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【摘 要】 “突發停电事件管理”是高速公路隧道营运管理的一项重点工作，及时恢复隧道供电是应急抢修的第一要义。浙江台金高速公路苍岭隧道中间变电所曾发生“不可恢复”突发停电事件（主、备变压器本体均故障），造成该变电所周边1.5km范围内的隧道照明、监控瘫痪，隧道处于暂时失控状态。笔者亲历当场突发事件，负责组织制定并实施“桥接法”抢修方案，将就近的金向地下变电所电源经由风机柜反送至中间变电所恢复正常供电，并为故障变压器返厂解体维修赢取了足够的时间。本文就当时抢修实践，抛砖引玉，提出隧道突发停电应急抢修新思路，为类似故障抢修提供借鉴。
【关键词】 突发停电；不可恢复；桥接；电缆压降；电缆规格选型；汽通风机柜
引言：
高速公路隧道机电设备按照系统可划分为供配电、照明、视频监控、消防救援、通风排烟、火灾报警等多个系统，但是，所有的系统能否正常运转，均维系于供配电系统能否正常运转，因为供配电是隧道一切机电系统的动力源泉，一旦发生突发停电事件，必然导致停电区域隧道失控，严重的甚至影响交通安全，造成不良的社会影响。因此，做好隧道机电营运安全管理，必须做好突发停电应急管理。
隧道突发停电，可分为两种，一种是“可恢复”停电，如当地电力部门的正常拉闸限电、高压配电房综保设备保护跳闸等，此类故障一般可在可预见的时间范围内恢复供电；另一种是“不可恢复”停电，如变压器本体故障、高压柜故障等，室内变电所又扼于条件限制无法通过柴油发电机等替代电源应急，无法在“可预见”的时间范围内恢复供电的故障。
所有高速公路特长隧道的共同特点：超过1公里的高速公路特长隧道一般设置隧道通风系统，风机间距为300-800米不等；超过3公里的特长隧道，一般设置中间变电所，受汽车尾气和散热等因素影响，中间变电所均无法配置柴油发电机组；各配电房设置的UPS/EPS续航能力不足，一般只满足30min内短时续航供电需要。因此，一旦特长隧道中间变电所发生“不可恢复”的突发停电故障，因无法及时恢复隧道供电，必然导致其配电房附近照明、监控瘫痪，隧道失控，最终无法保证过往司乘人员的生命财产安全。
苍岭隧道中间变发生“不可恢复”突发停电事件后，隧道管理所立即组织人员查阅隧道机电系统竣工图纸。隧道内供配电系统有如下特点：6#汽通风机柜取电自中间变电所，7#汽通风机柜取电自金向地下变电所。据此可制定“桥接法”：即增敷临时电缆跨接6#汽通风机柜和7#汽通风机柜，将金向地下变电所电源经由7#风机柜，送至6#风机柜，再由6#风机柜反送至中间变电所，最后通过中间变电所向所辖路段各用电设备恢复供电，恢复路段隧道照明和监控等。其增敷的临时电缆示意图如下：
采用“桥接法”必须满足“电源压降”和“电缆规格选型”的要求，而电缆规格选型又涉及采购经费问题。本文所涉及数据均以苍岭隧道中间变电所为例，同类隧道可参考计算方式重新核算。
一、隧道机电营运基础数据
1、查阅苍岭隧道机电系统竣工图纸得到：
1）中间变电所供电范围为隧道中段左、右洞各1.5km，变电所桩号为K128+990；距中间变电所最近的配电房为金向地下变电所，其桩号为K130+400。两个变电所之间实际距离为1.45km。
2）该路段用电设备主要为100W隧道基本灯（高压钠灯）、24W的安全标志灯（LED灯）、应急灯及部分防火门、监控电源、隧道风机等。考虑为应急状态下使用，只保留隧道监控和1/4必须隧道基本灯照明，基础负荷计算后约计20KW。
3）6#汽通风机柜进线和7#汽通风机柜进线所用的电力电缆规格为VV22-0.6/1KV双并（3*120+1*70），隧道风机功率为2*75KW。6#～7#汽通风机柜之间间距为750米。
