在神华准池铁路杀虎口隧道安装智能照明灯的论述

白国强 神华新朔铁路有限责任公司供电分公司

神华准池铁路是大准铁路和朔黄铁路的联络线；全长179公里的双线电气化铁路，设计运输量为2亿吨/年，全线共计有15座隧道需要安装隧道照明灯，目前有14座隧道都已经安装了隧道照明灯，这14座隧道照明灯控制方式都是双向控制，现在只剩下杀虎口隧道没有安装隧道照明灯，所以在杀虎口隧道安装智能照明灯是非常有必要的，不仅可以节约初期的一次性投资、在日后的运行过程中节约用电量、减少维护量，更可以作为准池线隧道智能照明的试验推广点。

杀虎口隧道位于山西省朔州市右玉县杀虎口名胜旅游区1.2公里处，在准池铁路的公里标是：K17--K20公里处，隧道全长2950米，按照设计需要在隧道内安装96盏隧道照明灯，需要的费用概算大致是28万元。

一、双向控制照明灯的介绍

（一）双向控制照明灯的控制方式

目前在准池铁路已经安装的隧道照明系统中，都是用双向控制来进行隧道照明灯的开、关。这种控制方式就是在隧道内上行和下行每隔1公里范围内安装2个照明控制箱，这两个控制箱可以实现互控，如上行侧的1#控制箱可以开和关上行侧1公里范围内的隧道照明灯，2#控制箱也可以控制上行侧这1公里范围内隧道照明灯的开和关，按照准池铁路隧道照明设计，单侧每隔60米安装一个120W的照明灯，一个控制箱一次就可以控制一侧16个灯，双侧一次就控制32盏照明灯，灯的总功率是3.6KW。双向照明控制箱分别安装在隧道的上行和下行隧道避人洞内，所以人员进入隧道内要开和关上、下行的灯时必须横越铁路线路进行人工操作方可实现。

（二）双向控制照明灯的组成部分以及投资金额

双向控制隧道照明灯以一公里为基准计算初期投资的费用大约是28万元/公里，组成部分主要由120W的隧道照明灯33盏/公里、5＊16的铜芯铠装照明灯电源电缆1100米/公里、3＊4的铜芯控制电缆1100米/公里、电缆支架1025个/公里、双向控制箱2个/公里组成。

（三）双向控制照明灯的功率消耗

隧道内照明的主要作用是为工务巡道人员巡道、各专业在隧道内检修、施工时提供照明，在隧道内检修和施工的次数相对来说比较少，工务巡道工在隧道内巡视每天都要通过隧道2次，按照规定的巡视速度3公里/小时，巡视1公里的隧道需要20分钟。当巡道人员进入隧道0米时，通过照明控制箱打开上行侧照明灯，经过30米处时，横越线路到对侧通过控制箱打开下侧照明灯，这样一次性就打开33盏照明灯，照明范围是1000米，按照工务巡道人员的巡道速度，20分钟后可以到达隧道的1000米处，到达1000米处方可将这1000米范围内的灯关掉，那么巡视这1000米隧道照明灯消耗的电能大约是1.3度电。

（四）双向控制照明灯的照明缺陷

双向控制照明灯采用的是120W散光式投光灯，在隧道内单侧每隔60米安装1盏灯，双侧每隔30米安装1盏照明灯，由于每一盏灯的透光方向面向铁路钢轨，按照安装高度，它的最大照明范围是12米，这样上、下行之间两灯就造成大约6米的照明盲区，在这6米范围内明显感觉到照明亮度低；由于开和关灯需要横跨铁路线路从控制箱操作，存在一定的安全隐患；部分进入隧道的人员开灯后走出隧道不去关灯造成：“长明灯”浪费电能。

二、智能照明灯的组成及工作原理

（一）隧就可以实现照明

智能照明灯道智能照明灯是每一盏灯都自带智能照明开关，智能开关、灯头、安装支架、连接导线、熔断器为一体的照明灯，它通过穿刺线夹直接并联在隧道壁上连接在隧道动力电缆上，不需要其他任何附加原件可实现的功能：

