通風系統是保障交通隧道安全可靠運營的重要系統之一，本文將系統介紹隧道通風系統的主要特點，并重點介紹施耐德ATS48軟起動器在隧道通風系統中射流和軸流風機上的應用。
1 、隧道及地下鐵道通風系統
1.1通風系統的主要任務
(1)向隧道內部供給新鮮空氣。
(2)排除隧道內有害氣體、蒸氣、粉塵和炮煙等有害物質。
(3)使隧道內部空氣的溫度、相對濕度和流速達到規定標準。
1.2 隧道通風系統方式選擇
不同的隧道和地下工程都有各自的通風要求，應根據所處的地理和氣候條件、建筑結構和內部生產工藝情況選擇不同的通風技術措施。當前，我國已建的主要項目主要采用全射流縱向式通風或豎／斜井送排風加射流風機分段縱向式通風的方式。
1.3通風系統主要設備及特點
1.3.1射流風機
射流風機是一種特殊的軸流風機，主要用于公路、鐵路及地鐵等隧道的縱向通風系統中。射流風機運行時，將隧道內的一部分空氣從風機的一端吸入，經葉輪加速后，由風機的另一端高速射出。這部分帶有較高動能的高速氣流將能量傳送給隧道內的其他氣體，產生克服隧道阻力的壓升，從而推動隧道內的空氣順風機噴射氣流方向流動。當流動速度衰減到一定程度時，下一組風機繼續工作。這樣，就實現了從隧道的一端吸入新鮮空氣，從另一端排出污濁空氣的目的。射流風機一般懸掛在隧道頂部或兩側，不占用交通面積，不需另外修建風道，土建造價低；風機容易安裝，運行、維護簡單，是一種很經濟的通風方式。
1.3.2軸流風機
軸流風機在隧道通風系統中主要用在豎／斜井內進行供、排風。因工藝復雜，造價昂貴，通常只有長于4 km的隧道才可能開豎／斜井并安裝軸流風機。一般每個豎／斜井設計2組，每組2臺或4臺，一組用于進新鮮空氣，另一組用于將污濁空氣抽出去。
1.4通風系統設備工藝要求
1.4.1射流風機
(1)功率在22—55 kW之間。
(2)無需調節轉速。
(3)需正反轉運行。
(4)需遠程自動和現場手動控制。
(5)部分射流風機距配電室距離較遠。
(6)不宜直接起動。由于射流風機較多，直接起動時造成的電網沖擊所帶來瞬間的電壓跌落，將影響電網內其他設備的正常運行，如已運行的風機可能停止，或正在起動的風機無法起動等，對于通風和照明等其他系統共用一個供電變壓器的情況影響范圍更大。另一窮面，直接起動時電機的起動轉矩和起動電流較大，對風機設備帶來的機械沖擊和發熱將影響風機的使用壽命，特別是頻繁起動時對設備的影響更為突出。因此，射流風機不宜直接起動，一般采用星三角、自耦變壓器、軟起動器或變頻器等降壓起動方式。
1.4.2抽流風機
(1)功率在160 ~500 kW之間。
(2)考慮節能應用時需要調節轉速。
(3) -般只需單向運行；需要遠程自動和現場手動控制。
(4) -般軸流風機附近設配電室，配電距離較近。
(5)不宜直接起動原因同射流風機。
2、施耐德ATS48軟起動器在射流和軸流風機上的應用
2.1 ATS48軟起動器產品特性
(1)獨有的轉矩控制技術（施耐德專利）。可設定加速積分時間和初始起動轉矩，起動平滑，轉速接近線性上升，可有效地避免機械損傷，適合起動恒轉矩和變轉矩類負載，與傳統的電壓斜坡型和電流限幅型軟起相比性能更優。
(2)優異的限電流能力：限制電流范圍可在
(150%—700%)In之間調整，起動階段電流曲線平滑，可有效限制電機溫升，并提高變壓器的起動容量，與直接起動相比使用軟起動器降壓起動時，起動容量至少可提升30%—50%。具體數值可在母線電壓水平相同的情況下，根據變壓器的容量、系統短路容量、線路長度等數據計算得出，計算方法參見《鋼鐵企業電力設計手冊》第“5.4.5電動機起動時電壓水平計算”部分。
(3)高過轉矩能力。可達到額定轉矩的130%，適合起動重型負載或起動距離較遠的情況。
(4)齊全的保護功能。提高針對自身、電機及機械設備的保護功能，完全代替了傳統的保護功能，簡化了設計，并且在起動結束、軟起動器旁路后仍然具有保護功能。
2.2 ATS48軟起動器針對射流風機的應用方案
2. 2.1應用中遇到的問題及解決方法
