高速公路機(jī)電系統(tǒng)培訓(xùn)

1、 高速公路機(jī)電系統(tǒng)隸屬于交通工程（安全設(shè)施、管理設(shè)施和服務(wù)設(shè)施）的管理設(shè)施。高速公路機(jī)電系統(tǒng)被劃分為：監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)及消防系統(tǒng)。 下面就以貴都高速公路項目為例簡單的介紹一下高速公路機(jī)電工程所包含的工作內(nèi)容 ： 對于機(jī)電工程，現(xiàn)場調(diào)查的主要工作： 1）了解工程分布情況、線路情況、交通狀況以及施工任務(wù)的分布情況。 2）根據(jù)初步設(shè)計圖紙?zhí)峁┕こ虜?shù)量調(diào)查核對與實際是否一致，工程量清單與實際不一致的地方作以詳細(xì)記錄，作為聯(lián)合設(shè)計變更的重要依據(jù)。 3）是否具備施工條件，土建房建施工情況能否滿足施工要求。 u 機(jī)電工程招標(biāo)工作完成后，一般情況下，自我們接到中標(biāo)通知書

2、之后1個月內(nèi)簽訂施工合同，根據(jù)合同約定開工日期進(jìn)場施工，但是進(jìn)場之后并不是立即投入施工，而是要進(jìn)行施工圖深化設(shè)計或者叫二次設(shè)計，因為招標(biāo)階段只是一個初步設(shè)計，設(shè)計圖紙并不能用來指導(dǎo)施工，經(jīng)過二次設(shè)計后的圖紙才能用來指導(dǎo)施工。u 聯(lián)合設(shè)計主要是根據(jù)前期現(xiàn)場調(diào)查情況，以及后續(xù)可能出現(xiàn)的設(shè)計問題、施工技術(shù)問題、界面問題、設(shè)備問題進(jìn)行優(yōu)化，在這個過程中，做好聯(lián)合設(shè)計，就可以減少在施工過程中可能出現(xiàn)的問題導(dǎo)致的工程返工，可以減少因返工帶來的成本增加。 u下面從施工角度出發(fā)，分系統(tǒng)的介紹各分項工程： u 供配電系統(tǒng)主要由: 電源 輸（配）電線路 開關(guān)設(shè)備 用戶變壓器變壓器通風(fēng)通風(fēng)消防消防電纜電纜高壓開關(guān)高

3、壓開關(guān)柜柜電源電源隧道照明隧道照明架空線路架空線路u A、直流電(大小和方向不隨時間變化的電流)1）直流由于頻率為”0”,所以傳輸過程中能耗特別低，同時噪音小，便于能量的貯存。2）直流波形由于不像交流電一樣是正弦波,恒定的電流使故障情況下電弧的熄滅特別難熄滅。一旦直流短路或者接地，防護(hù)不當(dāng)，必將對設(shè)備及操作人員造成傷害。t tI Iu B、交流電 交流電(大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流 )1）發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)是利用動力使發(fā)電機(jī)中的線圈運轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)180發(fā)電機(jī)輸出電流的方向就會變換一次，因此電流的大小也會隨時間做規(guī)律性的變化，此種電源就稱為交流電源。2）正弦波形，滅弧容易，而且技術(shù)十分成熟

4、，民用普及性廣。t tI Iu3）高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)設(shè)備都用交流電。u4）交流電的進(jìn)一步認(rèn)識u民用級交流電壓一般分為單相220V和三相380V，常說的”火線”，“零線”就是指的這兩種電而言的。 對于單相220V的電源線，一般是紅正黑負(fù)，黃綠雙色線為接地線。 三相380V的電源線，一般分A.B.C.N.PE，顏色分布一般為：黃.綠.紅.藍(lán).黑(黃綠雙色線)，對于如何辨別A.B.C三相的位置，通常按照：觀察者正對設(shè)備正面，A.B.C三相順序分別為從左到右，從上到下，從遠(yuǎn)到近。 交流電示值大小通常有兩種表示方式：有效值和最大值，萬用表測量出來的都是有效值。 供配電線路分為架空線路和電纜線路

