地铁人防电气设计中存在的问题及其解决方案

史吉慰

（无锡市天宇民防建筑设计研究院有限公司，江苏无锡214000）

1 引言

近年来，我国的经济有了长足的发展，国力日益强盛，地铁也在各个城市中如火如荼地建设。其中，有许多站（站台段）是兼顾人防工程，其主要设计和制图依据是RFJ 02—2009《轨道交通工程人民防空设计规范》[（1]以下简称《规范》）和11SFJ07《城市轨道交通人防工程口部防护设计》[2]图集（以下简称《图集》）。

笔者参与了无锡、苏州等地的地铁人防专项设计及审查工作，感到这两本规范和图集内容过于简单、宽泛，设计要求不是很明确，在某些方面还存在缺漏。针对上诉情况，笔者进行了总结和思考。

2 工程定性存在缺失

每个人防工程都有其对应的防护等级和防化等级，只有?明确了防护等级和防化等级后，各个专业才能选择相应的计算参数和设计要求。

《规范》仅在1.0.2 条中明确了工程的防护等级，但是防化等级和隔绝时间这2 个重要的要求却没在规范中明确。根据工程口部仅有密闭通道，无滤毒室、防毒通道的情况，以及工程内不设置防化通信值班室这几点，要求建筑专业在工程概况中明确兼顾人防的站台段（独立防护单元）的防化等级为“丁级”。隔绝时间的确定，并没有简单地按防化等级要求定为“2h”。根据有人防要求的站台段的面积，掩蔽人员数量等按相应公式进行校核计算，发现隔绝防护时间T均大于6h。根据上诉2 个不同的数据，综合隔绝时间对各设备专业的影响，最后将隔绝防护时间定为“3h”。兼顾人防的站台段的最终定性如下：“防护等级为甲类，抗力级别为核6 级、常6 级，防化等级为丁级，隔绝防护时间3h”。各专业按以上标准和要求，展开人防专项设计。

3 战时负荷等级的构成存在缺陷

《规范》9.0.3 条规定，战时“一级负荷应由车站的2 路电力系统电源和平时配电的蓄电池组供电；二级负荷应由车站的一路电力系统电源和平时配电的蓄电池组供电；三级负荷由电力系统供电；由区域电源和自备电源供电”。其中，第4 小点的战时供电可靠性是最高的，但可行性差，一般情况下无法达成，规范将其列为第4 小点。第3 小点完全正确。第2 小点也没问题，但存在推敲的余地，第1 小点的问题就很大了。

我国的电力系统电源的安全可靠性非常高，优于美国、加拿大、澳大利亚等发达国家。在和平时期，采用2 路电力系统电源供电是非常可靠的供电措施。现代化战争是以精确打击为特点的关节战为主，当敌军采用石墨炸弹或EMP 弹精确打击某一地区的550kV 及以上超高压变电站，将导致相关区域的电网全部瘫痪，即战争时期2 路电力系统电源和一路电力系统电源的可靠性没有大的差异。战争条件下电力系统的可靠性很差，《规范》通过电力系统电源的不同区分战时一、二级负荷无意义。根据地铁电力系统电源等级高的客观情况及人防工程尽量使用电力系统电源而并不依赖电力系统电源的原则，决定战时正常供电由车站电源提供2 路市电相互独立供电，当市电完全遭到破坏后，人防负荷由EPS（战时备用电源）对战时人防负荷进行保障性供电。一级负荷由EPS 在负荷末端单独供电；二级负荷由EPS 在电源侧统一供电。由于战时一级负荷的蓄电池组设置在末端，且为独立供电，所以，不受其他一级负荷及所有二级负荷设备供电事故的影响，极大地提高了战时一级负荷的安全性和可靠性，满足了实际使用要求和规范要求。

4 人防配电系统的构成存在缺陷

《图集》29 页“某车站战时供电系统原理示例图”存在着很大的问题。它既不符合“每个防护单元的防护设施和内部设备应自成系统”这一原则，也不符合“每个防护单位应引接电力系统电源和内部电源。电源回路均应设置总开关和内、外电源的转换开关。”这条规范。由于缺乏人防总柜、总开关，一旦电力系统电源遭到破坏，电力系统电源与内部电源的转换必须在多地、多处进行操作，存在操作烦琐、工作量大、转换时间长、出错概率大等问题。

为解决上述问题，在站台段内设置人防专用配电总柜，在总柜内设置总开关，通过总开关的转换操作满足不同情况下的人防供电要求。此举虽然增加了一点工程费用，但是提高了人防供电的可靠性，简化了操作手续，节省了电源转换时间，降低了误操作的概率。总柜增加的费用对整条地铁的建设费用来说可以忽略不计。

5 缺乏平战转换设计

在《规范》中，建筑、结构、孔口防护设备、暖通等专业均明确了平战转换的要求。唯有给排水专业和电气专业中没有平战转换的任何条文。

根据地铁在和平时期和战争时期的不同使用情况，电气专业的平战转换可以分为3 个不同的转换阶段。第一个阶段是战争爆发前的平战转换阶段，这个阶段又可分为早期转换、临战转换、紧急转换3 个阶段。这一部分是大家所熟知的内容，只需按GB 50225—2005《人民防空工程设计规范》[3]和RFJ 1—1998《人民防空工程防护功能平战转换设计标准》[4]的要求进行转换即可，不再展开讨论。在此阶段完成后，站台段（防护单元）已经具备了“紧急人员掩蔽部”的使用功能。

与一般的人防工程在整个战争时期的使用功能不再发生改变不同，地铁作为兼顾设防的人防工程在战争期间，其使用功能是不断在“人员运输”与“人员掩蔽”间切换。当预先空袭警报响起后，列车停运，经过防护密闭门、密闭门关闭等突击转换后，此时才真正作为人员掩蔽部使用。当防空解除警报信号响起，经过快速的突击恢复（“突击恢复”术语也是笔者自编）后，站台段的使用功能再次从“人员掩蔽”功能恢复为“人员运输”功能。这是地铁人防工程所特有转换。在突击转换过程中，要切除无关的用电设备（特别是受损后会引起二次伤害事故的设备）用电电源外，还要进行照度转换操作等工作，延长其供电时间。在突击恢复阶段要进行反向操作，满足地铁的运行要求[5]。由于缺乏实战演习和现场演练，在现阶段，电气专业对突击转换和突击恢复的理解及解决方法还很粗陋，但这个方向是正确的。希望有关院校和专家能对此进行专项研究。

同一个问题可以用不同的技术手段解决，每种技术手段都有其特有的优缺利弊点。人防工程的电气设计，特别是在地铁人防电气设计，必须考虑其实际使用目的和要求，只有深层次的挖掘这些问题产生的原因，导致的后果，紧密联系实际使用情况，才能在其中找到最适合的解决方案，以此提高设计质量，建造更好的工程。希望这篇文章能起到抛砖引玉的作用，不对之处还请各位专家予以斧正。