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[摘要]： EPS以当地震、火灾等一些特殊情况发生而造成市电供电瘫痪时，可为交通机电工程的一级供电负荷提供集中供电，以防止隧道内部机电工程设施瘫痪而引起严重的交通事故等优点被广泛应用。本文探讨了EPS应急电源在公路隧道的应用。
[关键词]：EPS 隧道照明 照明设计
中图分类号：TD262.1+4 文献标识码：TD 文章编号：1009-914X（2012）10- 0241–01
隧道作为高等级公路的特殊路段，当车辆在驶入、通过和驶出隧道的过程中，会出现一系列的视觉问题，为适应视觉的变化，需设置附加电光照明。因而隧道照明设计在高速公路工程设计中占有重要的地位。EPS作为高速公路隧道的应急电源系统，是一种新型的无公害、高可靠性、动力型的大型应急电源，具有一定先进性和实用性，在隧道照明占有重要地位，下文分析其工作原理及在公路隧道的应用。
一、公路隧道应急照明设计
1）利用基本照明灯作为应急照明。从布灯方式上分为利用基本照明灯作为应急的方案和单独设置应急灯的方案。这2种方案都可以满足要求，由于大部分隧道采用高压钠灯照明，而高压钠灯（包括其他气体放电灯统称为HID）断电后再启动时间较长（5～8 min），很难作为应急照明灯。目前国内外采用高压钠灯作为隧道中照明光源的常规做法是单独设置应急灯，但这样会造成重复投资，且在布局上影响美观。为了节约成本与节能等，隧道可采用利用基本照明灯作为应急照明的方案。平时应急照明作为基本照明的一部分，当基本照明出现故障后应急照明灯继续工作，以保证隧道内行车安全。
2）疏散及诱导照明。当隧道内发生火灾时，产生的大量烟雾将笼罩在隧道顶部，并随着气流方向向前推进。由于隧道基本照明灯具安装在距路面大于5m处，大量烟雾将会使隧道内亮度急剧下降，因此对人员、车辆的疏散极为不利，可能使疏散的人员及车辆发生二次灾害。基于上述原因，隧道内设置了疏散及诱导照明。疏散灯为长明灯，不受控制，诱导灯正常情况下常亮，当发生事故时，通过隧道监控中心下发指令，将诱导灯调为闪烁状态以提醒驾驶员谨慎驾驶。疏散及诱导照明应急电源由EPS提供。
3）从应急电源选用上有集中设置应急电源和分散应急电源方案。分散应急电源一般应用于规模较小的建筑中，而在大型建筑中由于应急灯具数量较多，考虑到维护和投资方面的因素，一般采用集中应急电源装置。集中应急电源装置一般有应急电源EPS、不间断电源UPS和发电机3种。本文的第四点的1和2对此3种设
备进行了比较。自启动发电机启动时间较长，不满足隧道照明中断时间不超过0 .3 s的规定，因此设计中发电机作为应急电源的方案不予考虑。而由于隧道的特殊环境要求，并从节能、寿命等方面考虑，隧道应急电源选用EPS装置。
二、应急电源EPS的组成和工作原理
基于公路隧道常用的高压钠灯和荧光灯（均属于高强气体放电灯HID），本文主要介绍针对高强气体放电灯而设计的切换时间小于2.5ms的
应急电源EPS。
1组成
应急电源EPS采用单体逆变技术，集逆变器、充电器、蓄电池组及静态开关控制器于一体，并带有监控装置（液晶面板）。
2工作原理
应急电源EPS是在普通应急电源基础上增加1个具有高速转换特性的静态开关，用于主备电源转换。该电源工作为后备方式。
应急电源EPS的主要原理：在交流市电正常情况下，市电经静态开关直接为负载供电，EPS输出AC380 V/220 V市电电网电源，机内的逆变器处于空载备用状态；当市电電网故障时，静态开关会快速将负载切换到逆变器上，继续由蓄电池经逆变后为负载供电；当市电恢复正常后，静态开关自动将负载切回到市电上。在上述的切换过程中，采用先进的DSP（数字信号处理器）控制技术与高速可控硅组成的静态开关，其核心是一片高速运行的DSP芯片，由软件控制它在市电的一个周波内完成数百次的采样检测并作出相应的数学分析，以便快速侦测出市电出现的断电、瞬时跌落、波形失真以及电压过低等异常现象，然后指令高速可控硅切换到备用电源供电上，从主电出现异常到完成切换动作，负载两端的电源中断时间小于3ms。