5、，架空線路主要在供電局的線路中出現(xiàn)，高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要還是電纜線路（根據(jù)實際情況而定）。u電纜線路特點：1）電纜導(dǎo)體的最高允許工作溫度：90 2）電纜彎曲半徑：三芯電纜不小于電纜外徑15倍；單芯電纜不小于電纜外徑20倍。 1、電纜絕緣測試和耐壓試驗： 敷設(shè)前進(jìn)行絕緣測試和耐壓試驗。 絕緣測試，用1KV搖表測線間及對地的絕緣電阻。 2、電纜搬運及支架架設(shè)，應(yīng)符合下列要求： 短距離搬運，常規(guī)采用滾動電纜軸的方法。運行應(yīng)按電纜軸上箭頭指示方向運作。以防作業(yè)錯誤造成電纜松弛。 電纜支架的架設(shè)地點應(yīng)選擇土質(zhì)密實的原土層的地坪上和便于施工的位置，一般應(yīng)在電纜起止點附近為宜。 3、電纜敷設(shè)： 敷設(shè)的方法可

6、采用人力或機(jī)械牽引。 電纜沿橋架敷設(shè)時，應(yīng)單層敷設(shè)，排列整齊。不得有交叉，拐彎處應(yīng)以最大截面電纜允許彎曲半徑為準(zhǔn)。 不同等級電壓的電纜應(yīng)分層敷設(shè)，高壓電纜應(yīng)敷設(shè)在上層。 4、掛標(biāo)志牌： 標(biāo)志牌規(guī)格應(yīng)一致，并有防腐功能，掛裝應(yīng)牢固。 標(biāo)志牌上應(yīng)注明電纜編號、規(guī)格、型號及電壓等級。 沿橋架敷設(shè)電纜在其兩端、拐彎處、交叉處應(yīng)掛標(biāo)志牌，直線段應(yīng)適當(dāng)增設(shè)標(biāo)志牌。u線路的防雷：1）架空線路由于裸露在自然界,而且比較高,容易遭遇雷擊,因此通常在桿塔上安裝避雷器來保護(hù)線路。2）室內(nèi)線路的防雷通常安裝浪涌保護(hù)器(SPD)。 開關(guān)柜是金屬封閉式開關(guān)設(shè)備的俗稱。按照國標(biāo)的定義，金屬封閉式開關(guān)設(shè)備是指除進(jìn)出線外，完全

7、被金屬外殼包住的開關(guān)設(shè)備。u目前變電所10KV配電設(shè)備及低壓配電設(shè)備多采用成套配電裝置。成套配電裝置按主接線要求，將一、二次回路中電氣按順序連接組裝在有金屬框架構(gòu)成的柜體中。成套配電裝置可分為高壓成套配電設(shè)備（高壓開關(guān)柜）及低壓成套配電設(shè)備（低壓開關(guān)柜）兩大類。u高壓開關(guān)柜是一種柜式的成套配電設(shè)備，它按一定的接線方式將所需的一、二次設(shè)備，如各種開關(guān)、監(jiān)察測量儀表、保護(hù)電器及一些操作輔助設(shè)備組成一個總體，在變電所中作為控制電力變壓器和電力線路之用，這種成套配電設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，運行安全，安裝和運輸方便。u日常運行中，高壓跳閘是十分常見的現(xiàn)象，而引起跳閘的多種可能性中，常見的幾種可能性如下:1）雷暴天

8、氣，供電局架空線路對地及相間絕緣破壞。-觀察電壓值2）負(fù)載過大，超過斷路器額定值。-觀察電流值3）電纜被人為破壞或交通事故造成絕緣破壞。-檢查電纜路徑4）負(fù)載故障。-檢查負(fù)載 電力變壓器是變電所的核心設(shè)備，通過它將一種電壓的交流電轉(zhuǎn)換成另一種電壓的交流電，以滿足輸電、供電、配電或用電的需要。u按絕緣介質(zhì)分類，變壓器可分為油侵式變壓器和干式變壓器。油侵式變壓器由于價格低廉而得到廣泛應(yīng)用；干式變壓器有不易燃燒、不易爆炸的特點，特別適合在防火、防爆要求高的場合使用，絕緣形式有環(huán)氧澆注式、六氟化硫充氣式和纏繞式等。干式變壓器現(xiàn)已在中壓等級的電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 變壓器按照絕緣介質(zhì)的不同分為干式變壓