(1)軟起動器及相關設備安裝方式確定。目前，軟起動器及相關設備安裝主要有3種方式：①全部設備安裝在現場配電箱內；②全部設備安裝在配電室內，配電室控制柜或現場配電箱內設置轉換開關、起停按鈕及指示燈；③軟起動器及旁路接觸器安裝在現場配電箱內，進線接觸器安裝在配電室內，現場配電箱設置轉換開關、起停按鈕及指示燈。方式①的主要優點在于現場檢修和調試方便，易于起動，缺點在于隧道內環境較為惡劣，配電箱的防護等級要求較高，且配電箱易損壞；方式②的優點在于配電室環境較好，設備運行可靠，控制線聯絡少且距離近，并且便于在配電室內對設備進行集中監視，缺點在于現場檢修和調試不太方便，且受距離限制，由于線路壓降的存在，超過一定距離時將導致風機無法起動。具體的起動距離值需根據導線類型、截面、長度及負載初始起動力矩等數值計算，計算方法參見《鋼鐵企業電力設計手冊》第“5.4.5電動機起動時電壓水平計算”部分。另外，不同軟起動器的性能也決定了起動距離的長短。方式③的主要缺點在于控制線聯絡多、距離遠，一般不建議采用。目前軟起動器及相關設備的安裝主要采用方式①和②，若配電室與射流風機距離較近，應首選方式②。
(2)控制方式選擇。射流風機的控制需考慮現場手動和遠程自動兩種方式，且現場手動控制的優先級要高于遠程自動控制，一般通過轉換開關進行切換，而遠程自動控制一般通過控制系統給出開關量信號實現。
(3)設置軟起動與直接起動切換的必要性分析。在一些射流風機的應用當中，會考慮設計軟起動和直接起動的切換，主要目的在于當軟動器故障或不能工作時，由直接起動回路起動射流風機，從而在最大程度上保證設備的正常起動。一般來說，軟起動的故障率極低，多數基于保護的故障均能復位，因此不建議設置軟起動和直接起動間的切換功能。 (4) -拖多方案的應用。由于射流風機一般為2~3臺一組，因此，可以考慮應用一臺軟起動器起動多臺風機，即一拖多方案。但采用一拖多方案時，軟起不再提供對風機的保護．需單獨為每臺風機設計保護元件，如熱繼電器等，并且控制回路也較為復雜，因此不推薦采用一拖多方案。
2.2,2 ATS48應用方案
如圖1、2所示，主回路設計2臺接觸器，用于實現正反轉運行控制，當正轉運行時如給定反轉運行指令，則KM,斷開，ATS48起停信號斷開，風機完全停止后，KM2閉合，ATS48起停信號閉合，為防止風機未完全停止即閉合KMz并給定A’rS48起動指令，應在正轉和反轉回路加時間繼電器進行連鎖。手／自動切換用轉換開關實現，本地手動控制由起停按鈕實現，遠程自動控制由來自監控系統的離散量控制點實現，故障信號或緊急停止信號與正反轉運行回路連鎖，用于在非正常狀況下切斷主回路及電機的運行，故障及旁路運行信號由ATS48軟起動器直接給出，所有狀態信號除在本地設指示燈進行指示外，還需要全部上傳到上位系統。
2.3 ATS48軟起動器針對軸流風機的應用方案
如圖3、4所示，軸流風機一般只需單向運行，控制方式為現場手動控制和遠程自動控制兩級，并且現場手動控制具有高優先權；由于配電室距軸流風機較近，因此，軟起動器及相關設備一般安裝在配電室控制柜內。無需考慮軟起動和直接起動的切換問題。需要充分利用軟起動器提供的保護功能，因此，也不建議采用一拖多的應用方案。由于軸流風機功率較大，為避免停止時間過長及相應的機械損傷，建議設計軟停止功能。
此應用方案中，手動／自動切換用轉換開關實現，本地手動控制由起停按鈕實現，遠程自動控制由來自監控系統的離散量控制點實現，故障信號或緊急停止信號與運行回路聯鎖，用于在非正常狀況下切斷主回路及電動機的運行，故障及旁路運行信號由ATS48軟起動器直接給出，軸溫過高信號由傳感器給出，所有狀態信號除在本地設指示燈進行指示外，還需要全部上傳到上位系統。
2.4隧道通風系統中應用ATS48的優勢
(1) ATS48出色的限電流能力降低了供電變壓器的設計容量，從而節省了一次投資成本，提高了變壓器的運行效率，并且縮短了通風系統投，運行的時間，有利于通風系統的自動調節。
(2) ATS48獨有的轉矩控制功能可保證設，平滑起動，在最大程度上避免了機械設備損傷，：利于提高設備的使用壽命，減少維護成本，特別：軸流風機這種大型設備，該優勢更為明顯。
(3) ATs48齊全的保護功能，如過載、欠載過流、缺相及堵轉等，可有效地保護電機及整個路，避免了電機設備的損壞，在最大程度上保證設備的長期可靠運行，并減少了維護成本。
3、結 語
施耐德ATS48系列軟起動器以其優異的產品性能、卓越的產品質量、良好的服務體系為隧道通風系統提供了強有力的支持，在眾多公路、鐵路及城市地鐵項目中得到了大量的應用，得到了用戶的肯定。
