綜合管廊電氣工程若干問題的探討

馮振國

(大同市政工程設(shè)計(jì)研究有限公司，山西大同 037006)

綜合管廊電氣工程若干問題的探討

馮振國

(大同市政工程設(shè)計(jì)研究有限公司，山西大同 037006)

簡述了綜合管廊的概念與發(fā)展歷程，從供電電源、通風(fēng)系統(tǒng)、配電結(jié)構(gòu)、接地等方面，分析了綜合管廊電氣設(shè)計(jì)中存在的問題，并闡述了具體的解決策略，以提高綜合管廊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

綜合管廊，電氣設(shè)備，輸電線路，電源

0 引言

隨著城市化的發(fā)展，綜合管廊在當(dāng)前的重視度也在提高，在過去幾年的發(fā)展中，雖然新技術(shù)、新方法層出不窮，但是在我國由于綜合管廊的發(fā)展時間短、經(jīng)驗(yàn)不足，它的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等還存在很多問題需要解決，需要在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展創(chuàng)新。本文主要就關(guān)于供電電源、排煙風(fēng)機(jī)供電、配電結(jié)構(gòu)優(yōu)化、接地、電氣設(shè)備防潮、移動設(shè)備監(jiān)控等方面進(jìn)行了討論。

1 綜合管廊概述和發(fā)展歷程

1.1 概述

綜合管廊是指地下城市管道綜合走廊。也就是指在城市地下空間建設(shè)一個地道，并將電力、通訊、燃?xì)狻⒐帷⒔o排水等工程綜合在一起的工程建設(shè)。這種綜合管廊建設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，在項(xiàng)目施工建設(shè)中統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計(jì)，統(tǒng)一實(shí)施，最后做到管廊的統(tǒng)一管理，是確保城市運(yùn)營的重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和“生命線”，是城市地下建設(shè)的市政公用設(shè)施。

1.2 發(fā)展歷程

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，它的規(guī)模和功能都在提高。綜合管廊在1833年的巴黎產(chǎn)生，為了解決地下管道的分布問題，提高環(huán)境質(zhì)量，巴黎市有關(guān)部門建立了一個綜合管廊。截至目前，巴黎綜合管廊長度超過100 km，整個管廊系統(tǒng)也更加完善。從那時起，漢堡、倫敦等大中型城市也投入了綜合管廊的建設(shè)。在20世紀(jì)，美國、日本、西班牙等國家陸續(xù)建立起了一個個綜合性的管廊。

雖然綜合管廊已接近200年的歷史，但中國的綜合管廊建設(shè)起步晚，并且主要集中在大城市，如上海，北京，沈陽，成都等，大部分城市還沒有綜合管廊建設(shè)。在20世紀(jì)90年代初，上海市規(guī)劃建成中國第一條綜合管廊，總長11.125 km，含電力、電信、水、氣四種管道，2006年北京中關(guān)村建立了中國第二條綜合管廊。

2 綜合分析

2.1 供電電源

綜合管廊的控制中心是一個單一用戶，它使用的是一條或兩條高壓電源，進(jìn)行樹干式配電，實(shí)現(xiàn)對各變電站箱式變電站供電。在設(shè)計(jì)過程中，箱體主要由單火區(qū)風(fēng)機(jī)、照明、排水水泵和維修用電工具等負(fù)荷變化進(jìn)行。綜合管廊在秋冬季節(jié)的負(fù)荷相對較小，從城市的低電壓電網(wǎng)取代每個變電站箱，并采取多點(diǎn)供電，改變用戶設(shè)置的接入點(diǎn)(0.4 kV)，就近取電。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

排煙風(fēng)機(jī)只用于日常通風(fēng)，火災(zāi)后，待走廊內(nèi)的溫度自然冷卻到室溫，再打開風(fēng)扇抽煙氣。目前，考慮到溫度的變化是未知的，可能影響電纜修復(fù)時間，通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)災(zāi)后快速排放的高溫?zé)煔庠O(shè)計(jì)。風(fēng)機(jī)采用高溫排煙風(fēng)機(jī)，也能做日常通風(fēng)設(shè)備用。綜合管廊通常無人值守，偶爾有少數(shù)專業(yè)檢查人員進(jìn)入。排煙風(fēng)機(jī)只用于高溫?zé)煔獾暮笈艢狻?/p>

2.3 配電結(jié)構(gòu)優(yōu)化

綜合管廊的非消防動力設(shè)備包含排煙風(fēng)機(jī)、排水泵、檢修插座箱、電力井蓋等，這些都是容量小且較為分散的設(shè)備。目前，綜合管廊中單一的防火分區(qū)對不同設(shè)備采用不同回路的預(yù)分支電纜線路進(jìn)行樹干式供電，因此，會出現(xiàn)供電線路長，電纜線路利用率低的問題。另外，綜合管廊使用的自用電纜線路需要1層～2層電纜支架，這是由于綜合管廊的資金回收主要來源于倉位出租，此配電結(jié)構(gòu)的整體經(jīng)濟(jì)性有待提高。綜合管廊非消防電源設(shè)備的空載分類，不再區(qū)分各類型設(shè)備，而是根據(jù)火災(zāi)室設(shè)置連續(xù)的分段配電總線(每一個消防區(qū)的送料口是有界的兩邊各部分)以及干線道路的分布情況。綜合管廊內(nèi)的所有非消防電源設(shè)備由配電總線供電，利用預(yù)支索分布可以顯著減少配電電纜數(shù)量，節(jié)約了綜合管廊位置。封閉式客車的配電結(jié)構(gòu)是用來供電給預(yù)支線電纜，但剛性母線的施工和安裝是很難靈活。

