EPS 在公路隧道消防中的應用探討

康華志

摘要：近年來，隨著我國經濟的發展，隧道建設數量也不斷增多，隧道安全成為人們首要關注的話題。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，在此基礎上，針對EPS 在公路隧道消防中的應用進行了分析與研究。

關鍵詞：EPS；公路隧道；消防；應用

引言

近年來，隨著我國社會科技和經濟的發展，公路、鐵路等基礎設施建設數量也越來越多，伴隨著公路、鐵路交通的不斷延伸，各類隧道的建設工作也不斷展開，其中，隧道的消防安全最為矚目。

隧道是公路中的特殊要道，應列為一級負荷。一級負荷指中斷供電在政治和經濟上造成重大損失者。對一級負荷，要求供電系統當線路發生故障停電時，仍保證其連續供電。

隧道是指在既有的建筑或土石結構中挖出來的較為封閉的通道，突然中斷供電會導致隧道內漆黑一片，容易出現連續追尾碰撞等重大交通事故；其次隧道內交控設施、緊急呼叫設施、火災的檢側、報警、控制設施及中央控制設施，乃至消防水泵俱無法運行，監控中心無法了解隧道的運行狀況，難以對交通及時進行疏導與控制，當發生事故時，難以合理啟動應急機制，抑制事態擴大，搶救生命及財產，造成更嚴重的政治影響和經濟損失。

因此，EPS在隧道的消防設計應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用進行了論述。

1 EPS的概念及作用

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

2 EPS的工作原理及特點

2.1 EPS的工作原理

EPS作為隧道的應急電源系統，當市電供電癱瘓時，可繼續為一級供電負荷提供集中供電，以防止重大事故發生，其工作原理見圖1。

圖1 EPS的工作原理

當市電正常時，由市電經互投裝置給重要負載供電，同時進行市電檢測及蓄電池充電管理，然后再由電池組向逆變器提供直流能源。充電器是一個僅需向蓄電池組提供相當于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，市電經由EPS 的交流旁路和轉換開關所組成的供電系統向用戶的各種應急負載供電。與此同時，在EPS的邏輯控制板的調控下，逆變器停止工作并處于自動關機狀態。正常情況下，工程實際用電是來自電網的市電，EPS應急電源在睡眠狀態，有效地達到節能的目的。

EPS應急電源主要采用SPWM（交流脈帶調制）技術，系統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，實現對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，供給負載，保證負載在市電及逆變器輸出間的順利切換。系統控制器對整個系統進行實時監控，可以發出報警信號，同時可通過RS232、RS485、CAN總線以及網口等與上位計算機連接，實現對供電系統的微機監控和遠程監控。

2.2 EPS的特點

EPS應急電源可以實現微機監控和處理，對機電工程設施實現自動控制，具有以下特點：

（1）自動切換，可實現無人值守，節能，電網供電與EPS電源供電相互切換時間一般為0.1s～0.25s；

（2）EPS帶載能力強，適用于電感性、電容性及綜合性負載的設備，如應急照明、水泵、風機、通信自動化設備等；

（3）使用可靠，在重要場合可以采用雙機熱備方式，確保地震后和火災等情況下供電可靠，主機壽命長達20年以上；

（4）適用于惡劣環境，可放置于地下室或配電室，甚至建筑豎井里，并可以緊靠應急負荷使用場所就地設置，減少供電線路；

（5）對于某些功率較大的用電設施，如消防水泵、風機，EPS還可直接與電機相連變頻啟動后，再進入正常運行狀態，可省去電機的軟啟動和控制箱等設置；

（6）電網有電時，EPS處于靜態，無噪聲；有市電時，小于60dB，不需排煙、防震處理，而且具有無公害、無火災隱患的特點。

3 EPS 在公路隧道消防中應用的可能性

EPS的適用于工作環境受限但不極端要求應急電源備用轉換速度的情況。EPS作為隧道供電的應急電源，與常用的應急供電設備相比（以UPS、柴油發電機組為例），具有明顯的優點。

3.1 EPS和柴油發電機組在公路隧道消防應用的比較

按照工頻柴油發電機組通用技術條件的設計文件要求，柴油發電機組與應急電源EPS的性能比較結果見表1。

3.2 EPS和UPS在公路隧道消防應用的比較

UPS通常作為用于精密儀器負載（如電腦、服務器等IT業負載）的不間斷電源，特點是造價昂貴，特別是在線式UPS，轉換效率較低，長期連續運行必然造成電能浪費，實際上在《通信用不間斷電源UPS》通信行業標準中規定，UPS更適用于信息類負荷。EPS應急電源與UPS不間斷電源的比較見表2。

4 結語

總之，隨著我國公路工程的大量建設與發展，人們對交通安全的要求也越來越高。EPS以其特有的優越性在公路隧道建設中被人們認識和采用，它靈活地運用在交通機電工程各個回路中。在選擇應急電源上，不再只局限于柴油發電機，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：

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