人防工程供配电系统设计探讨

发布时间：2022-06-30

　　摘要：人防工程的供配电系统设计需要考虑平时、战时、消防等不同情况下的需求，以及对关键环节进行特殊设计。本文探讨了如何设计人防工程的供配电系统，研究设计工作的关键内容，分析如何进行负荷等级划分和配电电源的选择。

　　关键词：人防工程;供配电系统;设计方法

　　人防工程是我国社会发展、国防建设的重要内容，也是开发和利用城市地下空间的重要组成部分。很多人防工程在平时、战时状态下对电力负荷的需求有很大不同，为了解决电力负荷问题，保证电力系统稳定性，应该对供配电系统开展合理化的设计。

　　1  人防工程分析

　　人防工程一般指民用建筑领域下的人防工程，可以在非战时状态作为停车场和地下商场使用，进入战时状态会作为人员的庇护所和安置所，以及保存重要战略物资。由于人防工程的特殊性，因此，对人防工程的供配电系统设计不仅要考虑战时情况的使用，同时，也要考虑非战时情况的下的需求，确保人防功能的供配电系统可以全面发挥作用。战时阶段，人防工程会被划分为不同的个人防护单元，单元之间需要采取有效的隔离、密封和防护，保证每个单元都具有足够的独立性和密封性，以及确保每个单元都有足够的电力供应，确保战时阶段人防工程内人员的生存，有效发挥庇护所的作用。与普通的建筑工程不同，人防工程的墙体、结构都针对战时进行了特殊设计，施工一次性成型，因此，设计供配电系统时要注意不能对人防工程进行改造，也要充分根据人防工程的结构合理设计，满足未来拓展电气系统功能的需求。

　　2  人防工程供配电系统设计关键点

　　2.1  电力负荷等级

　　电力负荷等级是人防工程内部各种电力设备对电力的总体需求大小，所以人防工程一般会对电力负荷分级，包括一级负荷、二级负荷、三级负荷三个等级，不同等级对应着设备不同的电力消耗。在进行人防工程电力负荷的分级工作中，应该保证分级标准可以对各种不同类型的负荷科学分类，从而合理地进行电力负荷的分级供配电。比如，基本通信设备、采油电站配套附属设备，都属于一级负荷，风机、水泵、 辅助医疗就与房间的照明设备都属于二级负荷，其他设备属于三级负荷。

　　2.2  电源

　　人防工程在战时并没有稳定的外部电源供应，因此需要针对战时状态对电源专门设计，一般会建立内部供电电源，并采取外部、内部同时供电的方式，确保日常活动中有稳定的外部供电，在紧急情况下，随时都有内部供电电源维持电力运转。目前，内部电源系统会综合使用柴油发电机和 UPS 系统，在外部电源因战争因素被切断时，UPS 系统马上能维持内部电源系统供电，然后技术相关人员可以启动柴油发电机，保证供电的持续性。为了确保内部电源能在外部出现紧急情况下依然能运行，内部电源必须在功率上符合人防工程日常用电的需求，还要对供配电系统结构进行科学设计，有效控制火灾等事故，保证电源安全性。

　　2.3  供电系统

　　由于人防工程内部都采用个人防护单元，所以在设计供电系统时也要以各个单元为标准进行设计，对每个防护单元都有专门的供电系统、线路设置。例如，需要对每个单元都设置独立的配电箱，并且独立配电箱和整体供电系统分离，确保战时防护单元可以稳定运行。在内部有足够空间的情况下，可以使用配电室进行电力供应，强化配电管工作，提升系统的稳定性。

　　3  人防系统的主要负荷

　　3.1  照明系统

　　人防工程的照明系统非战时照度和战时照度可能会有所不同，所以需要根据情况设置照明系统。例如，平时作为车库的人防工程，进入战时作为人员隐蔽场所和物质存储库，由于两种情况下对照度要求相同，所以可以共用一套照明系统;如果人防工程在平时作为商场使用，战时为人员掩蔽所，两种工作对照明要求有明显差距，就需要在平时、战时分别供电。

　　3.2  应急照明系统

　　应急照明系统包括疏散照明、备用照明和安全照明三个部分，人防系统需要从安全角度出发设置应急照明系统。疏散照明包括指示灯、照明灯，指示灯能为人们指示方向，照明系统可以在断电情况下保持照明，疏散照明系统需要保持持续供电 30min 以上，在安全出口、走到交叉位置指示灯，照明灯设置在疏散走道高低变化处。备用照明是在正常照明系统故障之后为保持正常活动要求设计的照明系统，备用照明需要在服务台、营业厅位置设置，并且合理设计配电系统，保证在正常照明出现故障的 15s 内转换到备用照明。安全照明是在正常照明失效时为处于潜在危险位置的人员提供的照明系统，比如，在手术室、急救室设置，安全照明照度不能低于正常照明的 5% ～ 50%。

