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标题

地铁消防专用应急电源应用重要性研究

范文

吴庆章

摘 ?要：城市轨道交通地铁车站鉴于特殊的地下建筑设施工程。倘若发生火灾时，救援难、损失大，极易造成群体性伤亡事故。故在消防安全方面，设计必须考虑当发生火灾事故，将如何有效开展应急救援，从而将最大化补救减少人员伤亡及损失。因此消防专用应急照明电源（以下简称EPS电源）在发生火灾事故救援时所起到的作用十分重要，它为受困人员能有效应急疏散与逃生有着重要的现实意义。

关键词：地铁车站;EPS电源;事故救援;应急疏散

中图分类号：U231 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）31-0170-03

Abstract： The urban rail transit subway stations is one of the special underground building facilities. In case of fire， the rescue is difficult and its loss is large， which will easily lead to mass casualties. Therefore， in terms of fire safety， the design must consider how to effectively carry out emergency rescue when a fire accident occurs， so as to maximize the remedy and reduce casualties and losses. Therefore， the emergency lighting power supply for fire fighting（hereinafter referred to as EPS power supply） plays a very important role in the rescue of fire accidents， and it has important practical significance for the trapped people to evacuate and escape effectively.

Keywords： subway station; EPS power supply; accident rescue; emergency evacuation

引言

随着社会的不断发展与进步，人们的生活方式也在发生变化。农村及城镇人口向中心城市聚集，城市人口数量骤然增加，城市地面道路交通压力面临巨大的挑战。在这样的背景下，城市轨道交通地铁这一快捷便利的地下交通出行工具诞生了并得于快速发展。与此同时也伴随着一系列安全问题的出现，从而引发后续开展的救援问题。本文从事故应急照明与疏散角度出发，研究消防专用应急电源系统设计应用在地铁车站的重要性。

1 地铁车站构造布局特点的局限性

1.1 车站的构造布局形式

以南宁地铁三号线邕武路车站为例。该站为地下两层单柱岛式站台车站，总建筑面积为12886m2，其中主体建筑面积为8521m2。具体一是车站外包尺寸：车站总长度209.5m，标准宽段19.7m，车站采用全明挖;二是车站内建筑布置：车站为地下二层车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，站厅层公共面积为1556m2，站台层公共面积为1250m2;三是本站设置4个出入口、两组风亭和1个应急疏散通道，出入口长度在60m范围内;四是车站客流情况：车站设计客流量以远期2043年客流量控制，其设计客流量为5750人/小时。

1.2 车站结构的局限性

通常情况下正常营运时间人流主要集中在公共区，站厅、站台层公共区面积均不足2000m2，通常会设置8～9个防火分区。而防排烟设计标准中，火灾按全线区间隧道、车站隧道、站台及站厅同时只有一处发生考虑来设计。按其设计客流量为5750人/小时。由此可见一旦发生火情时，人员疏散压力相当大。

2 地铁站EPS电源和应急照明及疏散指示的设置

2.1 依据《地铁设计规范》《供配电系统设计规范》及《城市轨道交通照明》等相关标准、规范

南宁地铁三号线标准车站通常会在站厅层或站台层两端各设置一间应急照明电源室，每个室内设置一套应急照明电源装置（系统装置为单列布置离墙安装），该系统装置上端接降压所两段不同母线供电。下端通常在每端各设2间照明电源配电室，应急照明电源装置馈线端出线接入相应照明配电箱。应急照明为一级负荷中特别重要负荷，除疏散用导向单独设置应急配电箱外，其它应急照明（含备用照明、疏散照明和疏散指示标志）回路均由应急照明电源装置直接馈出。

