【IBE】《消防应急照明及疏散指示系统技术标准》在变电站消防应急照明设计中的应用研究

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设计思路

2.1 原设计思路

以一个典型的全户内变电站为例，1个典型的户内变电站包括主变压器室、2~3 个不同电压等级配电装置室、无功补偿装置室、二次设备室等。全站的 正常照明从二次设备室的站用电配电设施引接至各功能间的分配电箱进行二级配电; 备用照明直接接入正常照明回路，采用正常照明灯具加装蓄电池实现; 消防应急照明和疏散指示标志自带蓄电池，也直接接入正常照明回路，全部消防应急灯具另有信号线接入，控制灯具非事故状态不亮，事故状态亮起。应急照明系统供电电压为220V，采用自带蓄电池供电方式的集中控制型系统(图1) 。

图1 自带蓄电池供电方式的集中控制型系统

2.2 新设计思路

根据新标准的条文对比分析可知， 原设计思路主要存在两大问题: (1) 应急照明回路和正常照明回路混接; (2) 消防备用照明回路采用了蓄电池供电。新标准在系统制式、配电形式、灯具选型、控制设计等方面有了较大的变化，所以为符合新标准的要求，设计人员必须摒弃原有设计思路，重新设计变电站应急照明系统。

变电站应急照明系统主要分为两大部分， 一部分是应急照明，主要是为人员疏散和发生火灾时仍需工作的场所提供照明，具体又可以分为给火灾时仍需工作场所提供照明的备用照明和用于疏散通道照明的疏散照明; 另一部分是疏散指示标志，带有图形或者文字指示标志，用于在火灾时指示安全出口、楼层、避难间、逃生通道等。

根据新标准， 变电站应急照明系统设计主要分为以下几个步骤。

(1) 依据新标准的照度要求，结合变电站各功能室的布局特点选型并布设灯具，进行 照度模拟计算。

(2) 按照新标准的疏散指示系统布置原则， 布置疏散指示标志。

(3) 按照变电站目前采用的火灾报警系统和站内建筑物内有无消控室 确定应急照明系统的系统制式和配电形式。目前变电站按要求都配有火灾报警系统，所以只能采用集中电源供电的集中控制型系统和自带蓄电池供电的集中控制型系统，不能采用非集中控制型系统。

(4) 根据新标准对于配电回路和控制回路的要求， 设计应急照明灯具和疏散指示标志的配电回路。

(5) 根据新标准要求， 明确配电线路选型和系统敷设的原则。

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变电站应急照明系统新方案

3.1 照度要求

对于应急照明系统的照度要求，多本现行规范均有涉及且不完全一致，令设计人员困扰。本文尝试梳理各规范中对应急照明的照度要求，最终明确 变电站应急照明的照度要求如表 2～3 所示。

3.2 照度计算及灯具选择

3.2.1 备用照明照度计算及灯具选择

以南方某地一220kV全户内式变电站为例，该变电站建筑为二层结构，内有消控室、排烟机房、消防水泵房、二次设备室(内设站用电屏) 。照明灯具可选用光通量1350lm的36W壁灯或者光通量4800lm的2×20W管吊式LED灯。两种灯具设计方案的差异对比详见4。

由表4可知，在同样的房间中，满足照度和功率密度要求的条件下，选用2×20W 管吊式LED灯比36W壁灯节省2/3的灯具，兼顾了照明效率、经济性和布局的美观性。

3.2.2 疏散照明照度计算及灯具选择

采用和3.2.1节相同的变电站为例，疏散照明可选用通量750lm 7W壁灯或 500lm 5W壁灯。两种灯具设计方案的差异对比详见表5。

由表5可知，在同样的房间中，满足照度要求的条件下，所需7W和5W的壁灯数量相等，但选用5W的壁灯，兼顾了照明效率、经济性和布局的美观性。

3.2.3 疏散指示标志设计方案

变电站疏散指示标志必须满足《发电厂和变电站照明设计技术规定》DL/T-5390—2014、《建筑照明设计标准》GB 50034—2013、《火力发电厂与变电站设计防火标准》GB 50229—2019) 、《建筑设计防火规范》(2018版)、《消防应急照明及疏散指示系统技术标准》(GB 51309—2018)等的要求，最终确定的设计方案如下。

