在神華準(zhǔn)池鐵路殺虎口隧道安裝智能照明燈的論述

白國(guó)強(qiáng) 神華新朔鐵路有限責(zé)任公司供電分公司

神華準(zhǔn)池鐵路是大準(zhǔn)鐵路和朔黃鐵路的聯(lián)絡(luò)線；全長(zhǎng)179公里的雙線電氣化鐵路，設(shè)計(jì)運(yùn)輸量為2億噸/年，全線共計(jì)有15座隧道需要安裝隧道照明燈，目前有14座隧道都已經(jīng)安裝了隧道照明燈，這14座隧道照明燈控制方式都是雙向控制，現(xiàn)在只剩下殺虎口隧道沒(méi)有安裝隧道照明燈，所以在殺虎口隧道安裝智能照明燈是非常有必要的，不僅可以節(jié)約初期的一次性投資、在日后的運(yùn)行過(guò)程中節(jié)約用電量、減少維護(hù)量，更可以作為準(zhǔn)池線隧道智能照明的試驗(yàn)推廣點(diǎn)。

殺虎口隧道位于山西省朔州市右玉縣殺虎口名勝旅游區(qū)1.2公里處，在準(zhǔn)池鐵路的公里標(biāo)是：K17--K20公里處，隧道全長(zhǎng)2950米，按照設(shè)計(jì)需要在隧道內(nèi)安裝96盞隧道照明燈，需要的費(fèi)用概算大致是28萬(wàn)元。

一、雙向控制照明燈的介紹

（一）雙向控制照明燈的控制方式

目前在準(zhǔn)池鐵路已經(jīng)安裝的隧道照明系統(tǒng)中，都是用雙向控制來(lái)進(jìn)行隧道照明燈的開(kāi)、關(guān)。這種控制方式就是在隧道內(nèi)上行和下行每隔1公里范圍內(nèi)安裝2個(gè)照明控制箱，這兩個(gè)控制箱可以實(shí)現(xiàn)互控，如上行側(cè)的1#控制箱可以開(kāi)和關(guān)上行側(cè)1公里范圍內(nèi)的隧道照明燈，2#控制箱也可以控制上行側(cè)這1公里范圍內(nèi)隧道照明燈的開(kāi)和關(guān)，按照準(zhǔn)池鐵路隧道照明設(shè)計(jì)，單側(cè)每隔60米安裝一個(gè)120W的照明燈，一個(gè)控制箱一次就可以控制一側(cè)16個(gè)燈，雙側(cè)一次就控制32盞照明燈，燈的總功率是3.6KW。雙向照明控制箱分別安裝在隧道的上行和下行隧道避人洞內(nèi)，所以人員進(jìn)入隧道內(nèi)要開(kāi)和關(guān)上、下行的燈時(shí)必須橫越鐵路線路進(jìn)行人工操作方可實(shí)現(xiàn)。

（二）雙向控制照明燈的組成部分以及投資金額

雙向控制隧道照明燈以一公里為基準(zhǔn)計(jì)算初期投資的費(fèi)用大約是28萬(wàn)元/公里，組成部分主要由120W的隧道照明燈33盞/公里、5＊16的銅芯鎧裝照明燈電源電纜1100米/公里、3＊4的銅芯控制電纜1100米/公里、電纜支架1025個(gè)/公里、雙向控制箱2個(gè)/公里組成。

（三）雙向控制照明燈的功率消耗

隧道內(nèi)照明的主要作用是為工務(wù)巡道人員巡道、各專業(yè)在隧道內(nèi)檢修、施工時(shí)提供照明，在隧道內(nèi)檢修和施工的次數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少，工務(wù)巡道工在隧道內(nèi)巡視每天都要通過(guò)隧道2次，按照規(guī)定的巡視速度3公里/小時(shí)，巡視1公里的隧道需要20分鐘。當(dāng)巡道人員進(jìn)入隧道0米時(shí)，通過(guò)照明控制箱打開(kāi)上行側(cè)照明燈，經(jīng)過(guò)30米處時(shí)，橫越線路到對(duì)側(cè)通過(guò)控制箱打開(kāi)下側(cè)照明燈，這樣一次性就打開(kāi)33盞照明燈，照明范圍是1000米，按照工務(wù)巡道人員的巡道速度，20分鐘后可以到達(dá)隧道的1000米處，到達(dá)1000米處方可將這1000米范圍內(nèi)的燈關(guān)掉，那么巡視這1000米隧道照明燈消耗的電能大約是1.3度電。