当电源内部转换电压缝隙足够小时，由于电源的蓄能装置和灯具镇流器及补偿电容的续流作用，光源上的电流保持了连续性，所以对HID灯具而言，实际上是一种真正的无缝转换供电。由于在主备电源转换前后作用于光源两端的能量没有发生改变，从而使得光源不会产生熄弧现象。
这样即可确保高压钠灯、金卤灯、汞灯等气体放电灯不会熄灭。原理框图如图1，输出分路可根据需要调整；典型切换时的电压波形如图2；光源两端的电压/电流波形如图3。
注：图中深色线为市电输入U相对N的波形，浅色线为EPS电源的输出U相对N的波形，试验设备，三相6KW EPS，负载为阻性。
注：图3中线①为主备电转换起始点；线②为光源两端的电压波形；线③为光源两端的电流波形。
三、应急电源EPS的特点
1）系统内配有先进的采用DSP控制技术与高速可控硅组成的静态开关，以保证市电与逆变切换时不发生钠灯熄灭现象；
2）三相正弦波逆变器采用进口产品，工作稳定可靠；
3）控制部分采用了先进的数字化微处理技术，具有强大的检测与监控功能；
4）系统中的电池检测与监控电路，可及时发现处于长期备用状态下蓄电池出现的各种异常并报警，以便维护，备一时之需；
5）系统中的控制器具有黑匣子功能，可记录数百次事件（停电、故障以及各种报警）及发生的时间（年月日、时分秒）。数据存储在内EEPROM存储器中，可保存10年不丢失；
6）系统具有大屏幕汉字显示的人机界面，显示确、操作简单，用户可通过键盘设定各种报警及保护门限，此外还具有远程在线实时监控功能；
7）设有“自动/应急”开关，处在“自动”时，当市电发生故障，设备自动切换到应急输出状态。开关拨到“应急”时，即使市电未出现故障，设备也换到应急输出状态；
[关键词]：EPS 隧道照明 照明设计
中图分类号：TD262.1+4 文献标识码：TD 文章编号：1009-914X（2012）10- 0241–01
隧道作为高等级公路的特殊路段，当车辆在驶入、通过和驶出隧道的过程中，会出现一系列的视觉问题，为适应视觉的变化，需设置附加电光照明。因而隧道照明设计在高速公路工程设计中占有重要的地位。EPS作为高速公路隧道的应急电源系统，是一种新型的无公害、高可靠性、动力型的大型应急电源，具有一定先进性和实用性，在隧道照明占有重要地位，下文分析其工作原理及在公路隧道的应用。
一、公路隧道应急照明设计
1）利用基本照明灯作为应急照明。从布灯方式上分为利用基本照明灯作为应急的方案和单独设置应急灯的方案。这2种方案都可以满足要求，由于大部分隧道采用高压钠灯照明，而高压钠灯（包括其他气体放电灯统称为HID）断电后再启动时间较长（5～8 min），很难作为应急照明灯。目前国内外采用高压钠灯作为隧道中照明光源的常规做法是单独设置应急灯，但这样会造成重复投资，且在布局上影响美观。为了节约成本与节能等，隧道可采用利用基本照明灯作为应急照明的方案。平时应急照明作为基本照明的一部分，当基本照明出现故障后应急照明灯继续工作，以保证隧道内行车安全。
2）疏散及诱导照明。当隧道内发生火灾时，产生的大量烟雾将笼罩在隧道顶部，并随着气流方向向前推进。由于隧道基本照明灯具安装在距路面大于5m处，大量烟雾将会使隧道内亮度急剧下降，因此对人员、车辆的疏散极为不利，可能使疏散的人员及车辆发生二次灾害。基于上述原因，隧道内设置了疏散及诱导照明。疏散灯为长明灯，不受控制，诱导灯正常情况下常亮，当发生事故时，通过隧道监控中心下发指令，将诱导灯调为闪烁状态以提醒驾驶员谨慎驾驶。疏散及诱导照明应急电源由EPS提供。
