照明配电箱大修及增设小动力配电箱改造项目分析
——以广州地铁旧线车站为例

吴淑娟

广州地铁设计研究院股份有限公司，广东 广州 510010

0 引言

广州地铁旧线照明配电室的配电箱和车控室照明控制柜大多已投入使用10～20年，箱内开关及线路短路故障频发。目前，箱体老化问题较为严重，如箱体变形、箱门开启/关闭不便、电气元器件功能下降、故障率高等，同时箱体出现锈蚀现象，容易引起漏电事故，存在较大安全隐患。此外，由于一号线没有单独设置二、三级动力配电箱，若二、三级动力负荷线路出现短路，开关越级跳闸时，会影响相应区域的照明[1]。在不降低照明配电箱现有的安全性和功能的基础上，计划对旧线车站的照明配电箱进行大修，更换整套箱体及元器件并增设二、三级小动力配电箱。

1 改造范围和设备功能

车站既有照明配电室的配电箱箱体更换包括节电照明箱、一般照明箱、设备房照明箱、广告照明箱、站厅层应急照明箱、站台层应急照明箱、区间应急照明箱、安全照明箱等。其中，节电照明箱、一般照明箱负责车站公共区普通照明配电；设备房照明箱负责设备区的普通照明配电；广告照明箱负责公共区站厅、站台层的广告照明配电；应急照明箱负责相关区域的应急照明配电；安全照明箱负责电缆夹层的安全照明及安全插座配电。

照明配电室新增二、三级小动力配电箱。二级小动力箱负责车站设备房内的维修箱及插座配电；三级小动力箱负责公共区清扫插座、茶水间电热水器、第三方终端设备等配电。

车站控制室内的照明控制柜更换大修。照明控制柜实现车站节电照明、一般照明、广告照明、区间照明等车控室远方控制及显示功能。

2 新旧线车站照明现状

2.1 旧线车站照明现状

照明分节电照明、一般照明、设备房照明、广告照明、事故照明、安全照明，各照明单独设照明分箱。车站公共区照明中，一般照明占2/3，节电照明占1/3，广告照明可作为一般照明的一部分。出入口照明纳入公共区照明中。在车控室设置照明控制柜，一号线后通段照明控制用的接触器设在照明配电室的照明分箱内，一号线首通段照明控制用接触器设在降压变电所低压柜内。纳入车控室照明控制柜的有一般照明、节电照明、广告照明、区间应急照明。未设专用二级、三级小动力，插座及第三方设备直接接入照明分箱内。

2.2 新线车站照明现状

照明分节电照明、工作照明、设备房照明、广告照明、应急照明、安全照明。在照明配电室设2台照明总箱，交叉负责公共区照明配电。节电照明、工作照明不设分箱，设备房照明、安全照明从照明总箱引出设分箱。广告照明单独设箱。应急照明从应急照明电源装置直接馈出，不单独设箱，部分设备房应急照明设双控开关，平时常灭，火灾时由BAS实现强启。车站公共区照明中，工作照明占1/2，节电照明占1/2，广告照明可作为工作照明的一部分。出入口照明纳入公共区照明中。在照明配电室设BAS控制箱，照明控制用接触器设在照明总箱、广告照明箱、应急照明装置内，设备房应急照明控制通过控制电缆连接到就近照明配电室的BAS控制箱。设专用二级、三级小动力，负责车站维修箱、插座、电开水器等配电。

3 照明改造方案

3.1 照明配电箱大修方案

（1）方案一。由于目前旧线车站照明系统未纳入BAS控制，后续线路照明跟BAS接口是在照明配电室的BAS控制箱，此次改造不含BAS系统部分的改造。因此，在维持原有的车控室照明监控要求的同时，尽量简化将来照明改造接入BAS系统时引起的二次改造，建议引入智能照明系统，具有该系统的照明控制终端同时，预留与BAS系统的通信接口，使二次改造简单[2-3]。智能照明系统包括监控终端、人机界面、交换机、通信网桥、开关控制模块及系统软件组成。