（四）雙向控制照明燈的照明缺陷

雙向控制照明燈采用的是120W散光式投光燈，在隧道內(nèi)單側(cè)每隔60米安裝1盞燈，雙側(cè)每隔30米安裝1盞照明燈，由于每一盞燈的透光方向面向鐵路鋼軌，按照安裝高度，它的最大照明范圍是12米，這樣上、下行之間兩燈就造成大約6米的照明盲區(qū)，在這6米范圍內(nèi)明顯感覺(jué)到照明亮度低；由于開(kāi)和關(guān)燈需要橫跨鐵路線路從控制箱操作，存在一定的安全隱患；部分進(jìn)入隧道的人員開(kāi)燈后走出隧道不去關(guān)燈造成：“長(zhǎng)明燈”浪費(fèi)電能。

二、智能照明燈的組成及工作原理

（一）隧就可以實(shí)現(xiàn)照明

智能照明燈道智能照明燈是每一盞燈都自帶智能照明開(kāi)關(guān)，智能開(kāi)關(guān)、燈頭、安裝支架、連接導(dǎo)線、熔斷器為一體的照明燈，它通過(guò)穿刺線夾直接并聯(lián)在隧道壁上連接在隧道動(dòng)力電纜上，不需要其他任何附加原件可實(shí)現(xiàn)的功能：

智能照明燈完全可以實(shí)現(xiàn)“人到燈亮，人走燈滅”的功能，當(dāng)機(jī)車車輛的速度高于20公里/小時(shí)通過(guò)隧道時(shí)，燈不會(huì)亮，當(dāng)作業(yè)車輛低于20公里/小時(shí)通過(guò)隧道時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)亮。具體以殺虎口隧道為例：殺虎口隧道全長(zhǎng)是2950米，按照雙側(cè)30米一盞照明燈設(shè)計(jì)，全隧道需要安裝96盞智能照明燈，燈的編號(hào)為1#--96#，當(dāng)一組人員進(jìn)入隧道內(nèi)走進(jìn)1#照明燈的照明范圍內(nèi)時(shí)，1#燈亮，隨著人員的走動(dòng)，當(dāng)人員到達(dá)2#照明燈照明范圍內(nèi)時(shí)，2#燈亮，同時(shí)通知3#燈亮，當(dāng)人員到達(dá)3#燈的照明范圍內(nèi)時(shí)，通知4#燈亮，同時(shí)通知1#燈在照明范圍內(nèi)沒(méi)有人員時(shí)1#燈滅，如果在1#燈的照明范圍內(nèi)有人員作業(yè)活動(dòng)時(shí)，1#燈仍然亮。隨著人員的移動(dòng)，燈的開(kāi)和關(guān)以此類推；當(dāng)隧道內(nèi)有多組人員巡視或作業(yè)時(shí)，燈可以實(shí)現(xiàn)多組照明，就是說(shuō)當(dāng)1#、50#、80#、30#燈的的照明范圍內(nèi)(順著線路15米）有人作業(yè)作業(yè)時(shí)，這些燈都會(huì)亮，其他的燈都不會(huì)亮，當(dāng)作業(yè)人員跨到達(dá)2#、51#、81#、31#燈的照明范圍內(nèi)時(shí)，1#、2#、50#、51#、80#、81#、30#、31#燈會(huì)同時(shí)亮，在作業(yè)過(guò)程中如果過(guò)來(lái)列車人員進(jìn)入避人洞內(nèi)時(shí)，燈可以延時(shí)自動(dòng)滅(延時(shí)的長(zhǎng)短可以設(shè)定），當(dāng)列車駛出隧道人員恢復(fù)作業(yè)時(shí)，燈又可以自動(dòng)開(kāi)；當(dāng)隧道內(nèi)有軌道車作業(yè)時(shí)，只要軌道車的速度低于20公里/小時(shí)時(shí)，智能照明燈可以實(shí)現(xiàn)與人員進(jìn)入隧道同樣的照明功能。以此來(lái)滿足隧道內(nèi)車輛作業(yè)的要求。

當(dāng)人員進(jìn)入隧道內(nèi)只要不在避人洞內(nèi)，只要是人員不是靜止不動(dòng)、只要不在機(jī)車車輛內(nèi)、只要人員的速度不高于20公里/小時(shí)，到達(dá)每一盞照明燈范圍內(nèi)燈都會(huì)亮。

（二）智能照明燈的功率消耗

以工務(wù)巡道人員為例，當(dāng)一組巡道人員進(jìn)入隧道內(nèi)時(shí)，智能照明燈的照明范圍大約是60米，有3盞照明燈同時(shí)亮，照明功率是360W，按照巡道人員3公里/小時(shí)計(jì)算，工務(wù)巡道人員巡視1公里隧道，消耗的電能是：0.12度電。