9、器和油浸式變壓器。1）高壓側(cè)電壓通常為10kV，低壓側(cè)為400V，根據(jù)現(xiàn)場供電局提供電壓的高低，其值略有高低。2）為了防止人員觸電，干變都有防護(hù)罩，并做有觀察窗。變壓器帶電時，嚴(yán)禁人員打開防護(hù)罩靠近變壓器，所以通常防護(hù)罩上都有“止步,高壓危險!”警示標(biāo)志。3）無論是干變還是油變，溫度是考察變壓器運行狀態(tài)的最直觀因素。u電力負(fù)荷是根據(jù)它的重要性和是否允許中斷供電分為三種等級，分別為：一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。本項目隧道為高速公路隧道，車速高，照明燈具不允許瞬間停電，否則會發(fā)生重大事故，因此隧道應(yīng)急照明燈具為特別重要的一級負(fù)荷，隧道內(nèi)的監(jiān)控等設(shè)備也不允許停電，因此監(jiān)控等設(shè)備為一級負(fù)荷，射流風(fēng)機(jī)

10、等其他為二級負(fù)荷，其他隧道電力負(fù)荷為三級負(fù)荷。A、柴油機(jī)說明 柴油機(jī)是柴油燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，電球是機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。 B、柴油機(jī)工作原理 柴油發(fā)動機(jī)一般為四沖程工作，既進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。 C、柴油機(jī)構(gòu)造 包括機(jī)體、曲柄連桿、配氣機(jī)構(gòu)、燃料系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)。機(jī)體：包括氣缸蓋、氣缸體、油底殼。即柴油機(jī)的一個定型的框架，其他所有附件都需要安裝在機(jī)體上。曲柄連桿：使柴油機(jī)完成四沖程。配氣機(jī)構(gòu)：控制柴油機(jī)的進(jìn)、排氣。燃料系統(tǒng)：柴油從油箱經(jīng)過柴油格，到達(dá)油泵，然后到達(dá)噴油器，最后由油嘴噴射到氣缸里燃燒。多余的柴油從回油管回到油箱。空氣系統(tǒng)：外界新鮮空氣經(jīng)過空氣格（空氣濾

11、清器），同時發(fā)動機(jī)排出的廢氣通過渦輪增壓器，使吸進(jìn)來的新鮮空氣以高壓傳送到氣缸，使之與柴油燃燒。冷卻系統(tǒng)：冷卻氣缸燃燒產(chǎn)生的熱量以及既有潤滑產(chǎn)生的熱量，靠水泵將水抽起來循環(huán)，由水箱風(fēng)扇或水塔冷卻循環(huán)水。潤滑系統(tǒng)：通過機(jī)油泵使機(jī)油循環(huán)運轉(zhuǎn)，機(jī)油首先通過機(jī)油冷卻器，再過機(jī)油格，然后分配到各個零部件，以確保柴油發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)。 u在線式UPS在市電正常時，由市電進(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負(fù)載提供交流電，在市電異常時，逆變器由電池提供能量，逆變器始終處于工作狀態(tài)，保證無間斷輸出。其特點是，有極寬的輸入電壓范圍，基本無切換時間且輸出電壓穩(wěn)定精度高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本

12、較高。目前，功率大于3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS。uUPS同時具備穩(wěn)壓、濾波等功能，有些UPS可以在故障或過載時改由市電旁路供電。uEPS有點類似于后備式的UPS，平時逆變器不工作，市電斷電時才投入蓄電池。一般不對電源進(jìn)行恒流、恒壓處理。通常采用接觸器轉(zhuǎn)換，切換時間均為0.10.25S。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較簡單，造價較低，平時能耗小無噪音，主機(jī)壽命長（15-20年），可適應(yīng)于電感性、電容性及綜合性負(fù)載。u提供車輛在隧道中正常行駛所必須的 照明 u提供緊急情況下的應(yīng)急照明u為美化隧道,減少司機(jī)視覺疲勞形成的 景觀照明u貴都高速JD3標(biāo)段共有隧道6座，依次為老鷹嘴、筍子坡、賈托坡、九條龍、陡坡腳