智能照明灯完全可以实现“人到灯亮，人走灯灭”的功能，当机车车辆的速度高于20公里/小时通过隧道时，灯不会亮，当作业车辆低于20公里/小时通过隧道时，灯会自动亮。具体以杀虎口隧道为例：杀虎口隧道全长是2950米，按照双侧30米一盏照明灯设计，全隧道需要安装96盏智能照明灯，灯的编号为1#--96#，当一组人员进入隧道内走进1#照明灯的照明范围内时，1#灯亮，随着人员的走动，当人员到达2#照明灯照明范围内时，2#灯亮，同时通知3#灯亮，当人员到达3#灯的照明范围内时，通知4#灯亮，同时通知1#灯在照明范围内没有人员时1#灯灭，如果在1#灯的照明范围内有人员作业活动时，1#灯仍然亮。随着人员的移动，灯的开和关以此类推；当隧道内有多组人员巡视或作业时，灯可以实现多组照明，就是说当1#、50#、80#、30#灯的的照明范围内(顺着线路15米）有人作业作业时，这些灯都会亮，其他的灯都不会亮，当作业人员跨到达2#、51#、81#、31#灯的照明范围内时，1#、2#、50#、51#、80#、81#、30#、31#灯会同时亮，在作业过程中如果过来列车人员进入避人洞内时，灯可以延时自动灭(延时的长短可以设定），当列车驶出隧道人员恢复作业时，灯又可以自动开；当隧道内有轨道车作业时，只要轨道车的速度低于20公里/小时时，智能照明灯可以实现与人员进入隧道同样的照明功能。以此来满足隧道内车辆作业的要求。

当人员进入隧道内只要不在避人洞内，只要是人员不是静止不动、只要不在机车车辆内、只要人员的速度不高于20公里/小时，到达每一盏照明灯范围内灯都会亮。

（二）智能照明灯的功率消耗

以工务巡道人员为例，当一组巡道人员进入隧道内时，智能照明灯的照明范围大约是60米，有3盏照明灯同时亮，照明功率是360W，按照巡道人员3公里/小时计算，工务巡道人员巡视1公里隧道，消耗的电能是：0.12度电。

（三）智能照明灯的一次性投资

由于智能照明灯是直接用穿刺线夹并联在隧道内既有的动力电缆上，只需要预算智能照明灯的价格、安装价格，通过初步预算，灯的价格2300元/盏，安装费用是200元/盏，这样计算，使用智能照明每一公里的费用大约是9万元。

（四）智能照明灯的使用寿命及安全性能

智能照明灯的灯头使用的是LED灯泡，灯头玻璃采用散光玻璃，为减小照明盲区，采用3个灯头从3个方向面向铁路钢轨照明的设计，这样可以避免两灯之间的照明盲区，同时面向钢轨和采用散光玻璃，也不会造成面向机车影响司机的瞭望；灯头的照明时间按照10万小时设计，灯的控制部分也是按照10万小时设计，每一盏照明灯内设熔断器，当灯的任何部件发生故障，熔断器会自动熔断，将故障灯从电源切除，保证电源的安全。

（五）智能照明灯在安装、设计时的加强的部分

隧道内环境条件差，在设计时首先要考虑到隧道内的震动，由于列车通过时震动较大，对灯的寿命一定会有影响。所以一定要考虑到灯的防震功能。其次是隧道内的煤尘多，常年累月会进入灯及灯的控制盒内，一旦煤尘进入灯或灯的控制盒内，一定会造成内部短路造成灯的烧损，所以一定要做好灯的密封性能，确保煤尘不能够进入灯的内部；要考虑到灯的散热性能，密封和散热是一个矛盾点，密封越好散热会越差，在做好密封的同时做好灯的散热，防止灯的散热条件差造成灯发热烧损灯，特别是灯的控制系统。

三、智能照明灯与双向控制灯比较的优点

（一）一次性投资方面

由于智能照明灯自带智能开关，自带连接导线、自带安装支架可以直接并联在隧道壁内既有的隧道动力电缆上，与双向控制灯比较减少了控制电缆、灯的电源电缆、电缆支架以及施工程序和施工费用，智能照明灯每公里的投资成本是9万元，双向控制照明灯的投资费用是28万元，智能照明灯的初期投资费用是双向控制照明灯的三分之一，可以节约一次性初期投资。

（二）节能方面

由于智能照明灯可以实现“人到灯亮，人走灯灭，机车车辆正常通过不亮”的功能，这样可以延长灯的使用寿命，同时节约电能，智能照明灯与双向控制灯比较，能耗是双向控制灯的十分之一，1公里的隧道1天巡道人员通过2次可以节约2度电，1年可以节约730度电，1度电按照0.5元计算，每1年1公里隧道智能照明可以节约365元，以杀虎口隧道为例，使用智能照明每一年可以节约电费：1300元。

（三）照明设备维护方面

由于智能照明灯减少了电源电缆、控制电缆、电缆支架、控制箱等部件，这样同时也减少了对这些部件的日常维护，但是增加了智能开关的维护量，智能开关按照10万小时使用寿命计算维护量也是非常小的，如果智能照明灯一旦发生故障，灯头可以独立更好，控制部位的智能开关可以单独更换开关，不影响控制性能。