骆聪
浙江高速信息工程技术有限公司, 浙江省杭州市 310000
摘要：高速公路交通运输行业发展迅速，在高速公路隧道施工中，机电安装施工至关重要。隧道工程施工环境复杂、空间和光照受限，施工难度较大、安全风险较高，需要进行封路施工。按时完成隧道工程机电安装，必须明确各类机电设备的安装技术要点、编制专项施工方案，本文基于高速公路隧道节能型供配电系统应用探究展开论述。
关键词：高速公路隧道；节能型；供配电系统应用探究
引言
隧道维护和运行是高速公路中不可或缺的组成部分，对整个高速公路的管理有着重要影响。作为整个工程项目的重点和关键环节，公路隧道机电工程施工水平在一定程度上决定着整个工程项目的施工质量。由于隧道机电工程施工环境较为复杂，周期长，投入成本较大，而且施工人员和施工车辆还较易受到隧道环境的影响，增大了整个工程项目的施工风险。同时在施工时该环节涉及领域较多，学科之间跨度较大，易受到外界因素的影响。因此，施工单位应提前做好施工准备工作，根据工程项目的施工需求来选择合适的机电工程施工技术，并做好质量管控和监督工作，确保能够有效提高整个工程项目的施工安全性与施工水平，促进我国公路行业稳定发展。
1高速公路机电工程供配电系统概念及技术要点
机电工程是高速公路建设项目中的一个单项工程。高速公路机电工程一般包括三大系统（通信系统、收费系统、监控系统）和隧道通风、照明、消防及沿线供配电系统等。不同组成部分又包括多种设备和设施，如通信系统包括发端设备、收端设备和信道设施等。所有设施都需要供配电系统为其提供运行动力。供配电系统不仅要满足高速公路照明、隧道通风等用电需求，还需要满足高速公路工程建设、运营及后续维护等方面的用电需求。供配电系统还需保证通讯设备、养路设备、服务区功能用电需求，确保机电工程可以稳定运行。所以在系统整体设计时，要从机电工程规模、负荷及技术等方面进行评估分析，从先进性、安全性和经济性等角度制订合理方案，为高速公路机电工程建设和运行打下可靠基础。
2高速公路隧道机电系统施工技术特点
供电系统主要为各电压等级的变电站、应急电源、防雷接地等设备提供电能，保障各设备正常运行。譬如：在安装供电系统时，一般都选用双路外电供电的方式，并在变电站内设置两台独立的变压器侧馈线柜，确保能够保持变压器的容量，实现可靠供电。为防止供电系统在运行时出现故障，确保照明设备供电系统的连续性，可设置一定比例容量的EPS电源。此外，为了满足消防需求，必须选用合格的电缆，避免出现火灾事故。高速公路隧道机电系统施工技术复杂，施工特点包括以下几点：①复杂性。在高速公路隧道工程机电系统安装施工中所涉及的技术类型比较多，要求综合考虑不同系统的安装特点、安装规范以及先后顺序等，同时实现机电设备的互联互通。②综合性。高速公路隧道机电系统安装综合性比较强，施工工艺复杂，要求安装施工人员确定安装设备类型，明确不同模块路线分配情况，需要熟悉掌握机电设备安装的要点，确保各类机电设备性能正常使用。③专业性。在隧道工程机电系统设备安装中，对于技术专业性的要求较高，要求安装技术人员能够掌握丰富的理论知识，并灵活应用安装工艺技术，保证机电系统施工质量。
3高速公路隧道照明的要求
（1）入口段照明设计。驾驶员刚刚从外界环境进入到隧道环境内，视觉条件会发生较大变化。
