范曉霞，石偉民，周祚兵，李平安

（湖北三六重工有限公司，湖北 咸寧 437100）

0 引言

地鐵已經(jīng)成為城市交通重要的設(shè)施之一。在發(fā)生較為嚴重的自然災(zāi)害時，地鐵人防工程能夠及時保障人民的生命安全，避免財產(chǎn)損失。地鐵隧道口人防門一般處于低位，為人防門或者防洪門提供電源的備用電源也處于低位。為了便于操作和快速響應(yīng)，備用蓄電池和備用電話控制箱都設(shè)置在地鐵隧道口附近。當?shù)罔F隧道口積水，或者天氣陰冷時，地鐵隧道口比較潮濕，并在晝夜溫差較大的季節(jié)或者地區(qū)，地鐵隧道口在晝夜交替也存在潮濕的情形。該類情形下備用蓄電池容易因潮濕而損壞，備用電源控制箱也容易出現(xiàn)短路等線路故障。

1 問題分析

電源控制箱還會因潮濕出現(xiàn)生銹發(fā)霉等情況，生銹發(fā)霉多是因為潮濕所引起的，當發(fā)現(xiàn)有潮濕現(xiàn)象的時候，應(yīng)該立刻采取措施進行防潮治理?，F(xiàn)有的排除電源控制箱或配電柜的潮濕的常用方法包括：密閉配電柜或控制箱，高壓室的通風窗、通風口，按規(guī)程規(guī)定落實空氣過濾措施，使高壓室內(nèi)空氣保持清潔[2]。這些處理辦法能解決暫時的問題，但解決問題最科學、最高效、經(jīng)濟效益最好的方式是避免問題的出現(xiàn)，因此，本文針對地鐵隧道口人防門備用電源的控制箱容易潮濕的問題，設(shè)計了專用于人防門、防洪門、公路隧道、海底隧道等特殊場合的應(yīng)急備用電源控制箱。

地鐵在穿過江、河、湖泊時，為防止管涌、滲透等地質(zhì)災(zāi)害造成地鐵隧道被淹，或發(fā)生核、生化戰(zhàn)爭時地鐵車站能作為戰(zhàn)時避難場所，需在車站地鐵隧道的二端安裝人防門防淹門。該門隨時能下放關(guān)閉、上升打開，需設(shè)置了一套卷揚機構(gòu)。卷揚機構(gòu)采用網(wǎng)電380 V電源驅(qū)動?？紤]到電機、電氣故障，或遇到停電突發(fā)情況，還需設(shè)置手搖提升、手動釋放下降的功能，隨著地鐵功能的不斷強大，地鐵隧道尺寸加大，門的尺寸和質(zhì)量也不斷加大，門的質(zhì)量由開始的16 t、20 t向32 t、40 t甚至50 t發(fā)展，手搖的人力受到限制，手搖時間越來越長。

2 可行性

地鐵人防門和應(yīng)急門一般情況下需2個成年人輪換24 h不停才能提升8～10 m的行程，在出現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)時，根本無法操作，這就需要另外的途徑代替人工手搖。

代替人工手搖的方式有2種：（1）汽油/柴油發(fā)動機；（2）蓄電池與電動機組合?？紤]到汽油、柴油也是危險源，經(jīng)過權(quán)衡，一般選用蓄電池與電動機組合作為動力源。為了能適應(yīng)地鐵隧道內(nèi)的復(fù)雜、惡劣環(huán)境，需設(shè)計一種專門保護安裝上述蓄電池的設(shè)備，能解決蓄電池容易潮濕損壞的問題。

3 方案

根據(jù)地鐵的設(shè)計方案以及地鐵隧道的規(guī)模大小，本方案的地鐵人防和防淹系統(tǒng)的應(yīng)急提升裝置設(shè)計采用雙吊點電動葫蘆作為提升動力裝置，24～45 kW電動機同軸驅(qū)動，提升速度為5 m/min，提升高度為9 m，提升時間2 min以內(nèi)。另外，還設(shè)置手動裝置。在斷電時，利用閘門的自重，手動操作來關(guān)閉閘門。當需上升時，切換到蓄電池供電模式，采用60 V直流永磁制動電動機驅(qū)動，提升時間25 min以內(nèi)。當蓄電池斷電時，通過人工搖動來應(yīng)急提升[3]。

地鐵人防和防淹系統(tǒng)的應(yīng)急提升裝置由電動葫蘆主體和滑輪起吊裝置兩大部分組成，其安裝方式如圖1、圖2所示。

圖1 人防門啟閉裝置安裝正面示意圖

圖2 人防門啟閉裝置安裝側(cè)面示意圖

電動葫蘆主體采用ZDS系列錐形轉(zhuǎn)子制動子母電動機為動力，電動機與平行軸減速器輸入軸相連?；喥鸬跹b置安裝在機房的頂部，主要由后固定滑輪組、前固定滑輪組、吊板滑輪裝置、超載限制器裝置等組成。后固定滑輪組、前固定滑輪組分別由兩個同軸固定滑輪組成，吊板滑輪裝置由兩個同軸動滑輪組成。

人防門不用時，應(yīng)急裝置是處于斷電狀態(tài)，電動葫蘆不工作，人防門放置在地面上的液壓推桿上；當啟用人防門時，電動機通電，帶動平行軸減速器工作，驅(qū)動左、右兩卷筒同起吊人防門。

