地铁车站电气与其它专业接口问题分析

何俊伟

(福州地铁集团有限公司 福建福州 350000)

1 区间联络通道泵房设计问题

福州市轨道交通1号线(一期)工程南段于2016年5月试运营，全线于2017年1月开通试运营。福州1号线(一期)工程区间联络通道采用常规的两道防火门设计，联络通道标准净宽2.5m，泵房内一般设有2处区间废水泵安装孔，1处检修人孔，1台水泵控制柜及给排水、电气专业相关管线，平面布置如图1所示。专家在验收过程中发现联络通道的防火门受控制柜和水管的影响，无法完全开启，影响火灾时候的逃生。

区间联络通道泵房内空间有限，相关设备管线布置涉及多个专业，相互影响，且后期调整难度大。针对1号线(一期)现场存在的各类问题，在原方案基础上进行了优化，调整后的平面如图2所示。此方案在满足规范的前提下，取消一道防火门，只设一道并列两樘反向开启的甲级防火门(2013版《地铁设计规范》取消了关于两道防火门的要求)[1]，从而增加了联络通道内可利用空间，方便了设备及管线布置。门垛厚度由原来100mm改为200mm，同时减少靠墙安装设备(如水泵控制柜)、管线对人员疏散通道的侵占，有效避免对防火门开启的影响。

图1 1号线(一期)区间联络通道标准平面布置图

图2 区间联络通道优化方案平面布置图

2 环控电控柜与IBP盘的接口问题

综合监控专业在车站设置IBP盘(Integrated Backup Panel)作为联动系统故障时的应急装置，根据电气专业和综合监控专业接口文件的签订，环控柜接收IBP盘无源控制信号(开、关FAS专用排烟风机信号)，并向IBP盘提供有源节点(开机、关机、过载状态信号)，而IBP盘不允许220V电压直接接入。由于环控柜无法提供24V电源，经2个专业协商明确，由FAS专业在IBP盘侧增加中间继电器进行隔离，将环控柜反馈来的有源节点改为无源节点，再接至IBP盘信号反馈回路，由IBP盘提供24V电源，对此，建议后续线路环控柜与IBP盘的信号接口均改为无源节点。

3 环控柜向FAS反馈电位过高的问题

根据北段车站机电系统调试阶段现场问题反馈，车站内与环控柜消防专用风机回路存在接口的FAS模块箱发生输入模块多处被烧毁的情况，同时据了解，南段车站也发生过类似问题，但由于工期紧张，前期未引起足够重视。对此，经FAS设备供货商初步分析，认为是由于环控柜向FAS反馈的无源节点信号带有高电压导致模块电路板击穿(其额定电压为直流5V)。根据两专业之间设计接口及环控柜消防专用风机控制原理图，接口位置在环控柜二次接线端子处，环控柜向FAS专业反馈信号均为无源节点，包括开/关机信号、过载报警信号、转换开关位置信号，如图3所示。理论上，无源节点不应带有高电位，但根据现场对环控柜以上反馈信号接线端子的实际测量，各接线端子处均有50V左右的电位，现场测量数据如图4所示。环控柜控制电源切断，则高电位消失，由此，初步确定该高电位是由于信号在传输过程中产生的感应电压。通过现场对环控柜、控制电缆、手操箱分段检测、排查，最终发现该高电位最初产生于风机手操箱向环控柜反馈的现场转换开关“就地/远方”位置信号，该信号又经环控柜转接至FAS模块箱，从而使FAS设备烧毁。

图3 带手操箱消防专用风机回路向FAS反馈的无源节点信号(原设计)

通过问题分析可知，感应电压主要产生于信号在手操箱至环控柜间控制电缆传输过程中，可采取两种措施进行处理，一是采用两根控制电缆将有源信号和无源信号分开传输，但现场需要重新敷设一根电缆，改动量大，不建议采用此方案；二是在环控柜内针对“根源”转换开关“就地/远方”位置信号进行中间继电器隔离，将隔离后的无源节点再接至FAS模块箱。每个回路(仅带手操箱的消防专用风机回路)只需增加1个中间继电器及柜内接线，不涉及外部接线调整，改动量相对较小，最终，现场按该方案进行了整改。整改后该问题也得以解决。

图4 环控柜反馈信号接线端子现场测量数据

4 与弱电系统的接口

1号线电气专业与通信、信号、综合监控、AFC等专业的电源接口界面均在双电源切换箱进线开关处，双电源切换箱由各系统专业提供。该接口界面划分的本意是希望减少配电级数，尽可能将双电源切换装置集成至各弱电系统电源柜内，但实际上由于各弱电系统设备集成商供货方案的不同，现场除通信专业外，其余专业仍单独设置了双电源切换箱，且箱内元器件品牌互不统一，不便于运营维护。鉴于此，后续线路将接口划分至双电源切换箱出线端，双电源切换箱统一由电气专业负责。

