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一、引言
随着国民经济的高速发展，城市化的进程加剧，人口与空间的矛盾日益严重，特别在一些特大型城市更是显得突出。原有的建筑模式被打破，建筑不断向天空和地下延伸，大型建筑的地下部分作为重要的建筑类型被独立出来。更为重要的是，如美国纽约城的地铁枢纽一样，越来越多的地下交通枢纽、站点也设计在大型建筑的地下部分中，这样为地下建筑的相关设计都提出了特殊的课题。
地下建筑与地面建筑存在巨大区别，加之一些特殊因素的加入（如地铁枢纽等），地下建筑的电气设计和设备选型相对于地面建筑同样具有不同的特点。本文试图对地下建筑电气设计中的一个关键元件——ATSE的选择作一个探讨，引导大家重视和研究对于地下建筑这种复杂和特殊的建筑形式的电气设计和设备选型。
二、地下建筑电气设计特点
1、地下建筑系统的分类：地下建筑分为高层建筑（或多层建筑）的地下部分、人防工程以及地下铁路的相关场所。包括车库系统、电梯系统、消防系统、通风系统、照明系统等。
2、地下建筑系统的特点：地下建筑相对于地面建筑空间封闭，疏散困难。
① 在地铁交通枢纽、地下商业中心等人流密集场所若发生火灾，有毒气体将会迅速蔓延，环境温度将会急剧上升，这两点都会造成重大的人员伤亡和财产损失；若在地下人流密集场所发生停电事故，造成人群恐慌，造成踩踏事故，势必也会造成重大人员伤亡。所以对于地下建筑电气系统（特别是消防系统和应急照明系统），供电可靠性的要求理应比地面建筑高。
② 对于有地下铁路系统的地下建筑，还需要考虑地铁电气设计的相关特点。
③ 2001年的“9.11”恐怖袭击发生后，对于恐怖袭击对于地下建筑的破坏和可能造成的空前的人员伤亡我们必须有清醒的认识，所以在电气设计上要考虑到恐怖袭击因素的影响，做好必要的防范。
3、地下建筑电气设计相关规范：
① 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-92）（“低规”）
② 《供配电系统设计规范》（GB 50052-95）
③ 《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87）
④ 《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）（“高规防火规范”）
⑤ 《人民防空地下室设计规范》（GB 50038-94）
⑥ 《人民防空工程设计防火规范》（GB 50098-98）
⑦ 《固定式消防泵驱动器的控制器》（IEC/TS 62091:2003）
若涉及到地下铁路系统，还包括《地铁设计规范》（GB 50157-2003）的电气规范部分。
三、地下建筑中应急供电要求
作为消防和人员疏散的要求，供电系统，特别是消防和应急照明系统的供电可靠性特别重要。
1、对于消防水泵、喷淋泵、喷雾泵等消防泵类负载，根据《高规防火规范》要求，应该设置专门的双电源供电系统，并且是末端切换。
2、根据《高规防火规范》9.1.2要求，对于消防用送风机、排烟机、消防电梯的供电也需要设置专门的双电源供电系统，在最末一级配电箱自动切换。
3、根据《低规》和《高规》的相关要求，对于地下层楼梯间、防烟前室、配电间、发电机房、水泵房、疏散走道、安全出口处都应该设置火灾应急（事故）照明，也应该进行末端自动互投。
4、根据《地铁设计规范》GB 50157-20030（电气规范）的第5部分动力与照明的要求，“……地下站厅站台照明、地下区间照明，以及地铁中的通信系统设备、信号系统设备、电力监控系统设备、环境与设备监控系统设备、自动售检票系统设备、兼作疏散用的自动扶梯、屏蔽门、防护门、防淹门、排雨泵、车站排水泵等负荷均为一级负荷，其中应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统、通信系统设备、信号系统设备为特别重要负荷。”对于这些负荷类型也需要进行双电源自动转换。
