高铁站房电气设计

徐艳超

上海联创设计集团股份有限公司 上海 200093

1 工程概况

本项目为新建贵阳至南宁铁路荔波站站房及站台雨棚相关工程。站房最高聚集人数1500人，为中型站房。站房形式为线侧上式站房，车场规模为3台8线，设450m×12m×1.25m岛式站台3座，设8m宽进出站地道2座，1座兼做行包通道，设与站台等长有站台柱雨棚。站房建筑面积9999.78m2；站台15673.79m2；进站天桥1760.71m2；出站地道2805.57m2，社会停车场面积10000m2。主体1层，局部2层，地下1层，建筑高度25.50m，包含主站房，客运系统机房、车站办公等用房，效果图详见图1。

图1 站房正视图

2 负荷等级的划分

1) 一级负荷。通信系统、客运信息系统、视频安防监控系统和安全检测设备、售检票系统、变电所用电等；

2) 二级负荷。消防用电（消火栓泵、喷淋泵、消防炮泵、消防风机、电动排烟窗以及与消防有关的潜污泵等) 、设备机房专用空调，电扶梯，候车厅等公共区域照明等；

3) 三级负荷。广告灯箱配电、商业配电、普通空调、充电桩及其它不属于一、二级的负荷。

应根据现行《铁路电力设计规范》（TB10008-2006) 及国家其它现行相关规程、规范要求，确定站房负荷等级[1]。

3 供配电系统方案及主要接口设计原则

3.1 变电所设置及电源选择

1) 变电所设置。铁路站房内设10/0.4kV变电所1座，变电所内设置2×1250kVA变压器；铁路停车场设置10/0.4kV箱变1座，容量为800kVA，为停车场照明及充电桩等用电负荷供电。

2) 电源选择。铁路站房自地方铁路变电站接取10kV双重电源供电。电源线由正线工程设计并计列，设计分界为站房变电所高压开关柜上端头。铁路停车场箱变电源自站房变电所高压环网柜接取。

3.2 低压配电系统及供电原则

1) 一级负荷配电方式。一级负荷由来自变电所不同低压母线段的两路电源，一主一备，在末端配电箱自动切换后供电。通信专业双电源切换装置由通信专业自备。

2) 二级负荷配电方式。消防负荷用电、机房专用空调、电扶梯等负荷从变电所不同低压母线段各引一路电源，一主一备，在末端配电箱自动切换后供电；候车大厅、进出站通道、售票厅、雨棚等公共区照明（含出入口) 配电采用变电所不同低压母线段各带约50%的照明灯具交叉布置的配电方式。

3) 三级负荷配电方式。从变电所一段0.4kV母线馈出单回电源线路至设备电源箱。低压母线段设置三级负荷总开关，当供电系统为非正常运行方式时，三级负荷允许自动切除。

由于铁路等交通类建筑设计所涉及的专业较多，应与工管中心、建设单位及其他各专业充分沟通确认，明确与外电专业、通信专业、信息专业、给排水专业、暖通专业、电扶梯专业、FAS及BAS等专业接口设计。

除候车大厅、雨棚、售票厅、进出站通道等区域照明采用交叉供电方式外，其余二级负荷可采用与一级负荷相同的配电方式供电。与其他民用建筑不同的是，铁路低压配电系统习惯采用设置三级负荷总开关的方式，以便于特殊情况变压器集中甩负荷。

站房内设置能源管理系统，能源管理监控主机设于消防控制室，将站房内的空调、照明、供热、电梯、给排水等能源使用状况，实行集中监视、管理和分散控制的管理与控制系统，从而节约用电成本。能源管理系统针对站房内的动力配电箱和照明配电箱进行实施运行状态和电能在线监测。

4 电气照明

1) 照度标准。正常照明照度标准，按现行标准《建筑照明设计标准》GB50034-2013及《铁路照明设计规范》TB10089-2015执行[2-3]，详见表1。

表1 主要场所标准

2) 值班照明。在夜间非工作时间需要值守或巡视的站台、候车区、售票厅、集散厅、通道、楼梯等公共场所，利用正常照明的一部分兼作值班照明，单独控制。值班照明的照度不低于正常照明照度的10%。

依据“关于铁路站房LED照明设计研讨会会议纪要”（鉴电函【2018】151号) 文要求，为响应国家绿色照明政策，打造绿色站房，铁路站房优先采用LED灯具，根据建筑净空及装修方案合理选择灯具参数。应杜绝在公共区域设置就地控制面板，灯具控制面板均需统一设置于就近值班室，方便运维管理人员集中操作，同时也可避免旅客等人员随意碰触控制面板，对铁路运营产生不良后果。

站房高大空间照明回路增设电气火灾探测装置。 候车大厅上方吊顶内检修马道照明，是容易忽略的部位，同时检修照明的设置需要考虑要全防护措施，采用低电压或者增设漏电保护措施。

由于站台长度为450m，即使利用线下进出站地道设置照明总箱，照明回路供电距离也超250m，故为了电气设备及线路保护，长距离供电问题也是需要特殊关注并深度考虑的问题之一。

供电距离过长首先会导致供电回路压降过大，所以需要把照明回路导线截面适当加大，以满足压降损失。其次发生单相接地故障时，单相接地故障电流较小，必须重视断路器灵敏度校验。