(1) 直通室外的出口设置“安全出口”标志，楼梯间出入口和房间出口设置“疏散出口”标志，地下室入口设置有“禁止入内”标志。

(2) 楼梯间各层面向梯面墙上设置指示本楼层的楼层指示灯。

(3) 疏散通道的灯光疏散指示标志设置在墙面上，间距≤20m，在走道转角区≤1m，高度距地面 1m范围内。

3.3 系统制式设计

3.3.1 疏散照明

根据新标准，变电站应急照明系统可采用集中电源供电的集中控制型系统或自带蓄电池供电的集中控制型系统。以前文所举南方某地一220kV全户内式变电站为例，该变电站设有消控室，故采用集中电源供电的集中控制型系统(图2) ，集中电源和应急照明控制器放置在消控室内，有效避免灯具自带的蓄电池故障率高的问题，提高系统集约性、可靠性。

图2 集中电源供电的集中控制型系统

3.3.2 备用照明

火灾期间仍需工作、值守的区域需要设置备用照明，备用照明系统不能采用蓄电池供电，所以现有两种设计方案。

(1) 采用双路电源供电(图3)，两路电源必须从380V站用电系统不同段母线上引接，在末端照明箱实现电源自动切换。

图3 双路电源供电的备用照明系统

(2) 设置事故照明屏，所有备用照明回路均从事故照明屏引接，事故照明屏由不间断电源(UPS)供电(图4)，该方案将备用照明和其他照明隔离，提高了备用照明的可靠性，但会增设事故照明屏，同时必须增大UPS的容量，相比于方案一，增加了投资成本。

图4 事故照明屏供电的备用照明系统

3.4 配电回路与控制回路

3.4.1 配电回路设计方案

(1)同一楼层的应急照明灯具和疏散指示标志采用统一配电回路供电;

(2)每个封闭的疏散楼梯间单独设置配电回路;

(3)消控室、消防水泵房、排烟机房、带有站用电屏的二次设备室单独设置配电回路;

(4)任一配电回路配接灯具不超过60只，回路额定电流不大于6A，所接灯具功率总和不大于回路额定功率80%。

3.4.2 控制回路设计方案

(1)应急照明控制器与站内火灾报警控制器实现联动;

(2)应急照明控制器通过集中电源或应急照明配电箱连接灯具，并控制灯具的应急启动、蓄电池电源转换;

(3)应急照明控制器和集中电源或者集中电源和灯具之间的通信中断时，应急照明灯具点亮。

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线路选型及敷设设计

(1)系统馈出线缆选择电压等级不低于交流450/750的耐火线缆，系统通信线路选择耐火线缆或光纤;

(2)应急照明系统线路 暗敷时采用穿钢管 敷设; 当线路 明敷时，采用穿钢管或者金属槽盒敷 设，并涂刷防火涂料;

(3)集中控制型系统中选用耐火线缆、耐火光纤;

(4)系统中接线盒、管线接头等的IP防护等级需要和配电箱、灯具等保持一致。

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结束语

新施行的《应急照明标准》强调应急照明系统的 系统化、规范化、轻量化，从 灯具设备选型、系统制式、配电形式、照度要求、布线敷设等方面对应急照明系统做了详细的规定，原有的一些设计方案不再适用。本文参考以往工程应急照明设计方案的基础上，结合新标准提出: 在变电站应急照明设计实际应用中， 疏散照明采用集中控制型式，自带蓄电池或集中电源供电皆可，选用5W灯具; 备用照明可采用双电源回路供电或者事故照明屏供电，后者适用于投资充足且控制室较为宽敞的工程项目，选用2×20W的LED灯; 从而实现经济效益、节能环保、技术优化，为变电站应急照明设计提供了新思路。

作者简介：

林晓宁，硕士研究生，电气一次设计初级师，助理工程师。

本文引用格式：

[1]林晓宁.《消防应急照明及疏散指示系统技术标准》在变电站消防应急照明设计中的应用研究[J].智能建筑电气技术,2022,16(03):111-115.

本文刊登于《智能建筑电气技术》杂志

2022年6月刊

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