3）从应急电源选用上有集中设置应急电源和分散应急电源方案。分散应急电源一般应用于规模较小的建筑中，而在大型建筑中由于应急灯具数量较多，考虑到维护和投资方面的因素，一般采用集中应急电源装置。集中应急电源装置一般有应急电源EPS、不间断电源UPS和发电机3种。本文的第四点的1和2对此3种设
备进行了比较。自启动发电机启动时间较长，不满足隧道照明中断时间不超过0 .3 s的规定，因此设计中发电机作为应急电源的方案不予考虑。而由于隧道的特殊环境要求，并从节能、寿命等方面考虑，隧道应急电源选用EPS装置。
二、应急电源EPS的组成和工作原理
基于公路隧道常用的高压钠灯和荧光灯（均属于高强气体放电灯HID），本文主要介绍针对高强气体放电灯而设计的切换时间小于2.5ms的
应急电源EPS。
1组成
应急电源EPS采用单体逆变技术，集逆变器、充电器、蓄电池组及静态开关控制器于一体，并带有监控装置（液晶面板）。
2工作原理
应急电源EPS是在普通应急电源基础上增加1个具有高速转换特性的静态开关，用于主备电源转换。该电源工作为后备方式。
应急电源EPS的主要原理：在交流市电正常情况下，市电经静态开关直接为负载供电，EPS输出AC380 V/220 V市电电网电源，机内的逆变器处于空载备用状态；当市电電网故障时，静态开关会快速将负载切换到逆变器上，继续由蓄电池经逆变后为负载供电；当市电恢复正常后，静态开关自动将负载切回到市电上。在上述的切换过程中，采用先进的DSP（数字信号处理器）控制技术与高速可控硅组成的静态开关，其核心是一片高速运行的DSP芯片，由软件控制它在市电的一个周波内完成数百次的采样检测并作出相应的数学分析，以便快速侦测出市电出现的断电、瞬时跌落、波形失真以及电压过低等异常现象，然后指令高速可控硅切换到备用电源供电上，从主电出现异常到完成切换动作，负载两端的电源中断时间小于3ms。
当电源内部转换电压缝隙足够小时，由于电源的蓄能装置和灯具镇流器及补偿电容的续流作用，光源上的电流保持了连续性，所以对HID灯具而言，实际上是一种真正的无缝转换供电。由于在主备电源转换前后作用于光源两端的能量没有发生改变，从而使得光源不会产生熄弧现象。
这样即可确保高压钠灯、金卤灯、汞灯等气体放电灯不会熄灭。原理框图如图1，输出分路可根据需要调整；典型切换时的电压波形如图2；光源两端的电压/电流波形如图3。
注：图中深色线为市电输入U相对N的波形，浅色线为EPS电源的输出U相对N的波形，试验设备，三相6KW EPS，负载为阻性。
注：图3中线①为主备电转换起始点；线②为光源两端的电压波形；线③为光源两端的电流波形。
三、应急电源EPS的特点
1）系统内配有先进的采用DSP控制技术与高速可控硅组成的静态开关，以保证市电与逆变切换时不发生钠灯熄灭现象；
2）三相正弦波逆变器采用进口产品，工作稳定可靠；
3）控制部分采用了先进的数字化微处理技术，具有强大的检测与监控功能；
4）系统中的电池检测与监控电路，可及时发现处于长期备用状态下蓄电池出现的各种异常并报警，以便维护，备一时之需；
5）系统中的控制器具有黑匣子功能，可记录数百次事件（停电、故障以及各种报警）及发生的时间（年月日、时分秒）。数据存储在内EEPROM存储器中，可保存10年不丢失；
6）系统具有大屏幕汉字显示的人机界面，显示确、操作简单，用户可通过键盘设定各种报警及保护门限，此外还具有远程在线实时监控功能；
7）设有“自动/应急”开关，处在“自动”时，当市电发生故障，设备自动切换到应急输出状态。开关拨到“应急”时，即使市电未出现故障，设备也换到应急输出状态；