4）由中间变电所供电的最远端隧道基本段灯为“左洞A单编号西段基本段灯”，图示回路压降为“5B-M304，VV22-4*16，I=17A，△U%=2.35，L=350m+530m”。
5）中间变电所供给6#汽通风机柜的图示回路压降为“6B-L402，VV22-2（3*120+1*50），I=150A，△U%=2.65，L=375m”；金向地下变电所供7#汽通风机柜的图示回路压降为“7B-L403，VV22-2（3*120+1*50），I=150A，△U%=2.26，L=325m”。
2、查阅100W隧道基本灯（高压钠灯）的技术参数：高压钠灯正常工作电压范围为额定电压的92-106%，单灯功率因素为cosψ=0.9。
3、查阅《工业与民用配电设计手册（第三版）》第542页，得三相平衡负荷线路终端压降，用电流矩Il（A*km）表示，计算公式为：
二、电缆规格选型测算
1、从载流量角度测算：由于应急使用的基础负荷为20KW，折合单相工作电流约为40A，如果仅从载流量角度考虑，铜芯电缆截面积只需超过10mm2，铝芯电缆只需超过16mm2就可以满足运行要求。
2、从电缆压降角度测算，金向地下变电所经由风机柜至中间变电所再到隧道基本灯末端的总压降应满足高压钠灯正常工作最低要求。由于各组电缆规格不同，线路可划分为三段电缆压降，即风机段电缆[VV22-2（3*120+1*50）]的压降、“桥接段”电缆的压降和中间变电所至隧道照明灯具末端的压降。
1）从中间变电所至隧道基本灯末端的电缆压降“5B-M304，VV22-4*16，I=17A，△U%=2.35，L=350m+530m”，由于线路灯具单回路全开，可以直接引用，压降无需重新计算。
2）风机段电缆VV22-2（3*120+1*50），基于工作电流40A远少于风机启动时的工作电流150A，将两台风机供电电缆合并计算，则此处压降需重新计算：
3）高压钠灯正常工作的电压为92%-106%，假定“桥接段”电源压降为X，则应满足：
三、抢修方案实施
完成电缆选型测算后，苍岭隧道管理所立即采购了规格为VLV-0.6/1KV（3*95+1*50）的铝芯电缆750米，并组织实施敷设抢修，实施过程按照以下步骤推进：
1.敷设6-7#汽通风机柜电缆，打通中间变电所至金向地下变电所的电缆通路；
2.拆除中间变电所故障变压器连接母线，形成区域配电柜“电力孤岛”；
3.将6#汽通风机柜电源电缆从抽屉柜输出端拆除，“转接”至抽屉柜后侧母排；
4.进行电力通路校验，确认电缆通路、绝缘阻值等是否符合要求；
5.由金向地下变电所开始按照电源流向，逐级送电，先至中间变电所配电柜，再逐步外送，恢复监控、照明电源；
6.进行用电警示挂牌及供电方案张贴，并对隧道其他未参与抢修的执勤班组进行抢修方案交底，保证用电安全。
四、归纳总结
面对突发停电事件，首先分析隧道供配电系统结构，策划多种应急方案，然后进行技术经济分析和方案比选，做到“安全上可靠、技术上可行、经济上合理”。事实证明，“桥接法”在应对特长隧道中间变电所“不可恢复”突发停电故障抢修诸多方案中，是最经济、最安全、最高效的方案。“桥接法”方案有以下四点优势：
1、临时电缆属于一次性投入，费用投入确定性强，且电缆可回收、可重复使用。
2、运行成本低，桥接法的电费仅在电力系统内支付，不滋生额外采购柴油等不确定费用，节省物力成本。
3、维护成本低，免去了增加人工巡检密度等人力成本。
4、为故障变压器返厂解体维修赢得足够时间。
参考文献：
[1]任元会、卞铠生、姚家炜：《工业与民用配电设计手册（第三版）》，2005年版，中国电力出版社.