采用低压断路器时，线路短路灵敏度与线路短路电流和断路器脱扣整定值密切相关，如果截面过小，开关整定值不合适，可能不足以使其动作，断路器起不到保护作用，这时可优先考虑带漏电保护功能的断路器。

根据《工业与民用配电设计手册》第四版第969页列出的提高接地故障保护灵敏度的措施要求[4]：(1) 提高接地故障电流Id值；(2) 采用带短延时过电流脱扣器的断路器；(3) 采用带接地故障保护的断路器。经以上分析，当配电线路过长，接地故障电流较小，仅靠增加导线截面不经济时，可采用剩余电流保护，剩余电流保护可快速切除故障回路。采用30mA漏电保护功能的断路器保护即可满足长距离配电线路单相接地故障时线路保护要求。

5 防雷和接地

1) 建筑物防雷。根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010) 、《铁路防雷及接地工程技术规范》（TB 10180-2016) 的规定[5-6]，经计算，本工程预计年雷击次数为0.19次/a，为二类防雷建筑。

站房利用金属屋面做接闪器，利用钢结构柱、混凝土结构柱内主筋作为防雷引下线。

2) 接地及安全。站房低压配电系统接地形式采用TN-S系统。防雷接地、变电所接地、设备接地等共用建筑物接地装置，接地电阻不大于1Ω。

通信、售检票、客运信息等工艺设备用房内分别设置接地端子板，等电位接地端子板与接地干线或共用接地装置的连接点，至少应有两点，并在不同位置。采用铜排将各接地端子箱与等电位系统相连，作为各系统的工作接地。

停车场充电桩区域：停车场充电车位应设置人工接地装置，敷设25×4mm热镀锌扁钢，接地体埋深不小于0.8m。接地电阻不得大于1Ω。同时设置MEB板，将MEB板与成品岗亭、停车场进出倒闸可靠连接。

防直击雷采用避雷带沿屋角，屋脊，屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。所有突出屋面的构筑物均需设置避雷带，所有突出屋面的金属构件均需与避雷带可靠焊接.避雷带采用12热镀锌圆钢，高度150mm。金属屋面部分利用金属屋面作接闪器，金属板下面无易燃物品时，铅板的厚度不应小于2mm，不锈钢、热镀锌钢、钛和铜板的厚度不应小于0.5mm，铝板的厚度不应小于0.65mm，锌板的厚度不应小于0.7mm。防侧击雷的措施：利用每层外侧圈梁两根主筋通长焊接，并与引下线焊接做均压环。在每层圈梁外侧的幕墙预埋件均要与圈梁外侧主筋可靠焊接作幕墙防侧击雷连接用，幕墙本身的防雷措施由幕墙公司负责。（均压环均与该层外墙上的所有金属窗、栏杆、构件、引下线连接) 。

按照铁运【2011】144 号《铁路通信设备雷电综合防护实施指导意见》要求，信息机房、通信机械室、信号机房等房间需在墙体内用钢筋网组成法拉第笼电磁屏蔽措施。钢筋网应采用直径不小于8mm的圆钢焊成不大于600mm×600mm的网格，并与主筋通过焊接可靠连通。

6 火灾自动报警系统

本工程采用集中报警系统。按照铁路站房运维管理需求，消防控制室与综合控制室集中设置，方便运维管理人员集中管理，既可以高效完成对铁路运营的监管，又可以节约人力成本。消防控制室内设置集中火灾报警控制器，集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，同时设置火灾报警联动控制盘，对于消防水泵、喷淋泵等重要消防设备除通过火灾报警控制器的现场总线编码模块联动控制以外，同时还敷设控制电缆至火灾联动控制盘用于手动直接控制。在消防控制室设监控工作站、消防电话总机、UPS及打印机等设备。正常工况及火灾工况兼用的设备正常工况时由BAS系统监控，火灾工况时FAS系统向BAS系统发送联动控制命令，BAS优先启动火灾控制模式，并预留智慧消防接口。

出站通道、管理用房、设备用房、办公区走廊等处设置点型感烟探测器。进站大厅、候车大厅配合消防水炮的消防方案，并采用图像型火焰探测系统实现定位探测及灭火，同时设置线型光束感烟探测器对烟雾进行早期探测，需特别注意的是候车大厅吊顶内需根据站房形式设置线型光束感烟探测器或点型感烟探测器。

火灾自动报警装置需将报警种类、地址等信号及时地传送到消防控制室，消防控制室值班人员可以根据不同报警状态启动相应的防排烟、消防水、广播疏散等系统，保证人员及建筑物的安全。火灾情况下，消防控制室值班人员可根据具体情况，由联动控制系统手动或自动切断火灾区的非消防用电负荷，如普通动力、普通照明等负荷；同时通过环境与设备监控系统关闭相应区域的空调机组、排风机、回风机等；还可通过消防直通对讲电话通知变电所，切断其它与消防无关的电源。

由于铁路项目客运区域与后勤办公等区域为不同的管理范围，客运区域消防广播利用本区域客运广播和公共广播系统，在消防控制室设置火灾应急广播播音及控制装置，消防控制室设置具有强制切入消防应急广播的功能；后勤办公等非客运区域消防广播需独立设置。

7 结束语

中国高铁作为当代中国重要的一类交通基础设施，高铁站房的设计也是其中重要的组成部分，本文以荔波站为例，介绍了高铁站房电气设计的一些重要组成部分及注意事项，希望为今后的高铁站房电气设计提供一些积极的参考和借鉴。