2.4 接地

高壓輸電線路安裝在綜合管廊內(nèi)，針對高壓輸電線路檢修電源防雷的金屬層、人身安全和輸電線路的接地要求，電力部門高壓輸電線路要敷設(shè)沿人工可靠的接地裝置管廊。因此，在投資結(jié)構(gòu)壁管廊道出口表面預(yù)埋接地線引出板，為用戶接上人工接地。當(dāng)前，集成管廊低壓系統(tǒng)采用兩級配電結(jié)構(gòu)，一級由變電箱變配電，用干線型為每一個消防區(qū)低壓配電箱供電;二級由低壓配電箱，為同一種供電裝置采用樹干式電源。線路保護(hù)端的饋線保護(hù)低壓配電箱的過電流保護(hù)電路斷路器作為接地故障保護(hù)。

2.5 電氣設(shè)備防潮

綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)會在相對濕度大于75%時開啟。在一些通風(fēng)差的部位如管廊中部和拐角處，相對濕度可能會大于80%。配電控制箱、柜都是由鋼板組成的綜合管廊，很容易凝結(jié)水珠。IP54外殼防護(hù)等級也不能防止水分滲透。此外，水蒸氣滲透容易產(chǎn)生火花擊穿，造成電氣元件短路損壞。因此，走廊的電氣設(shè)備要采取必要的保護(hù)措施，以免造成損壞。

2.6 移動設(shè)備代替人工檢查

綜合管廊的管理單元應(yīng)定期檢查管道的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，以便可以及時排除險情，保障管道安全運(yùn)行。但當(dāng)前，我國的綜合管廊采用的是工作人員現(xiàn)場檢查的方式。綜合管廊內(nèi)部通風(fēng)環(huán)境差，內(nèi)部悶熱，特別是長距離的管廊，檢查人員需要進(jìn)行幾個小時的檢查。此外，檢查人員只能通過有限的范圍和梯子進(jìn)入管廊，綜合管廊在缺氧或火災(zāi)的情況下，也會威脅到檢查人員的生命安全。因此，我們應(yīng)該在集成的管道廊道上設(shè)置移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并手動更換設(shè)備，完成現(xiàn)場設(shè)施的巡檢工作。通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)移動攝像頭和控制角度，利用實(shí)時攝像機(jī)圖像可以隨時檢索完成的日常檢查工作，可以為管理單位節(jié)省大量的勞動力成本，同時也提高工作效率。

3 對策建議

根據(jù)上述分析提出自己的相關(guān)建議:

1)綜合管廊里的電源由原先的高壓電源單點(diǎn)調(diào)整到低壓電源。取消管廊內(nèi)的變電站箱，按原范圍內(nèi)的各箱式變壓器供電部分，采用每節(jié)段最接近的低壓進(jìn)行供電。

2)排風(fēng)機(jī)為三個非消防負(fù)荷，但為了防止電纜在火災(zāi)損壞的管道廊管理單元應(yīng)準(zhǔn)備移動備用電源。

3)采用預(yù)制電纜或者總線對管廊內(nèi)的消防器材進(jìn)行防火分區(qū)，非消防設(shè)備統(tǒng)一使用樹型干電源。綜合管廊的過電流保護(hù)作為單相接地故障保護(hù)采用瞬時電路器，要時常檢查它的靈敏度，以便及早預(yù)控風(fēng)險，必要的話還可以配備接地故障的斷路器、電流互感器等相關(guān)設(shè)備。

4)在進(jìn)行管廊內(nèi)電氣設(shè)備安裝時，要注意選址，避免因通風(fēng)不良而產(chǎn)生發(fā)潮現(xiàn)象，安裝時還要采取低濕度敏感的電氣設(shè)備，并要做好密封防潮措施。

5)政府應(yīng)增強(qiáng)對綜合管廊的重視程度，將其作為城市的加分項(xiàng)，以此提高城市整體形象。同時要對相關(guān)投資環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，并制定相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行完善管理，整合社會資源，規(guī)范投資市場，按照“誰投資，誰受益，誰使用，誰付費(fèi)”的原則，慢慢引入民間資本進(jìn)入市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中，以便能夠不斷完善綜合管廊的各項(xiàng)運(yùn)行機(jī)制，更好的服務(wù)于居民大眾。

4 結(jié)語

綜合管廊建設(shè)是在城市化的不斷發(fā)展中產(chǎn)生的，它順應(yīng)了現(xiàn)代城市和居民發(fā)展的需要。城市建設(shè)中的綜合管廊不僅更能方便人們的出行，還能提升城市形象，它的集約化、規(guī)范化的管理模式還能為其他建設(shè)提供依據(jù)，投資模式的完善還能拉動城市當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，我國處于城市化發(fā)展的快速時期，城市綜合管廊的需求越來越大，但是我國的綜合管廊建設(shè)尚不成熟，各部分的規(guī)范設(shè)計(jì)等不夠完善，這就要求我們共同努力，不斷學(xué)習(xí)發(fā)展，改進(jìn)創(chuàng)新，提高對綜合管廊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行科學(xué)施工，建設(shè)越來越美麗的城市。

［1］ GB 50838—2015，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50052—2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］ DL/T 620—1997，交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合［S］.

Inquiry on electrical engineering problems of comprehensive pipe gallery

Feng Zhenguo

(Datong Municipal Engineering Design Research Co.，Ltd，Datong 037006，China)

The thesis briefly describes the concepts and development history of comprehensive pipe gallery.Starting from aspects of power supply sources，ventilation system，power distribution structure and grounding，it analyzes problems existing in comprehensive pipe gallery electricity design，and illustrates specific solving strategies，so as to improve the comprehensive pipe gallery design criteria.

comprehensive pipe gallery，electrical equipment，electric transmission circuit，power source

TU855

A

1009-6825(2016)35-0135-02

2016-09-27

馮振國(1982-)，男，工程師