[2]中国国家标准化管理委员会：《GB/T 13259-2005高压钠灯》，2005.
【关键词】 突发停电；不可恢复；桥接；电缆压降；电缆规格选型；汽通风机柜
引言：
高速公路隧道机电设备按照系统可划分为供配电、照明、视频监控、消防救援、通风排烟、火灾报警等多个系统，但是，所有的系统能否正常运转，均维系于供配电系统能否正常运转，因为供配电是隧道一切机电系统的动力源泉，一旦发生突发停电事件，必然导致停电区域隧道失控，严重的甚至影响交通安全，造成不良的社会影响。因此，做好隧道机电营运安全管理，必须做好突发停电应急管理。
隧道突发停电，可分为两种，一种是“可恢复”停电，如当地电力部门的正常拉闸限电、高压配电房综保设备保护跳闸等，此类故障一般可在可预见的时间范围内恢复供电；另一种是“不可恢复”停电，如变压器本体故障、高压柜故障等，室内变电所又扼于条件限制无法通过柴油发电机等替代电源应急，无法在“可预见”的时间范围内恢复供电的故障。
所有高速公路特长隧道的共同特点：超过1公里的高速公路特长隧道一般设置隧道通风系统，风机间距为300-800米不等；超过3公里的特长隧道，一般设置中间变电所，受汽车尾气和散热等因素影响，中间变电所均无法配置柴油发电机组；各配电房设置的UPS/EPS续航能力不足，一般只满足30min内短时续航供电需要。因此，一旦特长隧道中间变电所发生“不可恢复”的突发停电故障，因无法及时恢复隧道供电，必然导致其配电房附近照明、监控瘫痪，隧道失控，最终无法保证过往司乘人员的生命财产安全。
苍岭隧道中间变发生“不可恢复”突发停电事件后，隧道管理所立即组织人员查阅隧道机电系统竣工图纸。隧道内供配电系统有如下特点：6#汽通风机柜取电自中间变电所，7#汽通风机柜取电自金向地下变电所。据此可制定“桥接法”：即增敷临时电缆跨接6#汽通风机柜和7#汽通风机柜，将金向地下变电所电源经由7#风机柜，送至6#风机柜，再由6#风机柜反送至中间变电所，最后通过中间变电所向所辖路段各用电设备恢复供电，恢复路段隧道照明和监控等。其增敷的临时电缆示意图如下：
采用“桥接法”必须满足“电源压降”和“电缆规格选型”的要求，而电缆规格选型又涉及采购经费问题。本文所涉及数据均以苍岭隧道中间变电所为例，同类隧道可参考计算方式重新核算。
一、隧道机电营运基础数据
1、查阅苍岭隧道机电系统竣工图纸得到：
1）中间变电所供电范围为隧道中段左、右洞各1.5km，变电所桩号为K128+990；距中间变电所最近的配电房为金向地下变电所，其桩号为K130+400。两个变电所之间实际距离为1.45km。
2）该路段用电设备主要为100W隧道基本灯（高压钠灯）、24W的安全标志灯（LED灯）、应急灯及部分防火门、监控电源、隧道风机等。考虑为应急状态下使用，只保留隧道监控和1/4必须隧道基本灯照明，基础负荷计算后约计20KW。
3）6#汽通风机柜进线和7#汽通风机柜进线所用的电力电缆规格为VV22-0.6/1KV双并（3*120+1*70），隧道风机功率为2*75KW。6#～7#汽通风机柜之间间距为750米。
4）由中间变电所供电的最远端隧道基本段灯为“左洞A单编号西段基本段灯”，图示回路压降为“5B-M304，VV22-4*16，I=17A，△U%=2.35，L=350m+530m”。
