刘显宇
哈尔滨地铁集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000
摘要：城市轨道交通照明系统是夜间行人和车辆行驶的安全保障，是城市化建设过程中的重要基础设施。在经济与社会迅速发展的大背景下，人们对城市中的基础设施建设提出了更高的要求，提倡将节能、环保、经济等理念融入具体的设计中，做到能源节约，提高环境质量。
关键词：城市轨道交通；照明系统；电气设计
1案例概况
某交通工程行车时间约20~30min，全长约3.5km。需开展该段路的轨道交通照明电气设计工作，以保证过往车辆的安全驾驶。
2城市轨道交通照明电气设计常见问题
2.1电缆选择的问题
（1）在本项目的轨道交通照明电气设计中，由于配电线路长、零序阻抗大，引起电压偏移和单相接地短路这两个问题。其中，电压偏移会给轨道交通照明的质量产生直接的影响。根据《城市轨道交通照明电气设计规范》（CJJ45—2006）规定：灯具端电压不得超过电压偏值额定电压的105%；低压照明线路末端不应低于额定电压的90%~95%；对于单相接地短路电流较小的问题，现有的热磁自动开关瞬时过电流脱扣器整定电流值，已经难以满足开关可靠动作的灵敏度要求。当前我国单相电流短路主要由于短路电流小，因此，电气保护元件不能切断短路电流，会造成电缆发热，产生局部电弧放电，引发火灾，严重危害电气系统的正常运行。
（2）曾使用电流长延时脱扣器作为电缆后备保护，易导致电缆长时间过电流，轻则烧断电缆，重则引发火灾。
（3）轨道交通照明属于单相配电，配电已经实现三相平衡，但零序电流仍较大，不能通过另加零序方式保护装置。在本项目3.5km的长距离的轨道交通照明电气设计中，由于电压下降引起的照明质量下降对电缆截面选择有较大的影响。如果使用高压钠灯，再将电容接在每盏灯上，可以减小高压钠灯的无功电流，但单相短路灵敏度的问题会更加突出。
2.2电路短路的问题
现阶段，随着经济与社会的不断发展，城市轨道交通照明工程的数量不断增多，规模不断壮大，给电气设计带来了很多问题。在本项目中，会由于大风的原因导致轨道交通照明电路出现短路问题，严重的情况下可能会造成保护装置动作出现误操作。由于受到环境、照明时间、电压与电流等因素的影响，电路会出现各种各样的短路现象，给夜间行人和车辆的通行留下较大的安全隐患。
2.3相互分离的问题
在当前的城市轨道交通电气照明设计中，存在许多客观因素影响电气设计的合理性。通过实地考察得出：在本项目的轨道交通照明电气设计中，大部分技术工作人员较为重视建设规模的问题，过分追求大规模，忽视了照明的质量和效果。在本项目的轨道交通照明电气设计中，由于线路长、设计人员压力大等，为了按照计划完成施工任务，施工方案与项目的实际建设情况出现了相互分离的现象，花费了大量的建设资金，且达不到预期的照明效果，造成了严重的资源浪费。设计人员在具体的电气设计中，忽视了灯具光分布的问题，影响了轨道交通照明的均匀性，进一步呈现了闪烁与模糊的现象，给车辆的安全运行留下较大安全隐患。
2.4路灯眩光的问题
在城市轨道交通中，路灯照明是保证行人、行车安全的重要设施。如果城市轨道交通照明电气设计不具科学性与合理性，会引起驾驶员瞳孔收窄、产生光斑现象，导致驾驶员的视觉感官无法在短时间内对周围的环境进行准确判断。由于驾驶员在夜间行驶中主要依靠灯光照射，如果设计不合理，路灯会出现眩光的问题。因此，在本项目中，应对这一问题进行综合考虑，不能由于周围的环境已被路灯照亮，忽略路灯眩光的问题。
2.5能源浪费的问题
相关数据显示，凌晨后，轨道交通上的车辆和行人逐渐减少，冬季由于气温下降，这一现象更会提前发生。城市轨道交通照明作为一项基础性设施，在轨道交通上没有行人和车辆的前提下，应始终保持交通要道和偏僻路段的照明任务，通常会亮到次日凌晨，造成了严重的资源浪费，会缩短灯具的使用寿命。因此，能源浪费的问题是当下相关部门亟待解决的问题之一，应有效解决以上问题，不断优化城市轨道交通照明电气设计。
3城市轨道交通照明电气设计优化策略
3.1加大电缆截面，缩短配电距离
（1）加大电缆截面，降低配电线路的零序电阻和阻抗。在城市轨道交通照明电气设计中，线路电压基本可以满足规范要求，因此，本项目在施工条件允许的情况下，可以将此作为解决办法。（2）缩短配电距离，以此满足电气保护的安全性与可靠性。
3.2确定导体流量，避免电路短路
为了有效避免城市轨道交通照明短路情况的频繁发生，本项目的照明电气设计应采取以下防范措施：
（1）结合实际情况确定导体流量且不得低于计算电流；
（2）导体电流应满足线路保护装置的基本要求；
（3）导体应分别满足动稳定和热稳定的相关要求；
（4）线路电压应满足轨道交通照明正常工作以及启动时的所有要求；
（5）导体的最小截面应满足基本的机械强度要求；
（6）在短路电流对导体和连接处产生的热作用和机械作用下，给轨道交通照明系统造成危害前应及时切断电源；
（7）在短路保护电气为断路器的情况下，被保护线路的末端电流不得小于断路器瞬时电流或电子式脱扣器整定电流的1.3倍。
3.3结合照明需求，优化施工方案
城市轨道交通照明电气设计应结合本项目实际的照明需求，不断优化施工方案，并在此基础上综合分析本项目，按照本项目经济性与合理性的相关要求，进一步优化电气设计施工方案。以合理解决施工方案与实际建设情况出现的相互分离现象，降低投资成本，达到预期照明效果。比如，将箱式变压器运用到城市轨道交通照明中，降低电气系统变压器总体容量的需求；可以利用节能变压器满足城市轨道交通照明的节能需求；从城市轨道交通照明高耗量角度来说，应结合本项目的实际情况，合理选择变压器，因地制宜，减少资源浪费的问题。
3.4合理选择灯具，减少眩光问题
相关研究表明，合理选择灯具可以有效减少眩光的问题。因此，在保证灯具间距与安装高度合理的基础上，可使用大功率因素的照明灯具，减少资源浪费，达到节约成本的目的，经济且合理。对轨道交通照明电气设计人员提出了更高要求，需要设计人员结合本项目的实际情况，合理确定灯具的间距和安装高度。
3.5利用现代技术，降低能源浪费
光源降压、稳压以及调压技术是一项可以有效降低能源浪费的技术，其在不影响行人和车辆照明的情况下，按照标准实现最低水平照度，可减少能源浪费，延长灯具照明的使用寿命。该项技术的应用需要充分结合本项目照明的实际情况，通过降低、稳定和调节电压三个关键性的步骤方可实现。因此，相关人员需要将该技术理念与实际情况相结合，并不断进行实践：当轨道交通上的行人和车辆较多时，采用高亮度照明；当行人和车辆逐渐减少时，可以启动自动调光技术降低亮度，减少和降低能源浪费是智能化轨道交通照明的体现。
4结语
综上所述，城市轨道交通照明给人们的生活质量提供了有力的保障。因此，除了做好相应的设计工作外，应注重、加强对其设施设备的日常维护，在具体的设计工作中不断探索和创新，总结出更加科学与合理的电气设计方案，在节约能源的同时，提升城市轨道交通照明系统的效能。
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