徐雷強(qiáng)

（身份證號：130182198211012913）

淺談六潛高速公路隧道機(jī)電工程中新技術(shù)的運(yùn)用

徐雷強(qiáng)

（身份證號：130182198211012913）

本文結(jié)合實例對高速公路隧道機(jī)電工程中的新技術(shù)運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

隧道；太陽能；風(fēng)能；供電系統(tǒng)

1 工程概況

六安至岳西（黃尾）、岳西（黃尾）至潛山高速公路是國家重點干線公路規(guī)劃中的縱5（東營～香港口岸）高速公路的一段，同時也是安徽省公路主骨架規(guī)劃中“西縱”（亳州～阜陽～六安～安慶～東至公路）的重要組成路段。本項目起點接阜陽至六安高速公路，終點接潛山～景德鎮(zhèn)高速公路。其實六潛高速專設(shè)立一隧道標(biāo)段，此標(biāo)段全線共設(shè)有11座隧道，其中特長隧道1座，長隧道4座、中隧道4座。

2 隧道機(jī)電工程的分類

公路隧道機(jī)電系統(tǒng)一般由通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)五部分組成。各部分的組成簡單介紹如下：

通風(fēng)系統(tǒng)可對車輛通過時產(chǎn)生的一氧化碳、煙霧、異味進(jìn)行稀釋；一般采用射流風(fēng)機(jī)，安裝在行車道的正上方；近年來也有采用隧道吊頂內(nèi)安裝風(fēng)管的通風(fēng)方式。

照明系統(tǒng)一般采用熒光燈、高壓鈉燈或LED燈，安裝在行車道的上方及隧道橫洞上方，以滿足隧道內(nèi)路面的平均照度和均勻度的要求；按功能分為：基本照明、加強(qiáng)照明、應(yīng)急照明、橫洞照明；按區(qū)段分為引入段、適應(yīng)段和過渡段、基本段、出口段。

供配電系統(tǒng)主要為通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、照明系統(tǒng)的燈具、消防系統(tǒng)水泵和監(jiān)控系統(tǒng)各種監(jiān)視設(shè)備提供電力支持。供配電系統(tǒng)主要采用10kV架空線將附近變電所電源引至隧道洞口，再經(jīng)箱式變電站或變電所變?yōu)樗淼浪桦妷骸?/p>

3 六潛隧道機(jī)電工程施工中新技術(shù)運(yùn)用

針對傳統(tǒng)六潛高速公路隧道多，戰(zhàn)線長等不理條件，結(jié)合機(jī)電工程中供電系統(tǒng)的諸多不足和六潛高速公路山區(qū)區(qū)段的地理環(huán)境特點，許多獨立于傳統(tǒng)的油煤發(fā)電的新能源技術(shù)也不斷成熟起來，采用新能源給設(shè)備供電，可以節(jié)省大量的能源。太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)伴隨著近年來新能源技術(shù)的發(fā)展，鑒于高速公路鋪設(shè)的地段，所以在六潛高速公路的隧道照明及監(jiān)控工程中就引入了新型的太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電技術(shù)。

由此可見風(fēng)能的多少與風(fēng)速ν成立方關(guān)系。隨著風(fēng)速的增加，風(fēng)速成立方關(guān)系增長，幅度很大。在風(fēng)速大的地區(qū)，風(fēng)能資源儲備豐富，而在六潛高速公路經(jīng)過區(qū)域，深入山區(qū)，山區(qū)多風(fēng)的地理環(huán)境也給我們隧道采用風(fēng)能發(fā)電提供了一個良好的基礎(chǔ)前提。另外，根據(jù)太陽能發(fā)電系統(tǒng)年間發(fā)電量公式：kWh=（UPmPH-pHiHc）/Po，式中：U-日射量；Pm-單塊太陽電池組輸出功率；P-太陽電池組數(shù)量；Hp-太陽電池板參數(shù)；Hi-功率調(diào)節(jié)器效率；Hc是線路損耗系數(shù)。

可見太陽能發(fā)電系統(tǒng)除了和太陽能電池組自身參數(shù)有關(guān)之外，外界理想影響參數(shù)只有日射量U一個，且成正比關(guān)系?？梢娫谌照蛰^好的大別山區(qū)采用太陽能發(fā)電具備良好的前景。

（2）太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)的原理風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是鑒于高速公路山區(qū)路段光能和太陽能儲備豐富的特點，利用風(fēng)能和太陽能資源的互補(bǔ)性，用于替代傳統(tǒng)的能源發(fā)電方式，是具有較高性價比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)中太陽能電池板和風(fēng)能發(fā)電機(jī)同時工作，使用共同的充放電系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)，充分利用太陽能和風(fēng)能發(fā)電各自的優(yōu)勢，以彌補(bǔ)對方的劣勢。實踐表明，通過風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)，可以很好地解決高速公路山區(qū)路段機(jī)電設(shè)備的用電問題。通過風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，既節(jié)省了電能，又降低了發(fā)電設(shè)備的配置和成本，同時又相對提高了照明燈的使用壽命。

（3）太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)，較之以往的隧道照明及監(jiān)控傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)具備以下特點：

①綠色能源，屬于國家大力發(fā)展和推廣的新技術(shù)風(fēng)能、太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)是一種新型的綠色環(huán)保電源系統(tǒng)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的能量來源是自然界的太陽能和風(fēng)能。

②適宜山區(qū)高速的地理環(huán)境單獨的太陽能或風(fēng)能系統(tǒng)，由于受時間和地域的約束，很難全天候利用太陽能或風(fēng)能資源。而太陽能與風(fēng)能在時間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，白天光照強(qiáng)時風(fēng)小，夜間光照弱時，風(fēng)能由于地表溫差變化大而增強(qiáng)。在山區(qū)，太陽能和風(fēng)能在時間上的互補(bǔ)性是太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)在資源利用上的最佳匹配。

③電源線纜不易被盜，減少運(yùn)營成本風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是就地的獨立電源系統(tǒng)，除了節(jié)約用電、減少運(yùn)營成本之外，不需要再額外敷設(shè)外場線纜，減少了線纜被盜的風(fēng)險，同時也節(jié)約了系統(tǒng)維護(hù)費用。雖然在建設(shè)初期設(shè)備一次性投入成本相對較大，但隨著長期的運(yùn)營成本減少，很快就會收回前期投入，達(dá)到省錢省力的目的。

（4）太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)在六潛隧道機(jī)電系統(tǒng)中照明和監(jiān)控工程的應(yīng)用，既節(jié)省了電能，又降低了發(fā)電設(shè)備的配置和成本，相對提高了照明燈的使用壽命。是我國第一次在高速公路建設(shè)中引入此系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

鑒于山區(qū)風(fēng)能、太陽能儲備豐富的特點，結(jié)合新能源、新技術(shù)六潛高速隧道的應(yīng)用，可以清晰地發(fā)現(xiàn)新節(jié)能技術(shù)在高速公路隧道照明系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的可行性和實用性。在不久的將來，太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)會不斷地發(fā)展，這些新節(jié)能技術(shù)將會在高速公路隧道機(jī)電工程系統(tǒng)中扮演更為重要的角色。

U459.2

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1673-0038（2015）33-0335-01

2015-7-18