5 与区间电气专业的接口

车站电气专业与区间电气专业的界面在配电间区间动力检修总箱、区间工作照明配电总箱、区间应急照明配电总箱的出线端，由于区间供电距离较长，从而出现区间总箱的出线电缆(区间电气专业)截面远大于进线电缆(车站电气专业)截面的情况，例如区间正常照明总箱进线电缆截面为6mm2，而出线电缆截面可能达到16mm2，非标箱厂家在生产时不了解该情况，造成配电箱预留出线端子过小，区间电气专业电缆无法正常接入。现场问题暴露后，非标箱厂家增加了转接端子排，该问题才得以解决。

6 与空调系统配电的接口

车站设置有多联机空调系统，室内机和室外机均由电气专业进行配电，在南段葫芦阵站调试的时候，发现每次送电启动后上级开关(带剩余电流保护)就会立即跳闸，即使将剩余电流保护整定值调大也无法解决。经研究发现，上级开关采用的是带剩余电流保护的3级断路器，剩余电流互感器线圈只有三相线穿过，则剩余电流互感器感应出来的为三相不平衡电流，而空调室外机每次启动时都要进行预热，加热器为单相负荷，三相不平衡电流远大于剩余电流保护整定值，从而造成开关跳闸。最终将三相导线A、B、C与零线N一起穿过剩余互感器线圈，在正常工作情况下，剩余电流互感器感应电流基本为零，避免了开关误跳闸。

7 消火栓启泵按钮点灯线的敷设归属问题

根据1号线的接口设计文件，车站和区间范围内消火栓启泵按钮点灯线由电气专业负责设计，由风水电施工单位负责施工。施工过程中出现了两个问题：

(1)电气专业对于点灯线缆的选型为WDZBN-KYJY23-5X2.5，是五芯控制电缆。由于点灯电源为24V直流，并非三相交流电源，故实际所用到具有点灯功能的只需两芯，造成了线缆的浪费。

(2)由于消火栓箱在车站及区间范围内数量较多，且按钮外壳和内部接线端子较为脆弱，风水电施工单位接线至消火栓启泵按钮内相应接线端子时，无法做到每一个按钮接线都与消防施工单位配合，从而导致了部分按钮外壳或接线端子损坏。为解决上述问题，建议在后期线路建设中，消火栓启泵按钮点灯线由FAS专业设计，FAS施工单位负责供货并敷设。这样不仅使得两者的接口关系简化，而且设备的成品保护率也能大大提高。

8 车站变电所电缆夹层设计、施工优化问题

电缆夹层作为变电所电缆最密集的地方，现场应具备封堵良好、无积水、无垃圾等条件，电缆夹层出入口应具备上下爬梯，电缆层盖板应完好且便于打开，夹层内照明应完好，电缆敷设应便于检修维护，电缆层内结构应满足正常巡视需求。但根据运营单位对福州1号线变电所电缆夹层检查情况，发现施工质量与设计要求存在严重不符，以下问题需要引起重视：

(1)变电所电缆夹层地面设计具有一定的坡度，利于夹层内积水引导，但土建施工并未完全落实该要求，部分车站出现中间低，两边高，造成电缆夹层积水严重，电缆支架、接地极出现锈蚀，严重影响供电安全。建议后续线路加强对结构底板的土建施工监管，按照设计要求实施，保证地面具有一定的坡度，便于积水排放。

(2)电缆夹层内电缆敷设应便于检修维护。福州1号线不少车站变电所夹层内电缆桥架、电缆敷设路径均存在运行检修人员巡视维护困难的情况。日常巡检维护时，巡检人员需翻过支架方可对支架上的电缆进行日常巡检及维护，存在威胁人身的安全隐患。下人孔位置与电缆桥架安装存在冲突，部分车站人孔位置被支架遮挡，人员无法通过人孔进入夹层。针对该问题，建议后期结合变电所房间设备布置及土建预留情况，在变电所投影范围另增设1～2个检修人孔，同时后续线路应加大施工监管力度，检修人孔与电缆桥架之间必须严格按设计图纸要求设置。

9 结语

轨道交通包含大量的机电系统，各系统之间存在大量的接口，本文结合福州市轨道交通1号线工程(一期)各个阶段所遇到的实际问题及解决措施，对电气专业和相关专业的接口设计过程中应注意的事项进行了总结，为后续线路建设提供了借鉴性意见。

参考文献

[1]GB50217-2013地铁设计规范[S].2013.