5）中间变电所供给6#汽通风机柜的图示回路压降为“6B-L402，VV22-2（3*120+1*50），I=150A，△U%=2.65，L=375m”；金向地下变电所供7#汽通风机柜的图示回路压降为“7B-L403，VV22-2（3*120+1*50），I=150A，△U%=2.26，L=325m”。
2、查阅100W隧道基本灯（高压钠灯）的技术参数：高压钠灯正常工作电压范围为额定电压的92-106%，单灯功率因素为cosψ=0.9。
3、查阅《工业与民用配电设计手册（第三版）》第542页，得三相平衡负荷线路终端压降，用电流矩Il（A*km）表示，计算公式为：
二、电缆规格选型测算
1、从载流量角度测算：由于应急使用的基础负荷为20KW，折合单相工作电流约为40A，如果仅从载流量角度考虑，铜芯电缆截面积只需超过10mm2，铝芯电缆只需超过16mm2就可以满足运行要求。
2、从电缆压降角度测算，金向地下变电所经由风机柜至中间变电所再到隧道基本灯末端的总压降应满足高压钠灯正常工作最低要求。由于各组电缆规格不同，线路可划分为三段电缆压降，即风机段电缆[VV22-2（3*120+1*50）]的压降、“桥接段”电缆的压降和中间变电所至隧道照明灯具末端的压降。
1）从中间变电所至隧道基本灯末端的电缆压降“5B-M304，VV22-4*16，I=17A，△U%=2.35，L=350m+530m”，由于线路灯具单回路全开，可以直接引用，压降无需重新计算。
2）风机段电缆VV22-2（3*120+1*50），基于工作电流40A远少于风机启动时的工作电流150A，将两台风机供电电缆合并计算，则此处压降需重新计算：
3）高压钠灯正常工作的电压为92%-106%，假定“桥接段”电源压降为X，则应满足：
三、抢修方案实施
完成电缆选型测算后，苍岭隧道管理所立即采购了规格为VLV-0.6/1KV（3*95+1*50）的铝芯电缆750米，并组织实施敷设抢修，实施过程按照以下步骤推进：
1.敷设6-7#汽通风机柜电缆，打通中间变电所至金向地下变电所的电缆通路；
2.拆除中间变电所故障变压器连接母线，形成区域配电柜“电力孤岛”；
3.将6#汽通风机柜电源电缆从抽屉柜输出端拆除，“转接”至抽屉柜后侧母排；
4.进行电力通路校验，确认电缆通路、绝缘阻值等是否符合要求；
5.由金向地下变电所开始按照电源流向，逐级送电，先至中间变电所配电柜，再逐步外送，恢复监控、照明电源；
6.进行用电警示挂牌及供电方案张贴，并对隧道其他未参与抢修的执勤班组进行抢修方案交底，保证用电安全。
四、归纳总结
面对突发停电事件，首先分析隧道供配电系统结构，策划多种应急方案，然后进行技术经济分析和方案比选，做到“安全上可靠、技术上可行、经济上合理”。事实证明，“桥接法”在应对特长隧道中间变电所“不可恢复”突发停电故障抢修诸多方案中，是最经济、最安全、最高效的方案。“桥接法”方案有以下四点优势：
1、临时电缆属于一次性投入，费用投入确定性强，且电缆可回收、可重复使用。
2、运行成本低，桥接法的电费仅在电力系统内支付，不滋生额外采购柴油等不确定费用，节省物力成本。
3、维护成本低，免去了增加人工巡检密度等人力成本。
4、为故障变压器返厂解体维修赢得足够时间。
参考文献：
[1]任元会、卞铠生、姚家炜：《工业与民用配电设计手册（第三版）》，2005年版，中国电力出版社.
[2]中国国家标准化管理委员会：《GB/T 13259-2005高压钠灯》，2005.