2.2 应急照明及疏散指示的分布设置

通常分为站厅站台层设备区、公共区和区间应急照明与疏散指示，并满足《消防应急照明和疏散指示系统》（GB17945-2010）的要求。（1）设备区走道、车控室、会议室等采用LED灯（色温400K，显示指数不小于80，灯具功率25W/盏或45W/盏），其余设备区采用荧光灯（三基色荧光灯，色温4000K，显示不小于80），悬挂设置高度不低于2.5m;疏散指示标志灯安装高度距地0.5m，安装距离不大于10m。（2）公共区采用LED燈，悬挂设置高度不低于2.5m，与正常照明灯同一水平线，同一间距安装在设备下方;疏散指示标志灯安装要求同设备区。（3）区间（含折返线）采用能适应区间环境、寿命长、紧凑型、遮光性能好的三基色荧光灯（28W/盏），疏散指示标志额定电压为交流220V，指示双向可控。为保证人员正确疏散，区间隧道内每隔9m或10m设置一盏应急照明灯具（安装高度为中心线距疏散平台面2125mm）和一盏疏散指示标志（安装高度为底边轨面650mm），两者均用304不锈钢支架离强20mm固定。

3 EPS电源组成与工作原理及优势介绍

3.1 组成及工作原理

EPS电源在南宁地铁使用的整套系统采用模块化设计，由电源屏、馈线屏和电池屏组成。其设计原理是基于一种后备型电源装置，正常情况以双路市电为主供电状态即一主一备工作方式运行。通过静态转换开关切换市电与蓄电池组供电。当两路市电正常供电或者一路市电故障失电的情况下，由双电源切换装置切换，选择市电接入到EPS应急电源整流充电器，对蓄电池组进行浮充充电，同时输出到馈出回路，此时蓄电池组处于浮充状态，逆变器与输出回路断开，由市电为应急电源馈出回路供电。当两路市电均失电，则通过切断断路器，切断馈出与市电的连接，此时EPS应急电源切换到蓄电池组供电状态，蓄电池组经过逆变器，由直流转换成380V三相交流电，为应急回路供电，同时设备区应急灯具回路全部强启，保证灯具处于点亮状态。

其工作原理如图1所示：

3.2 模块化EPS电源的优势

（1）高可靠性。该系统采用模块化并联设计，可实现N+1模块并联备份，并联系统中，功率模块部分是并联冗余的，即使一个出现故障也不影响整个系统工作;采用热插拔结构，减少了维修时间，提高了可用性。

（2）运行成本低。一是系统运行智能：触屏监控可实现故障定位、电池管理（即充放电）智能化控制，使电池使用寿命更长、用户可维护。二是维修简单快捷：在线热插拔，即插即用;模块可互相调配，体积小且易操作等。三是人员要求不高，简单的基本培训皆可满足维护需求。

（3）节能减排。该套系统采用第三代DSP数字控制全谐振高频技术，开关技术采用LLC全谐振技术，提高了电源工作效率，节约能源;采用积木式结构易扩展，保护原有投资，也可降低后续投资。