　　3.3  管线敷设方式设计

　　为了避免管线在战时受到冲击波影响，室外必须使用埋地敷设管线的方法，用电缆防爆波井导入以及预留备用穿线管。对室内电缆、电线穿管可以使用钢管，对不同电压等级、不同回路的线路不能设置在同一钢管中，所有穿越维护结构、防护密闭隔墙，以及相应的电气管线、预留备用钢管等等都要进行防护密闭处理，优先使用厚度在 2.5mm 以上的热镀锌钢管。

　　4  负荷级别

　　4.1  规范中分级要求

　　规范中针对战时常用电气设备电力负荷进行了分级，基本通信设备、应急通信设备、柴油电站、配套附属设备、通风系统、应急照明系统等，都属于一级负荷;风机、水泵、辅助一老救助房间照明、医疗救护空调、电热设备、电动防护密闭门、正常照明设备等属于二级负荷，不属于一级负荷、二级负荷的其他负荷，都属于三级负荷。

　　4.2  做好负荷级别控制

　　进行负荷分级时，不能降低负荷级别或者提高负荷级别，很多人防系统平时照度在 300Lx，战时作为人员掩蔽所时照度为 75Lx，由于照度标准相差较大，所以可以对平时、战时照明系统分别供电。由于平时商场的用电容量是战时掩蔽所用电容量的 4 倍，若不进行区分，则战时会增加 3 倍用电负荷，浪费宝贵的电力资源，也会增加战时照明故站点，不利于确保战时阶段照明系统的可靠性。

　　5  配电方案选择

　　战时电力负荷级主要对内部电源有供电要求，平时电力负荷级别主要对城市电力系统提出要求。电力系统引入两路外电源可以满足平时一、二级负荷要求，引入一路外电源可以满足各级战时设备临战期的使用要求。

　　5.1  低压配电室、电站控制

　　室低压配电室、电站控制室的每个防护单元的战时配电回路应该各自独立，对于距离电站比较远的人防工程，应该根据规范对每个防护单元采用区域放射式供电，不能在人防工程内增加中间级配电装置，然后，再给各个防护单元进行放射式供电。

　　5.2  减少每个防护单元的进线数量

　　每个防护单元都配置战时用电电源一路，工业商业、居民生活电源各一路，每个防火分区的两路应急照明电源，包括防火卷帘、电伴热疏等电源，以及两路排烟风机电源。对于平时作为车库的战时二等人员掩蔽所，防火分区应该包含两个防护单元，每个防火分区都要从建筑物的低压配电室、电站配电室中引出两路电源。

　　5.3  战时引接电力系统电源

　　这类电源被视为消防电源，对于平时二级照明电源，也可以做战时二级照明，排水泵电源也可以对接战时排水泵，所以可以平战排水泵合用，但是，不可接平时、消防、战时合用排水泵。战时外电源也不能作为平时消防电源，以满足消防设备用电使用专用回路的要求。

　　5.4  地下室引自电力系统的外电源

　　人防地下室引自电力系统的外电源，必须定义为战时电源而不是平时电源，比如，不能将消防工作备用电源作为战时外电源。消防工作电源、战时外电源都引自建筑物低压配电室时，也要保证消防外电源和战时外电源的专业性。

　　5.5  防护单元的内供电系统

　　对于战时和平时应急照明系统，并不能满足消防设备的配电要求，战时平时应急照明系统，也不满足战时设备负荷级别要求。所以对不同系统应该分别设置，以满足负荷的需要。

　　6  结语

　　人防工程目前以平战结合为主要形式，工程的特殊性在于有很多附属设备，而且人防工程不能轻易改变，因此必须满足战时和平时两种功能的需求。在设计供配电系统时，应该明确不同负荷的性质，然后再确定负荷级别，之后根据负荷级别选择适合的配电方案。对于一些特殊系统，必须独立设置配电系统，提升电气系统设计的合理性，满足战时各项负荷的要求，平时、消防状态下也要保证电气设计的可靠性。——本文来源于《中国设备工程》2022年第4期，作者：冯梅娟

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