地铁LED照明设计方案

　　1 引言
　　近年来。随着国民经济的迅速发展，我国汽车数量急剧增加，道路拥堵日益严重，各大城市都相继建设地下交通(地铁)。以缓解交通拥堵现象。地铁常年在地下运行对照明灯有很高的要求。不仅要求节电、高亮度、长寿命。还必须保证不间断照明。
　　目前，常用的白炽灯、日光灯、高压钠灯等都由交流电网供电。最佳设计的交流电网也不可避免出现停电事故。为了确保地下不间断照明。通常必须安装由整流器、蓄电池和逆变器等部分组成的应急照明电源。当电网正常供电时，交流电经整流器后变为直流电给蓄电池充电;当电网中断供电时。蓄电池通过逆变器把直流电变为交流电，给照明灯具供电。这种不间断照明系统的成本很高，同时，经过多次变换。功耗也较大。
　　近年来由直流电源供电的半导体照明灯(LED)得到迅速发展，这种照明灯比白炽灯节电90% ，在同等功率下LED比普通日光灯和高压钠灯的发光强度高40%以上。而且LED灯的寿命可达l0万小时。显色指数可达80以上，远远高于高压钠灯。由于采用直流恒定电流供电，LED灯不可能出现频闪。
　　因此。目前已成为最佳的绿色照明灯具。地铁各车站采用LED灯不仅可节省大量电费和大量的铜缆。而且还可节省大量的维修费用。同时也可确保照明质量。针对目前地铁照明系统存在的问题。提供了一种结构新颖、成本低。使用寿命长，节电效果好。可靠性高的地铁照明方案。
　　2 照明分类及配电
　　地铁车站通常分地下两层：站厅层和站台层，其相应的机电设备通常按车站两端(A 端和B 端) 布置。车站照明分：设备区照明、公共区工作照明、公共区节电照明、电缆夹层照明、导向标志照明、按负荷等级分：一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷主要有：事故照明、二类导向标志照明、三类导向标志照明、四类导向标志照明、公共区工作照明、节电照明; 二级负荷主要是设备区域工作照明和一类导向标志照明; 三级负荷主要有广告照明。事故照明电源室的进线电源引自变电所的两段低压母线，并且采用蓄电池作为备用电源。以一地铁车站内部照明配电为例，其照明配电系统 如图1 所示。

 

　　图1 　地铁照明配电系统图

　　3 照明配电设计
　　3.1 为便于运营和管理，在车站两端站台层和站厅层各设一照明配电室，上下两层配电室一般是对齐的，这样便于对本层用电设备的管理和上下层电缆的敷设。公用照明配电箱集中设在照明配电室内，便于控制。
　　3.2 照明种类和控制方式：照明分为一般照明、应急照明、诱导照明、广告照明和安全照明。公用照明集中管理，统一控制。机房和办公室照明就地控制。北京地铁早期设计时，有一部分照明是列车停运以后仍继续工作的常明灯，叫做节电照明。因节电照明的词义不能正确表达其照明性质，一些城市的地铁不用该词，而统称为一般照明。
　　3.3 站台层和站厅层的照明主要由一般照明和I应急照明构成。站台、站厅照明的每个分区都是两路照明电源，分为6～8个支路，交叉配电。在运营高峰过后可以停掉一部分支路，以便于节约照明用电。附属房间可由单独回路供电。夜间列车停运后把一般照明关闭，车站照明靠应急照明。
　　3.4 应急照明：为确保车站出现故障时能顺利、安全地疏散旅客，在地下车站设置220V蓄电池组，在两路交流电源都失压的状态下向应急照明供电。地下铁道应急照明多为白炽灯，正常情况下由交流电源供电，当交流电源停电时自动切换到蓄电池组供电。这里可使用3W的白光LED灯，正常由交流220V电源供电，交流电源停电时自动切换到蓄电池组供电。3W的白光LED灯与60W白炽灯的照度相当，而电功率却只有白炽灯的1/15左右，寿命也有白炽灯的10倍左右。应急照明在车站的站台、站厅及出人口为常明灯，不设集中控制，车站附属房间及设备用房采用就地控制。
　　3.5 车站附属房间的单相插座以及站台、站厅层每隔30m设的单相安全插座，均由单独回路供电，并装设漏电保护开关。
　　3.6 区间照明：单线隧道设置于行车方向左侧墙上，分工作照明和应急照明，每隔5~6m设一盏3W的白光LED灯，两种照明相间布置，工作照明和应急照明均由变电所交直流屏直接供电，区间工作照明由变电所控制。
　　3.7 安全照明：站台板下安全照明采用36V安全电压，照明变压器设于照明配电室内。
　　3.8 地铁不同场所的照度要求：照明应力求实用、便于维修，并应依据不同场合要求与建筑形式相配合。为确保车站、区间的各项功能正常，地下车站照度标准见表2。

