身的3倍重量影响隧道内环境美观的主要指标有两项，一是灯具性线美观度；二是洞壁装潢，对于洞壁装潢可采用瓷片装潢。