4 方案設(shè)計

為了對地鐵隧道口增設(shè)備用應(yīng)急提升裝置，需要在地鐵隧道口設(shè)計備用應(yīng)急提升裝置的備用電源和備用電源控制箱。經(jīng)過實驗和改進后的研制方案見圖3。地鐵隧道人防門防淹門提升備用電源控制箱包括箱體1、蓄電池2、加熱組件3、濕度檢測單元和控制模塊5。蓄電池2安裝于箱體1的內(nèi)底部，控制模塊5安裝于箱體1的內(nèi)頂部，加熱組件3安裝于箱體1的內(nèi)部且不和蓄電池2接觸，控制模塊5電連接于蓄電池2、加熱組件3和濕度檢測單元，濕度檢測單元安裝于箱體1的內(nèi)部。

濕度檢測單元用于實時檢測箱體1內(nèi)部的空氣濕度；控制模塊5預(yù)設(shè)有正?？諝鉂穸乳撝担划敐穸葯z測單元檢測到的實時空氣濕度值大于正?？諝鉂穸乳撝档淖畲笾禃r，加熱組件3受控于控制模塊5而啟動工作；當濕度檢測單元檢測到的實時空氣濕度值小于正?？諝鉂穸乳撝档淖钚≈禃r，加熱組件3受控于控制模塊5而停止工作，加熱組件3包括安裝板31和兩組主熱吹風機32，安裝板31安裝于箱體1的內(nèi)部且水平布置，一組主熱吹風機32安裝于安裝板31的上表面且位于控制模塊5的下方，另一組主熱吹風機32安裝于安裝板31的下表面且位于蓄電池2的上方，主熱吹風機32和控制模塊5電連接。

安裝板31為主熱吹風機32提供了較好的安裝位置，而如果箱體1內(nèi)部的濕度值過低時，兩組主熱吹風機32均朝向蓄電池2吹出熱風，使箱體1內(nèi)部的潮濕空氣不容易損壞蓄電池2。

圖3 改進后的備用電源控制箱

加熱組件3還包括兩組豎桿33和副熱吹風機34，豎桿33固定于安裝板31的底部和箱體1的內(nèi)底壁之間，兩根豎桿33分別位于蓄電池2的兩側(cè)，副熱吹風機34安裝于豎桿33朝向蓄電池2的一側(cè)，副熱吹風機34和控制模塊5電連接。

兩組豎桿33為副熱吹風機34提供了較好的安裝位置，兩組副熱吹風機34配合兩組主熱吹風機32一起分別從蓄電池2的四周吹出降低空氣濕度的熱風，全方位對蓄電池2進行干燥保護，有效保證蓄電池2不受潮損壞。

濕度檢測單元為兩個濕度檢測器4，濕度檢測器4安裝于箱體1的內(nèi)頂壁，兩個濕度檢測器4分別位于控制模塊5的兩側(cè)，濕度檢測器4位于箱體1內(nèi)部的最頂部之后，能第一時間對箱體1內(nèi)部的潮濕空氣進行檢測，減少潮濕空氣在箱體1內(nèi)部的停留時間，避免蓄電池2受潮損壞。

箱體1的內(nèi)底壁還設(shè)置有海綿底座6，蓄電池2的底部放置于海綿底座6上，海綿底座6具有一定的吸水性，將蓄電池2放置在海綿底座6上，能使蓄電池2的底部處于相對干燥環(huán)境下的同時，海綿底座6還能對蓄電池2起到一定的保護作用，使蓄電池2不容易被撞擊損壞。

箱體1內(nèi)還設(shè)置有固定蓄電池2的鋼帶7，鋼帶7的端部通過螺栓鎖緊于箱體1，鋼帶7對蓄電池2具有捆綁作用，當?shù)叵掳l(fā)生一定程度的振動使，鋼帶7能確保蓄電池2能穩(wěn)固地安裝在箱體1內(nèi)部，減少蓄電池2的受損程度。

鋼帶7設(shè)置有3組且均勻間隔布置，在其他實施例中還可以為2組或者4組，鋼帶7太少時，不能很好地將蓄電池2固定住，而鋼帶7太多時，增加了成本，所以鋼帶7設(shè)計2-4組最佳；箱體1的正面的一側(cè)鉸接有箱門11，箱門11的內(nèi)表面粘接有一圈密封圈12，密封圈12的形狀和箱體1正面開口的形狀大小一致。

該方案中，將蓄電池2安裝于箱體1內(nèi)部之后，對蓄電池2具有很好的保護作用。而在地面以下的潮濕環(huán)境下，蓄電池2是很容易受潮的，繼而通過溫度檢測單元實時檢測箱體1內(nèi)部的濕度。如果濕度值低于標準值時，就能自動啟動加熱組件3，從而改善箱體1內(nèi)部的潮濕度，有效避免蓄電池2受潮損壞。箱門11將箱體1密封住以后，能使蓄電池2處于一個相對密閉的環(huán)境里。而且通過密封圈12，也能提高箱體1內(nèi)部的密封性，使加熱組件3吹出的熱風不容易跑出，改善空氣濕度的效果更好。

在設(shè)計應(yīng)用后，在同一地鐵的相同地段，與正在使用的傳統(tǒng)電源控制箱作比較，最為明顯的是電源控制箱潮濕度的區(qū)別。為了對比準確，試驗過程選擇同一地段的3個人防門電源控制箱進行，其中第一個電源控制箱為新設(shè)計的電源控制箱，兩個對比組為傳統(tǒng)使用的電源控制箱，試驗結(jié)果見表1，其中第一組為新設(shè)計的電源控制箱潮濕度數(shù)據(jù)。

表1 電源控制箱潮濕度比較

5 結(jié)語

根據(jù)地鐵隧道、山體隧道、海底隧道等特殊場合的使用環(huán)境特點，以及人防和防洪的需要，設(shè)計了專用與該類場合的備用電源以及備用電源控制箱，有利于保障特定情形的應(yīng)急需要；同時，為兼顧運行維護成本，以及備用電源和控制箱的可靠性，采用特殊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)良好防潮效果。