（三）智能照明燈的一次性投資

由于智能照明燈是直接用穿刺線夾并聯(lián)在隧道內(nèi)既有的動(dòng)力電纜上，只需要預(yù)算智能照明燈的價(jià)格、安裝價(jià)格，通過(guò)初步預(yù)算，燈的價(jià)格2300元/盞，安裝費(fèi)用是200元/盞，這樣計(jì)算，使用智能照明每一公里的費(fèi)用大約是9萬(wàn)元。

（四）智能照明燈的使用壽命及安全性能

智能照明燈的燈頭使用的是LED燈泡，燈頭玻璃采用散光玻璃，為減小照明盲區(qū)，采用3個(gè)燈頭從3個(gè)方向面向鐵路鋼軌照明的設(shè)計(jì)，這樣可以避免兩燈之間的照明盲區(qū)，同時(shí)面向鋼軌和采用散光玻璃，也不會(huì)造成面向機(jī)車影響司機(jī)的瞭望；燈頭的照明時(shí)間按照10萬(wàn)小時(shí)設(shè)計(jì)，燈的控制部分也是按照10萬(wàn)小時(shí)設(shè)計(jì)，每一盞照明燈內(nèi)設(shè)熔斷器，當(dāng)燈的任何部件發(fā)生故障，熔斷器會(huì)自動(dòng)熔斷，將故障燈從電源切除，保證電源的安全。

（五）智能照明燈在安裝、設(shè)計(jì)時(shí)的加強(qiáng)的部分

隧道內(nèi)環(huán)境條件差，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮到隧道內(nèi)的震動(dòng)，由于列車通過(guò)時(shí)震動(dòng)較大，對(duì)燈的壽命一定會(huì)有影響。所以一定要考慮到燈的防震功能。其次是隧道內(nèi)的煤塵多，常年累月會(huì)進(jìn)入燈及燈的控制盒內(nèi)，一旦煤塵進(jìn)入燈或燈的控制盒內(nèi)，一定會(huì)造成內(nèi)部短路造成燈的燒損，所以一定要做好燈的密封性能，確保煤塵不能夠進(jìn)入燈的內(nèi)部；要考慮到燈的散熱性能，密封和散熱是一個(gè)矛盾點(diǎn)，密封越好散熱會(huì)越差，在做好密封的同時(shí)做好燈的散熱，防止燈的散熱條件差造成燈發(fā)熱燒損燈，特別是燈的控制系統(tǒng)。

三、智能照明燈與雙向控制燈比較的優(yōu)點(diǎn)

（一）一次性投資方面

由于智能照明燈自帶智能開(kāi)關(guān)，自帶連接導(dǎo)線、自帶安裝支架可以直接并聯(lián)在隧道壁內(nèi)既有的隧道動(dòng)力電纜上，與雙向控制燈比較減少了控制電纜、燈的電源電纜、電纜支架以及施工程序和施工費(fèi)用，智能照明燈每公里的投資成本是9萬(wàn)元，雙向控制照明燈的投資費(fèi)用是28萬(wàn)元，智能照明燈的初期投資費(fèi)用是雙向控制照明燈的三分之一，可以節(jié)約一次性初期投資。

（二）節(jié)能方面

由于智能照明燈可以實(shí)現(xiàn)“人到燈亮，人走燈滅，機(jī)車車輛正常通過(guò)不亮”的功能，這樣可以延長(zhǎng)燈的使用壽命，同時(shí)節(jié)約電能，智能照明燈與雙向控制燈比較，能耗是雙向控制燈的十分之一，1公里的隧道1天巡道人員通過(guò)2次可以節(jié)約2度電，1年可以節(jié)約730度電，1度電按照0.5元計(jì)算，每1年1公里隧道智能照明可以節(jié)約365元，以殺虎口隧道為例，使用智能照明每一年可以節(jié)約電費(fèi)：1300元。

（三）照明設(shè)備維護(hù)方面

由于智能照明燈減少了電源電纜、控制電纜、電纜支架、控制箱等部件，這樣同時(shí)也減少了對(duì)這些部件的日常維護(hù)，但是增加了智能開(kāi)關(guān)的維護(hù)量，智能開(kāi)關(guān)按照10萬(wàn)小時(shí)使用壽命計(jì)算維護(hù)量也是非常小的，如果智能照明燈一旦發(fā)生故障，燈頭可以獨(dú)立更好，控制部位的智能開(kāi)關(guān)可以單獨(dú)更換開(kāi)關(guān)，不影響控制性能。