13、和新場隧道。隧道均為雙洞單向交通，單向兩車道。隧道路線線形按車速100KM/h設(shè)計。1）洞外引道照明 在隧道入口、出口洞外設(shè)置 引道照明設(shè)6基10米路燈，燈桿間距25米 光源為250W高壓鈉燈 設(shè)計亮度1.0cd/m2 控制方式:自動/手動2）入口段加強(qiáng)照明 入口加強(qiáng)段共計85m,光源為高壓鈉燈400W，間距2.5m,安裝高度5.2m。 設(shè)計亮度105cd/m2。 加強(qiáng)照明1:晴天白天開，晚上關(guān)；加強(qiáng)照明2:晴天和云天白天開，晚上關(guān)。加強(qiáng)照明3:晴天、云天和陰天白天開，晚上關(guān)。加強(qiáng)照明4:晴天、云天、陰天和重陰天白天開，晚上關(guān)。 控制方式:自動/手動3）過渡段照明 過渡段共計75m,光源為高壓

14、鈉燈250W，間距5.0m,安裝高度5.2m。 設(shè)計亮度31.5cd/m2。 過渡段照明1:晴天和云天白天，晚上關(guān)；過渡段照明2:晴天和云天白天開,晚上關(guān)；過渡段照明3:晴天和陰天白天開,晚上關(guān)；過渡段照明4:晴天、云天和重陰天白天開,晚上關(guān)。 控制方式:自動/手動。4）過渡段照明 過渡段共計90m,光源為高壓鈉燈100W，間距5.0m,安裝高度5.2m。 設(shè)計亮度10.5cd/m2。 過渡段照明1:晴天白天開、晚上關(guān)；過渡段照明2:晴天和云天白天開、晚上關(guān)； 控制方式:自動/手動。5)基本段照明 光源為高壓鈉燈100W，隧道拱頂側(cè)偏單光帶間距7.0m,安裝高度7.10m。 設(shè)計亮度4.5cd

15、/m2。 基本段照明1:白天和晚上開,夜間關(guān)；基本段照明2:白天和晚上都開； 控制方式:自動/手動。6)應(yīng)急照明 光源為高壓鈉燈100W，隧道拱頂側(cè)偏單光帶間距14.0m,安裝高度7.10m。 應(yīng)急照明:24小時常明燈,UPS供電。 控制方式:手動7)緊急停車帶照明 光源為2*36W熒光燈，間距3.0m,安裝高度5.2m。 緊急停車帶照明:與應(yīng)急照明同回路。 控制方式:手動。8)出口段加強(qiáng)照明 出口段共計60m,光源為高壓鈉燈100W，間距3.0m,安裝高度5.2m 設(shè)計亮度22.5cd/m2 出口段加強(qiáng)照明1:晴天白天開、晚上關(guān)；出口段加強(qiáng)照明2:晴天和云天白天開、晚上關(guān) 控制方式:自動/手

16、動。 (1) 為了保持光源壽命,高壓鈉燈的端電壓應(yīng)在額定電壓的95 %105 %范圍內(nèi)。 (2) 為減少沖擊電壓波動和閃變對照明的影響,應(yīng)采用隧道照明專用變壓器,負(fù)荷率可選擇在額定容量的70 %80 %。當(dāng)與隧道風(fēng)機(jī)等沖擊性負(fù)荷共用變壓器供電時,應(yīng)專線供電。 (3) 低壓配電方式采用樹式及放射式混合配電方式,低壓配電系統(tǒng)采用三相四線制。電壓等級220V/ 380V ,接地系統(tǒng)采用TN - S 系統(tǒng)。 (4) 低壓配電電纜采用四芯等截面阻燃及耐火電纜。 (5) 對于啟動電流大于工作電流的隧道燈具,應(yīng)較驗開關(guān)及電纜截面,避免保護(hù)失靈或壓降過低。 (7) 應(yīng)急電源與工作電源采取可靠措施,防止并列運行