采用智能照明系统，可实现如下控制功能。①开关控制。通过多回路控制模块可实现就地/远方的开关控制。②时钟控制。预留今后出入口飞顶照明时钟控制模块的接入。③简化接线和调试。将现场的控制电缆改成总线连接，便于施工改造时的接线及调试。④预留与BAS通信口。后续BAS系统实施改造时，可直接通过车控室的智能照明主机通信口与BAS连接。将原来车控室的指示灯、按钮等终端控制显示元件更换为先进的触摸屏来实现控制及显示。

该方案基本维持原有的配电特点，更换照明配电室内各分箱，保留分箱内进线开关后的接触器。将接触器的相关继电器信号引入多回路控制模块，可根据分箱的数量采用4、6、8回路控制模块，模块间通过总线连接。由于几个分箱合用一个控制模块，建议将每个照明配电室的控制模块集中在一个箱内安装。在车控室设置智能照明监控终端，通信网桥可提供4路总线一路以太网接口，车站每层每端照明配电室各用一路总线，后续有新增时控、光控、调光等需求时，将相关模块接入就近总线即可。

控制模块采用负载反馈型，可测量每回路电流，将电流反馈到监控终端，可及时监测各回路的灯具完好情况，并具备故障复位功能，在故障的情况下也能保持原有的开关状态。

（2）方案二。该方案同样引入智能照明系统，但控制的是各分箱的出线回路。维持原有的配电特点，更换照明配电室内各分箱，取消进线开关后的接触器，根据各分箱馈出回路数选用4、6、8回路控制模块，将控制模块安装在各分箱馈出回路断路器后，然后通过总线将各模块连接起来。由于监测到各分回路，采用的模块数远多于方案一，但控制方式更为灵活。

两种方案的对比如表1所示。

表1 方案对比

通过对比，推荐采用方案一进行照明配电箱改造。

3.2 增设二、三级小动力配电箱

在照明配电室增设二、三级小动力配电箱，并将原有混接在照明箱内的插座回路等移到相应的二、三级小动力箱内。新增配电箱电源引自降压变电。

3.3 提升配电箱的安全性、可靠性及可用性

（1）安全性。配电箱金属外壳等外露导体部件通过直接的、相互有效连接，或通过由保护导体完成的相互有效连接的确保保护电路的连续性。箱体设置可靠的适用于规定故障条件的接地端子，该端子有一紧固螺钉或螺栓用来连接接地导体。紧固螺钉或螺栓的直径应该不小于12 mm。接地连接点标以《电气设备用图形符号 第2部分：图形符号》（GB/T 5465.2—2008）中规定的“保护接地”符号，和接地系统连接的金属外壳部分看作接地导体。装有电器的可开启的柜门，应用软导线、铜编织带可靠接地。需有防间接接触保护措施：低压配电箱内需有隔板隔开，可防止人身接触带电部分。同时，外露导体需绝缘保护。

（2）可靠性。应选用具有CCC认证的产品，外壳防护等级IP42。配电箱内母线选用铜材；导线选用阻燃型耐热多股绝缘软芯铜线，截面不小于2.5 mm²；接线端子外壳材料应有较好的阻燃性能，自熄灭，不含卤素。面盖采用防火设计，电气强度高，机械性能可靠，不易变形，阻燃性好。

（3）可用性。箱体在满足功能的条件下尺寸需尽量与原来一致或尽量地小。同时，箱门开启角度大于等于135°。

4 结论

通过分析上述各个方案可知，改造项目复杂且未知，如果能从上到下，从控制到设备底层进行改造最为经济可行，且可以取得较好的实施效果，但是目前在实际改造项目中很少能够实现这种设想。文章所提改造方案不仅可以满足原有功能、控制系统，还预留了后续控制系统升级或者改造的可能。