康華志

摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道建設(shè)數(shù)量也不斷增多，隧道安全成為人們首要關(guān)注的話題。如何保障隧道安全具有重大的研究意義。文章主要闡述EPS的概念、作用，以及EPS的工作原理及特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)EPS 在公路隧道消防中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與研究。

關(guān)鍵詞：EPS；公路隧道；消防；應(yīng)用

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)數(shù)量也越來(lái)越多，伴隨著公路、鐵路交通的不斷延伸，各類(lèi)隧道的建設(shè)工作也不斷展開(kāi)，其中，隧道的消防安全最為矚目。

隧道是公路中的特殊要道，應(yīng)列為一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷指中斷供電在政治和經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，要求供電系統(tǒng)當(dāng)線路發(fā)生故障停電時(shí)，仍保證其連續(xù)供電。

隧道是指在既有的建筑或土石結(jié)構(gòu)中挖出來(lái)的較為封閉的通道，突然中斷供電會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)漆黑一片，容易出現(xiàn)連續(xù)追尾碰撞等重大交通事故；其次隧道內(nèi)交控設(shè)施、緊急呼叫設(shè)施、火災(zāi)的檢側(cè)、報(bào)警、控制設(shè)施及中央控制設(shè)施，乃至消防水泵俱無(wú)法運(yùn)行，監(jiān)控中心無(wú)法了解隧道的運(yùn)行狀況，難以對(duì)交通及時(shí)進(jìn)行疏導(dǎo)與控制，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，難以合理啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制，抑制事態(tài)擴(kuò)大，搶救生命及財(cái)產(chǎn)，造成更嚴(yán)重的政治影響和經(jīng)濟(jì)損失。

因此，EPS在隧道的消防設(shè)計(jì)應(yīng)用中具有重要的研究意義。本文主要就EPS 在公路隧道消防中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

1 EPS的概念及作用

EPS（Emergency power supply），是一種高可靠性的動(dòng)力型大型應(yīng)急電源，擁有由集中設(shè)置的蓄電池組成的儲(chǔ)能單元，其在單機(jī)容量、損耗和使用壽命方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著EPS所使用的逆變技術(shù)的成熟以及成本的下降，EPS得到了廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用范圍涉及消防照明、消防動(dòng)力及控制等許多方面，在隧道消防中發(fā)揮著巨大的作用。

2 EPS的工作原理及特點(diǎn)

2.1 EPS的工作原理

EPS作為隧道的應(yīng)急電源系統(tǒng)，當(dāng)市電供電癱瘓時(shí)，可繼續(xù)為一級(jí)供電負(fù)荷提供集中供電，以防止重大事故發(fā)生，其工作原理見(jiàn)圖1。

圖1 EPS的工作原理

當(dāng)市電正常時(shí)，由市電經(jīng)互投裝置給重要負(fù)載供電，同時(shí)進(jìn)行市電檢測(cè)及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。充電器是一個(gè)僅需向蓄電池組提供相當(dāng)于10%蓄電池組容量（Ah）的充電電流的小功率直流電源，它并不具備直接向逆變器提供直流電源的能力。此時(shí)，市電經(jīng)由EPS 的交流旁路和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)所組成的供電系統(tǒng)向用戶(hù)的各種應(yīng)急負(fù)載供電。與此同時(shí)，在EPS的邏輯控制板的調(diào)控下，逆變器停止工作并處于自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)。正常情況下，工程實(shí)際用電是來(lái)自電網(wǎng)的市電，EPS應(yīng)急電源在睡眠狀態(tài)，有效地達(dá)到節(jié)能的目的。

EPS應(yīng)急電源主要采用SPWM（交流脈帶調(diào)制）技術(shù)，系統(tǒng)主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、投切裝置等部分，核心是逆變器。整流器的作用是將交流電變成直流電，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池及逆變器模塊供電。逆變器的作用則是將直流電變換成交流電，供給負(fù)載，保證負(fù)載在市電及逆變器輸出間的順利切換。系統(tǒng)控制器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)可通過(guò)RS232、RS485、CAN總線以及網(wǎng)口等與上位計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.2 EPS的特點(diǎn)

EPS應(yīng)急電源可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控和處理，對(duì)機(jī)電工程設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，具有以下特點(diǎn)：

（1）自動(dòng)切換，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)能，電網(wǎng)供電與EPS電源供電相互切換時(shí)間一般為0.1s～0.25s；

（2）EPS帶載能力強(qiáng)，適用于電感性、電容性及綜合性負(fù)載的設(shè)備，如應(yīng)急照明、水泵、風(fēng)機(jī)、通信自動(dòng)化設(shè)備等；

（3）使用可靠，在重要場(chǎng)合可以采用雙機(jī)熱備方式，確保地震后和火災(zāi)等情況下供電可靠，主機(jī)壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上；

（4）適用于惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室，甚至建筑豎井里，并可以緊靠應(yīng)急負(fù)荷使用場(chǎng)所就地設(shè)置，減少供電線路；

（5）對(duì)于某些功率較大的用電設(shè)施，如消防水泵、風(fēng)機(jī)，EPS還可直接與電機(jī)相連變頻啟動(dòng)后，再進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，可省去電機(jī)的軟啟動(dòng)和控制箱等設(shè)置；

（6）電網(wǎng)有電時(shí)，EPS處于靜態(tài)，無(wú)噪聲；有市電時(shí)，小于60dB，不需排煙、防震處理，而且具有無(wú)公害、無(wú)火災(zāi)隱患的特點(diǎn)。

3 EPS 在公路隧道消防中應(yīng)用的可能性

EPS的適用于工作環(huán)境受限但不極端要求應(yīng)急電源備用轉(zhuǎn)換速度的情況。EPS作為隧道供電的應(yīng)急電源，與常用的應(yīng)急供電設(shè)備相比（以UPS、柴油發(fā)電機(jī)組為例），具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

3.1 EPS和柴油發(fā)電機(jī)組在公路隧道消防應(yīng)用的比較

按照工頻柴油發(fā)電機(jī)組通用技術(shù)條件的設(shè)計(jì)文件要求，柴油發(fā)電機(jī)組與應(yīng)急電源EPS的性能比較結(jié)果見(jiàn)表1。

3.2 EPS和UPS在公路隧道消防應(yīng)用的比較

UPS通常作為用于精密儀器負(fù)載（如電腦、服務(wù)器等IT業(yè)負(fù)載）的不間斷電源，特點(diǎn)是造價(jià)昂貴，特別是在線式UPS，轉(zhuǎn)換效率較低，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行必然造成電能浪費(fèi)，實(shí)際上在《通信用不間斷電源UPS》通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，UPS更適用于信息類(lèi)負(fù)荷。EPS應(yīng)急電源與UPS不間斷電源的比較見(jiàn)表2。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)公路工程的大量建設(shè)與發(fā)展，人們對(duì)交通安全的要求也越來(lái)越高。EPS以其特有的優(yōu)越性在公路隧道建設(shè)中被人們認(rèn)識(shí)和采用，它靈活地運(yùn)用在交通機(jī)電工程各個(gè)回路中。在選擇應(yīng)急電源上，不再只局限于柴油發(fā)電機(jī)，而適用于不同的工程，為隧道的安全提供了更有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

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