17、。應(yīng)急電源宜采用蓄電池直流逆變裝置或獨立的自起動柴油發(fā)電機(jī)組供電。集中設(shè)置可采用在線式不間斷電源(UPS) ,分散設(shè)置可采用自充電式應(yīng)急燈。u 隧道通風(fēng)系統(tǒng)是隧道安全運行的重要組成部分，通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與隧道內(nèi)運行環(huán)境條件、運行效率、運行安全密切相關(guān)。u 隧道內(nèi)良好的空氣狀態(tài)是行車安全的必要條件，通風(fēng)是為了把隧道內(nèi)的有害氣體或污染物質(zhì)的濃度降至允許濃度以下，以保證汽車行駛的安全性和舒適性，同時有利于隧道內(nèi)的維修、養(yǎng)護(hù)人員的身體健康。隧道通風(fēng)方式很多,選擇時考慮的最主要因素是隧道長度和交通條件，同時還要考慮氣象、環(huán)境、地形以及地質(zhì)等條件，從而選擇既有效又經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。 風(fēng)機(jī)安裝前，首先檢查

18、預(yù)埋件的安裝位置是否與設(shè)計相符。如不能滿足，必須立即與土建單位協(xié)調(diào)，確定完善方案。風(fēng)機(jī)安裝開始前，首先對預(yù)埋件進(jìn)行拉拔試驗，預(yù)埋件的抗拉力應(yīng)達(dá)到設(shè)計及技術(shù)規(guī)范要求，拉拔試驗加載荷載為風(fēng)機(jī)的15倍，試驗合格后，將有關(guān)測試數(shù)據(jù)上報監(jiān)理工程師及業(yè)主批復(fù)，然后再進(jìn)行風(fēng)機(jī)的安裝。 安裝時采取首件樣板制度，即在施工時，首先安裝一臺風(fēng)機(jī)作為樣板，并邀請業(yè)主、監(jiān)理工程師檢查、確認(rèn)，并以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行所有風(fēng)機(jī)的安裝。風(fēng)機(jī)安裝時，將在地面組裝好后，然后吊至作業(yè)車升降平臺進(jìn)行安裝。風(fēng)機(jī)安裝時，地面安全防護(hù)人員做好安全防護(hù)工作，設(shè)置警示標(biāo)志提醒過往車輛。 風(fēng)機(jī)的安裝質(zhì)量要求較高，且風(fēng)機(jī)安裝在隧道頂部，擬采用高空作業(yè)車進(jìn)

19、行風(fēng)機(jī)的安裝。風(fēng)機(jī)安裝方案確定后報經(jīng)業(yè)主及監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，并在監(jiān)理工程師的監(jiān)督指導(dǎo)下進(jìn)行作業(yè)。在此之前還將與設(shè)備供貨商共同對隧道頂部進(jìn)行現(xiàn)場測量，使風(fēng)機(jī)支架與隧道頂部相吻合，且符合建筑界限標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)埋件檢查、完善風(fēng)機(jī)組裝風(fēng)機(jī)吊裝風(fēng)機(jī)控制柜安裝風(fēng)機(jī)配線風(fēng)機(jī)支架安裝風(fēng)機(jī)檢查風(fēng)機(jī)試驗抗拔力實驗承載實驗風(fēng)機(jī)調(diào)試u隧道消防系統(tǒng)是為公路隧道的安全運營提供保障，是公路隧道防災(zāi)、減災(zāi)的核心。根據(jù)公路隧道交通工程設(shè)計規(guī)范的設(shè)計要求，隧道消防系統(tǒng)一般為全自動濕式系統(tǒng)，即24小時系統(tǒng)管道為充水的濕式系統(tǒng)，供水設(shè)施能夠自動供應(yīng)并滿足系統(tǒng)所需消防水量。1）設(shè)備配置：火災(zāi)報警裝置、避難指引設(shè)備。2）洞內(nèi)滅火設(shè)施：水成泡沫滅火裝置、干粉滅火器、消防水帶、消火栓、給水栓、消防供水干管。3）洞外供水設(shè)施：取水設(shè)施、高位蓄水池、低位集水池、泵房、供水管網(wǎng)。4）控制設(shè)備：水泵控制模塊、水位控制器。 1）隧道內(nèi)設(shè)備布置圖如下：2）隧道外取水、供水示意圖如下：1）火災(zāi)報警裝置及避難指引設(shè)備 火災(zāi)報警裝置主要是用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，現(xiàn)場人員通過按壓報警裝置向控制中心報警，根據(jù)規(guī)范要求報警裝置一般不大于50米，在行車方向右側(cè)與消防箱、避難指引設(shè)備配合設(shè)置。3）消防供水干管 消防供水干管由高位蓄水池供水，采用全自