因此在该段照明设计时，应确保该段照明亮度与外界环境的一致性，给驾驶员一定的缓冲时间，使其逐渐适应隧道内的光线变化。（2）中间段照明设计。中间段照明很容易受到车速和光影效果的影响使驾驶员出现黑洞效应，存在短时间的盲视。这时如果驾驶员仍以常速或高速行车，很容易因为短暂的盲视效应而出现危险事故，所以在该段照明设计中，应注重其与外界照明亮度的协调性，以降低黑洞效应带来的影响。（3）过渡段照明设计。该段位置已经接近隧道出口位置，照明设计需结合驾驶员自身的视觉效果进行合理规划，照明亮度不应过强，以免对驾驶员视觉造成刺激。可以柔和光线为主，朝着出口段位置的方向逐渐调整照明亮度，做好视觉上的缓冲，使驾驶员在行驶到出口位置时，能够适应出口及外界光照的变化，减少视觉盲点。（4）基本段照明设计。基本段内照明设计具有复杂性，在该段内为保证驾驶员有良好的停车视距，在照明设计时，需充分考虑车速、运输量、空气透光率等。通常情况下，基本段内的照明亮度在20～30lux，最大照明亮度要控制在40lux左右。（5）出口段照明设计。行车隧道分为单向隧道和双向隧道，两种隧道因为出口位置性能的不同，在照明设计上也存在一定差异。对双向隧道来说，两端位置既是出口也是入口，在照明设计中，要注重两边设计的一致性，以维护驾驶员行车安全。但单向隧道在出口段位置，会因为光线的突然变强而导致驾驶员出现炫光的情况，进而产生白洞效应，威胁行车安全，所以在照明设计过程中，应该注重光线与外界环境的协调性，降低白洞效应带来的影响，避免交通事故的发生。
4EPS和UPS应急电源设备
在整个照明系统中，将两种应急电源设备串入其内，并安装相关的电能计量设备，在相同时间内，对两种设备投入使用，并在其实际运营过程中对电能消耗如实记录。经过系统的试验和观察，可判断出两种设备的实际节能效果。同样，将现有的实体实验隧道供电系统作为参考，可开展EPS切换速度试验，在供电系统照明回路中串入EPS应急电源设备，将进线回路电源进行单次开断以及频繁开断，观察其照度发生的变化。具体分析灯具灯管的闪烁和转换采集前后的波形，这样能有效判断出EPS应急电源设备是否满足隧道机电工程系统中的特殊需求。在EPS应急电源设备中，对其高速静态开关切换瞬间出现电压波形的处理，可利用数字储存示波器抓取并储存，使其切换速度的显示工作得到有效把控。通过对实验结果的观察，设备在切换的瞬间，电压正弦波波形处于完整状态，并未出现断点。展开后的5m范围内，其电压波形均较为完整，未有任何明显断点情况出现，这反映出高速静态开关应小于2ms。可通过人工多次肉眼观测，在EPS应急电源设备的切换前后中，对实验隧道照明系统的照度变化实现有效观察，确定系统的工作是否正常进行，查看灯具是否有熄灭情况。如果灯具未出现熄灭现象，仅在设备切换的瞬间出现了照明灯的轻微闪动，且肉眼难以察觉，这对隧道的整体运营安全并不会产生影响。在整合记录数据时，可使两种设备的节能效果得到系统对比，相比之下，EPS应急电源设备在节能上的效果更佳。EPS逆变器通常的状态为备用状态，但UPS逆变器往往处于连续不断工作中，因此，在使用寿命上相对更短一些，电池更换十分频繁。
结束语
综上所述，机电工程供配电系统作为支撑高速公路运营管理的动力源泉，其设计合理性、技术先进性、质量可靠性都至关重要。要求相关工程设计人员对工程实际情况进行全面考察，基于现代技术理念进行科学化设计，并在施工勘察、材料管理、施工管理等方面做到专业、可靠，才能保质保速地顺利完成建设任务，为高速公路的安全、高效运营提供不可或缺的支持与保障。
参考文献
[1]许兵.市政隧道工程中供配电系统特点及电气设计探讨[J].中国新技术新产品,2019(16):70-71.
[2]董非凡.高速公路隧道多功能车道控制器设计与应用[J].机电产品开发与创新,2019,32(04):90-91.
[3]李新祥,魏丽彬.智能长距离供电技术在公路隧道群中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(07):293-295.
[4]张旭芝,张如栋.隧道工程中供配电系统特点及电气设计探讨[J].住宅与房地产,2019(18):280-281.
[5]江军.高速公路特长隧道中压配电方案探析[J].中国交通信息化,2019(06):141-142.