四、地下建筑中ATSE的要求
ATSE作为保障供电可靠性的关键性元器件之一，为了提高其工作的可靠性，在地下建筑中的选择和使用需要考虑下列基本要求：
1、首先必须满足GB 14048.11产品标准的要求，所有产品必须有型式试验报告，对于地下建筑涉及到地铁的还需要具有地铁项目的业绩和用户反馈证明材料。
2、由于地下建筑的施工环境和使用环境比较恶劣，有时在设备到位后，现场还会有施工，而这个阶段的外部环境更加恶劣，质量不高的电气，可能存在因为这样特殊的环境，在没有投入使用就失效，或者留下故障隐患。所以，对于ATSE要求本体和控制器必须有抵抗恶劣环境的能力，如防灰尘、腐蚀、潮湿、震动、干扰等措施。
3、由于地铁是相对封闭的环境，一旦出现火灾，区域温度上升很快，所以，地铁使用的ATSE，应当能够在90℃高温下可靠工作。
4、从《人民防空地下室设计规范》、《人民防空工程设计防火规范》供电的可靠性和转换时间要求，应选择PC级ATSE。采用励磁驱动的PC级ATSE，其转换动力来源于电磁驱动， A、B电源转换操作采用机械电气结构联锁。转换动作由单一动作完成，确保只有一组电源供电。动作线圈仅在转换瞬间带电，转换完成后失电，减缓线圈老化，功耗低、无温升、低噪声，保证了ATSE长期工作的可靠性。
5、根据《固定式消防泵驱动器的控制器》（IEC/TS 62091:2003）的相关要求，消防泵控制器的 ATSE为PC级，且为二段式（只有两个稳定工作位置），参考这样一个要求，且二段式ATSE的结构是最简单的，所以该结构的可靠性也最高，故在地下建筑这种对于可靠性要求非常高的使用环境，建议消防泵采用二段式ATSE在末端切换。
5、地下建筑中多是混合负载或电动机负载，应该选用满足AC－33使用类别的ATSE。
6、对于电动机负载而言，其接触器允许断电时间约为150ms（接触器吸合保持时间），对于励磁式驱动的一体式PC级ATSE，其转换动作时间最短可达75ms以下，可以满足接触器不掉电。
7、到对于安全级的应急照明而言，其断电时间要求小于500ms，需要选用励磁驱动ATSE（专业一体式PC级ATSE）。
8、ATSE控制器必须能够根据现场要求调整转换时间，为了与其他用电负荷和上级线路配合，转换时间应该可以在现场调整。
9、ATSE控制器必须准确地检测出电源的欠压、缺相、过压、频率偏差等故障，同时也要求能够对电源故障与非电源故障进行识别。
10、计算机网络技术便带得有通讯接口的控制器非常方便管理，并能实现整个地下供电系统的自动化管理。
11、由于地下建筑用电负载种类烦多，不同负载转换条件要求也不同，所以ATSE的转换条件要现场设定。
12、地下建筑，尤其是地下铁路，电磁环境非常恶劣，具有大量的电磁干扰，如果控制器的抗电磁干扰能力不强，势必造成ATSE转换的误动作。为防止误动作，必须使控制器具有较强的抗电磁感应能力。
13、要特别关注维修、更换的方便，特别是控制器的维修、更换的方便性。据统计，ATSE使用故障80% 以上是控制器故障（因为控制器是连续工作的），对于地下建筑来说，ATSE是决定重要负荷电源供应的关键，一旦出现故障，后果将是非常严重的。
五、结束语
随着地下建筑规模越来越大、数量越来越多、功能越来越复杂，其对于电气设计的要求也越来越多，越来越细，这对于像ATSE这样的低压开关元器件提出了更新的要求。各个元器件生产厂家必须在深入理解使用环境和设计要求的基础上，设计出满足要求、可靠性高的产品才能适应市场，取得先机，更好地为客户服务。