3.3 模块化与传统一体化EPS对比

变频器组成的EPS一体化输出波形测试结果是谐波干扰严重，对敏感设备干扰强;而模块化EPS输出的是纯正正弦波，对敏感设备无影响。

综合性能比较分析：模块化N+1备份系统干扰低、可靠性高、效率高、备品备件兼容性好和电池寿命长等优点;而一体机的综合性能正好相反。

而南宁地铁3号线车站所采用了这种模块化EPS电源系统，为地铁车站内消防应急照明系统提供了高可靠的电源保证。

4 EPS电源在地铁消防中的重要性

4.1 在实际运用工作中的体现

EPS电源是在UPS电源基础上发展起来的，运用时间久且技术成熟，广泛应用在消防应急电源领域，重点是保护人的生命安全，符合在人员密集的场所设置。南宁地铁3号线车站设计的EPS电源是专用应急照明、疏散指示和导向照明设备提供的备用应急电源，其运行稳定性与可靠性是安全评价与应用推广的一项重要评定指标。3号线开通运营至今，车站目前现状是环境卫生差、施工遗留垃圾多、灰尘量大和温湿度超标，远达不到设备稳定运行要求及标准化管理。在这样环境下而EPS电源系统运行表现出很强稳定性，故障率很低，环比车站其他类型机电设备（如：风阀、水阀、水泵和低压配电设备等）故障率明显要低。与此同时3号线目前的设备维修人员在技术水平上处于相对低下，大部分为校招毕业生，而3号线所采用的这套EPS电源系统自动化程度高使得维护简单快捷，系统能自动准确定位故障，通过对人员简单指导即可快速解决消除故障，正好弥补了人员维修技术上的不足。本人所在的3号线管辖车站通过历史故障统计查询分析，没有一条故障是因EPS电源故障引起应急照明、疏散指示和导向照明等设备断电的，这也充分体现出EPS电源系统在地铁消防设施中可靠性，值得推广与发展。

4.2 国内外典型事故案例及原因分析

案例一：“2003年2月18日，韓国大邱市地铁发生人为纵火事件，导致198人死亡，147人受伤，298人失踪。”

该事件起因虽然是有人故意纵火而造成的，但为什么造成如此严重的伤亡呢？据当时韩国专家和媒体的分析，指出三个方面的问题。其中排在首位是设备方面的隐患，车站和车厢内安全装置不足。韩国地铁车站内虽然安装了火灾自动报警系统、自动淋水灭火装置、除烟设备和紧急照明灯，但是这些安全装置在对付严重火灾时仍明显不足，由于车厢上方是高压线，为防止触电，车厢内均没有安装自动淋水灭火装置。因此，此次大邱市地铁发生大火时，不可能尽早扑救。车站内断电后，四周一片漆黑，紧急照明灯和出口引导灯均没有闪亮。此外，车站内的通风设备容量不大，只能保障平时的空气流通，难以排除大量的浓烟。韩国媒体报道说，火灾的死亡者中许多是在跑出车厢后找不到出口而吸入含有有毒成分的浓烟窒息而死的。

案例二：“2018年8月25日凌晨，哈尔滨市松北区北龙温泉酒店发生火灾事故，火灾共造成20人死亡，20多人受伤被送往医院进行救治。”

2019年1月31日，黑龙江省应急管理厅发布了“8.25”重大火灾事故调查报告，报告认定为一起责任事故。其中事故背景内容提到，据当地媒体2017年8月报道，北龙温泉景区接待大厅消火栓门被木质雕塑遮挡，门框上“安全出口”指示灯不亮;更衣室内未设置“安全出口”指示灯，也未看到灭火器;温泉区通往客房的两处台阶上贴有“安全出口”字样，但指向的大门却被封住。此外，从黑龙江省公安消防总队网站查询到6次消防监督抽查中4次不合格。

以上两例真实事故案例中，存在的相似点，消防应急照明、疏散导向等相关消防应急设施均失效，关键时未起到有效地安全疏散导向功能，是导致事故损失扩大的其中一个重要因素。

EPS应急电源作为消防应急疏散导向设施的重要电源保障，事故发生后不能有效地为其设备持续供电，是导致消防应急照明和疏散指示设施失效直接原因，这体现出EPS在消防应急设施运用中的重要性和必要性，是降低事故损失扩大关键要素之一。

5 结束语

发展离不开安全。EPS应急电源系统作为地铁消防安全配电中重要组成部分。本文通过EPS应急电源的组成及工作原理与实际工作中的运用分析，深入探讨其在事故应急救援与安全疏散工作中重要性与实用价值。随着科技不断进步与发展，EPS应急电源将仍需进一步优化与改进，为消防应急提供更有力度地安全保障，使其在消防事故中发挥更大作用。

参考文献：

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[2]李勇.广播电力系统中EPS应急电源的应用研究[J].山东工业技术，2019（2）：176.

[3]张茜茹.超市智能应急照明和疏散指示系统的设计[J].现代建筑电气，2018（12）：50-53.

[4]张赟.EPS应急电源在消防实践中的优势探讨[J].电子世界，2017（17）：170.

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