 

　　表2 地铁内照度标准值表

　　3.9 地铁车站现主要以节能荧光灯(包括日光灯)为主。而在低损耗、高光效的LED灯具出现后，应尽量使用LED灯具作为主要照明用灯。
　　4 区间照明及灯具
　　4.1 地铁车站之间的隧道段叫做区间。区间照明即是地铁的隧道照明。区间照明分工作照明和应急照明，照明灯具布置在行车方向的左侧上部墙壁上，每隔5到6m布置一盏照明灯具。工作照明和应急照明相间布置，每隔两盏工作照明灯设置一盏应急照明灯，即每隔15m设一应急照明灯。工作照明用三相交流电源送电，应急照明正常由单相交流电源供电，交流电源故障时，由车站降压变电所自动切换到蓄电池组供电。区间每隔约120m设一工作照明箱及一应刀照明箱。每个照明箱出两回路，分别沿隧道方向各带约60m的照明灯具。
　　4.2 区间照明灯具应具有防水、防尘、耐腐蚀的特点。灯具要适应地铁隧道内潮湿、有水、通风不良的环境。要求密闭性能好(防护性能达到IP65)，且散热良好。灯具清洁冲洗时不得进水。灯具结构要求简单，安装方便，维修和更换光源时操作方便。灯具要具有良好的防震性能，在地铁震动的条件下，以保证光源具有较高的使用寿命。灯具的光效率应大于60 lm/W。灯具应具有一定的遮光性能，以避免对司机视觉造成影响。光源可采用3W的白光LED灯。采用节能型荧光灯光源时，应急照明灯要求能做到交直流两用，且瞬时启动，采用LED灯具是最好的选择。因为当应急照明时，变电所送出220V直流电源;正常照明时，变电所送出为220V交流电源。LED灯具功率仅3W，与60W白炽灯的光通量相当。而且LED灯具的寿命为50000小时，而白炽灯的寿命仅为1000小时。经经济技术比较，采用LED灯具不仅可大大节省能源，而且可以节约运行维护费用。有着极大的优势。
　　5 地铁站照明
　　5.1 地铁站照明分为：车站站厅、车站站台、出人口通道、楼梯和办公室。照明亮度要求比较高，一般多采用40W的传统日光灯照明。灯具排列密度高，耗电量非常大，在电力供应正常情况下，需要24小时不间断照明。
　　5.2 可改用12W的白光LED日光灯也代替传统40W日光灯。不仅可节约大量电力，因为LED光源的显色性高，照明效果也能得到大幅度提高。LED日光灯的使用寿命也远高于传统日光灯，还可以节省大量的维护费用。
　　6 LED灯具与传统灯具对换表

 

　　7 结论
　　7.1 节能率高：平均有70%以上的节能率。
　　7.2 照明品质高：LED显色性比传统照明灯具高，有效的提高地铁内的照明品质。
　　7.3 安全性好：LED灯具的工作温度一般在50度以下，不会有失火等危险出现。
　　7.4 寿命长：LED灯具拥有5万小时的理论使用寿命，实测使用寿命也已达到5年以上。远远超过所有传统灯具。