浅析地铁车站低压配电的消防设计

浅析地铁车站低压配电的消防设计

陈维鑫

（广西南宁市轨道交通集团运营分公司广西省南宁市530029）

摘要：地铁车站与一般民用建筑有很大区别，故在消防设计时很难直接套用民用建筑设计规范。但若是不参照现有规范执行，消防审查和消防验收都很难过关。所以，需要根据地铁行业专门的消防设计规范，结合地铁实际情况，以期使地铁建设达到经济和消防可靠性的最佳匹配。

关键词：地铁车站；低压配电；消防设计

引言

地铁作为一种高效、安全、环保的交通方式，近年来其建设方兴未艾。据统计，截至2016年1月，内地已开通运营地铁里程约为3159km，规划到2020年，开通运营6000km。地铁建设事关国计民生，特别是随着近些年偶有发生的重大消防事故，使得人们对于如何保障地铁消防安全更为关注。

1、地铁车站消防负荷等级及供电方式

地铁车站内参与消防的主要设备有：消防泵、事故风机及其配套风阀、应急照明、防火卷帘、兼做消防疏散的自动扶梯、火灾自动报警系统设备（即FAS）、气体灭火系统设备、环境与设备监控系统设备（即BAS）等。此外还有其他火灾时间接参与消防的设备，如：屏蔽门、变电所操作电源以及通信系统和信号系统设备等。以上设备均按一级负荷供电，采用双电源双回路供电方式。应急照明还设置有EPS电源，FAS系统、BAS系统、通信系统以及信号系统自行设置UPS电源。在某些城市新建线路，通常将FAS系统、BAS系统以及综合监控系统和通信系统的UPS电源进行整合，以集约设备用房。

2、与FAS和BAS系统的设计接口

在普通民建设计中，FAS及BAS等弱电系统兼由配电专业进行设计，而在地铁一般有专门的专业进行设计。低压配电为FAS和BAS系统提供2回380V电源、接地端子以及相关监视控制接线端子。消防时一般由FAS系统探测到火灾信息，经过判断确认为火灾之后，发出警报，并将信息发送给BAS系统，同时向BAS系统发送相应火灾模式指令，BAS系统按既定原则执行火灾运行模式，向配电线路上的断路器发送通断指令，实现关联设备的运行，并向FAS反馈模式执行状态。消防设备与非消防设备自变电所低压柜出线起分开供电，非消防设备的配电在火灾工况下，通过FAS或BAS系统切除。

3、应急照明

3.1应急照度

应急照明设置有EPS电源，照度标准参照《城市轨道交通照明》执行。一般工作场所的应急照明兼做夜间巡检、值班照明，应急照度不小于正常照度的10%，车控室、消防水泵房以及配电室等房间，应急照度为正常的100%。车站公共区的应急照明为常亮，不设就地控制。设备区应急照明可为常亮，可设置就地控制。设置就地控制的回路，在消防时须强行启动。站内疏散指示灯按间距不大于10m布置，安全出口设置于疏散门的正上方。

3.2EPS容量选择

除应急照明外，EPS还需为疏散导向指示牌及区间照明等提供电源。《地铁设计规范》要求EPS容量断电时连续照明时间不小于60分钟，《民用建筑电气设计规范》要求EPS蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90分钟。由于地铁车站空间小，布局简单，基本在火灾发生的20分钟内可以疏散完毕，故建议采用60分钟的标准。

4、线缆选型及敷设

4.1规范要求

《建筑设计防火规范》10.1.10条规定，消防动力负荷电源电缆选用低烟无卤阻燃耐火型，或矿物绝缘耐火型；照明电源电线选用低烟无卤阻燃耐火型。线路敷设时，除矿物绝缘耐火电缆可明敷，其余电缆电线均应穿金属导管或封闭式金属槽盒并加保护措施。此外消防线路与非消防线路分别敷设在不同的电缆井内，当无法满足时须消防线路采用矿物绝缘不燃性电缆。

4.2执行难度由于地铁车站空间有限，难以做到一端至少有两处电缆竖井；且车站内消防时需运行的设备极多，其中很多是平消兼用设备，若都选用矿物绝缘电缆，将极大增加车站造价。

4.3应对措施，根据规范编制专家解释，之所以推荐使用矿物绝缘电缆，是为了满足《民用建筑电气设计规范》第13.9.13条规定的“重要消防用电设备火灾时最少持续供电时间不小于180分钟”。但是只提高电缆耐火性无法达到此目的，当发生火灾时各配电线路的开关以及配电箱等都可能要经受火焰炙烤，如其损坏同样无法实现预期的持续供电。考虑到地铁实际情况，常见措施为在强电井内设置2个平行的井孔，分别敷设消防和非消防线缆；除EPS、排烟风机及消防泵等设备采用矿物绝缘耐火电缆，其余消防负荷依然采用低烟无卤耐火电缆，且敷设时消防与非消防线路分别敷设于不同的桥架、线槽或金属导管内。

5、消防动力配电

5.1变电所主接线

地铁车站设置一座降压变电所（或牵引降压混合变电所），变电所设置2台35kV/0.4kV三相变压器，采用Dyn11接法。低压母线接线采用分段形式，两台变压器同时运行，互为备用。

5.2消防风机配电

在地铁车站中，由于风机、风阀及空调机组等数量较多，通风模式复杂，通风系统繁多，为便于接线和控制，一般在风机房附近设置通风空调电控室（简称环控电控室），为其设备配电。环控电控室内的一级母线，常采用单母线分段形式，或者双电源切换形式。从电控柜到设备本体采用单根电缆配电，风机风阀的连锁二次接线在电控柜内完成。此外，不与消防风机联动的风阀，为避免窜烟，一般定义为一级负荷，确保消防模式开启时，此类风阀处于关闭状态。

5.3事故疏散扶梯配电

《地铁设计规范》9.7.5条“车站作为事故疏散用的自动扶梯，应采用一级负荷供电”与《建筑设计防火规范》5.5.4条“自动扶梯和电梯不应计作安全疏散措施”相冲突。根据《建规》的条文解释，在民建中自动扶梯不可作为安全疏散措施是囿于建筑形式和空间布局。而在地铁车站中，站台层到站厅层的电扶梯往往是与楼梯平行布置的，一般为两扶梯夹着楼梯，故不存在上述问题。火灾时由BAS专业发出指令，停止下行扶梯的运转，上行扶梯正常工作。站内扶梯采用双电源双回路配电，相邻的两台电扶梯共用双电源切换箱。

5.4消防泵、防火卷帘等设备配电

对于消防泵、防火卷帘以及气体灭火系统等设备，采用双电源双回路配电，在设备末端就近设置电源切换箱。切换箱馈出单电缆至设备本体。

结束语

地铁消防安全要从源头抓起，然而由于现阶段尚未有专门的地铁消防（防火）设计规范，设计时只能参照工民建的设计规范。地铁消防设计是一个多专业综合性的课题，文章仅就地铁车站低压配电的消防设计做一个介绍，希望能为有关人员的工作提供借鉴的经验。

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