綜合管廊電氣設計思路及應用分析

(中國市政工程中南設計研究總院有限公司 湖北 武漢 430010)

引言

城市發展進程的加快與城市人口數量的提升讓傳統的管道設施很難滿足現代城市的需求，各類管線難以同步實施的缺陷普遍存在。由于綜合管廊的電氣設計是一項系統化的復雜工程，涉及的知識較為廣泛，如何針對電氣設計中存在的問題進行針對性處理，是提升設計效率與安全性的重要方式。

一、我國綜合管廊存在的技術問題

(一)缺乏技術規范體系。由于地下空間不像地上空間一樣具有可再生性，對于低下空間的開發與建立需要建立在制度體系的基礎之上。從目前的情況來看，在設計與施工中存在的問題相對較少，但是在規劃實施環節，卻涉及到多個部門的管理，尤其是電氣設計需要專業管理手段來進行支持，以便于在規劃、設計、運營管理等工作中促進技術規范體系的形成[1]。

(二)管理協調問題。管線的建設與管理需要長期規劃，但對于工作的協調卻缺乏合理的管控。例如擴容管線雖然體量較小，但強電管線對于空間的需求較大，入廊費用較高，這些類似的建設成本問題產生的原因也在于未建立有效的溝通協商機制，從而影響綜合管廊的建設工作。

二、入廊管線規劃。按照《城市綜合管廊工程技術規范》的相關要求，綜合管廊的管道包括雨水、熱力、電力、通訊管道等。其中，電氣設計的管道非常重要。以電力管線與通信管線為例，這兩種管線受到外部環境的影響因素較大。電力管線包括埋設與架空兩種模式，但城市建設中進行架空處理必然會導致城市形象受損。而埋設方式會受到擴容與維修工作的影響。將通訊管線同時納入綜合管廊建設當中，其目的在于減少信號干擾等技術問題的產生。

但由于電纜因短路、漏電情況容易出現火災，對于高壓電纜來說應該做好防火措施。所以，現階段的電纜材料多選擇阻燃性與防火性電纜，在控制好電流密度的前提下可以有效地規劃電纜的發熱溫度，設置感溫裝置。如果某處電纜出現溫度異常，管理人員也需要及時檢查，必要時將電源直接切斷。

三、電氣設計的思路與應用

(一)供電系統設計。綜合管廊的供電系統是其內部最基礎的附屬設施，其正常運行是內部電氣設計的重要環節。按照《供配電系統設計規范》(GB50052)的相關要求，在綜合管廊內的所有消防設備、報警設備、監控設備等都需要采用二級負荷供電，如果兩回線路供電存在阻礙時，則應該重新設置好備用電源，將其它用電設備按照三級負荷供電的標準來處理。為了保障供電系統的合理運行，電力電纜不能與其它管道同艙敷設，特別是110kV以上的電力電纜還需要遠離通信電纜。穿過分隔墻的區域需要采用阻火包進行封堵，安裝在管廊內的金屬構件的接地電阻需保持在1Ω以下。另外，接地系統的配電需要設置電阻測試箱[2]。

當綜合管廊的濕度超過75%，通風系統開啟，管廊內需要控制好相對濕度，保障電氣設備的正常使用。因此，對于供電系統的防潮、防水要求相對較高，防護等級與防爆等級同樣有明確要求。

(二)照明系統設計。照明系統的設計方面，出入口與設備操作的區域需要進行節能燈規劃，除去特殊斷面意外，管廊內的平均照度須符合要求。局部的維修照明可以使用工作燈進行補償，然后設置鉛蓄電池作為應急電源，能夠保障1h以上的持續供應時間。照明器具從出口至燈具以金屬管內PVC線施工，然后做好隔離密封處理措施。

(三)監控系統設計。在綜合管廊內部的設計工作中，無論是電力、通信還是照明系統出現問題，必然影響城市的正常功能保障，因而，建立綜合管廊監控系統的現實意義非常顯著。監控系統主要包括設備監控與環境監控兩個方面，從而對電氣設計方案與系統進行準確處理，保障管廊的正常運行。按照技術規范的要求，沿著管廊設置好投料口、通風口，然后實現與設備的自動化對接。在監控中心控制室內部，可以通過系統數字的形式來實現環境參數的分析，基站可以接受監控中心的系統命令，負責區域內照明設備等的操作。

四、工程實例

某開發區內一共被分為數個地塊，其中的每一棟建筑都需要基礎保障設施，包括電力、熱水、通信、給水等。綜合管廊為鋼筋混凝土結構，且主要敷設在綠化帶之下，少部分位于道路下方，全長約為2km，埋深為5m，凈高度2.5m。在建設過程中，在管線互不干擾的前提下將其全部設計在一個艙內，如果管線有干擾情況，可以將高壓輸電管線與通信管線設置在不同的艙室。從綜合管廊的整體系統來看，包括排水系統、照明系統、通風系統等，并設置了不同的防火分區，按照技術規范設置了逃生通道，地塊也設置了接口[3]。

電氣設備的施工負荷《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303的有關規定，而火災報警監控系統也符合《火災自動報警系統施工及驗收規范》BG50166的相關要求，無明顯技術缺陷存在。

(一)供配電系統規劃。從供配電系統規劃來看，考慮到綜合管廊的長度較長，其內部的照明、監控和消防設備屬于二級負荷，其余為三級負荷。在高壓供電標準上選擇10kV，然后結合220/380V電源供電半徑的相關要求，通過安裝箱式變電站的模式來為所有用電設備提供供電電源。另外，防火分區設置了配電單元，可以針對火災情況下進行規劃，防止影響正常工作。此外，為了避免因故障導致的突然斷電，供配電系統配置了EPS應急電源滿足需求，并設有IP54防護等級的檢修插座。

(二)照明系統規劃。照明系統按照相關的技術標準進行了設計，結合實際需求合理地調整照明度。一般情況下在工作人員對設備進行檢修的過程中會開啟綜合管廊內部的照明設備，所以照明光源采用了LED節能光源，并且在安全出口與防火門區域設置了警示燈與反射標識[4]。

(三)電纜敷設。考慮到管廊全場達到了2km，所以考慮到電纜截面的選擇要求，進行了嚴格的電壓降計算。如果未能達到具體要求，可以提升電纜截面，保障設備穩定運行。在分析照明支路距離之后，選擇礦物絕緣電纜，沿橋架進行敷設，可以實現穩定的供電，控制好消防排空供電距離，以滿足綜合管廊的技術要求。

五、結語

本次研究重點分析了綜合管廊電氣設計的具體方案，包括影響設計的因素、內部電氣設計的具體方案，結合工程實例的分析探究了綜合管廊的電氣設計理念。綜合管廊可以實現長距離的穩定供電，在設計過程中也應該進行合理規劃，對于二級負荷具有更高的供電等級要求，此時，應重點分析供電方案，針對綜合管廊內的管線布置進行設計評估，從問題入手探究最優的設計模式。