城市綜合管廊電氣設計論述

張翼鵬

摘 要：本文從綜合管廊的概念以及意義出發展開研究，分析了綜合管廊電氣設計中的一些內容以及建議，希望通過本文的研究對促進綜合管廊電氣工程設計的發展有所幫助。

關鍵詞：綜合管廊；電氣工程；建議

1 綜合管廊概述

1.1 概念

綜合管廊又叫地下綜合管廊，指的就是城市地下管道綜合管廊。簡單來說就是在城市地下建立一個空間，將電力、通訊、給排水、燃氣等各種管線集中在空間內，并通過設置專門的檢修檢測系統，對所有地下管線進行統一規劃設計管理，從而保證其正常運行。

1.2 建設綜合管廊的意義

地下綜合管廊建設一方面有效解決了城市交通擁堵，還方便了對給排水、電力、燃氣等設施的維護檢修。因為，綜合管廊的建設能夠避免在敷設或者維修地下管線而對道路進行挖掘時造成的交通干擾出行問題，還能有效的對路面完整性以及美觀性進行保持。另外，地下綜合管廊具有防震減災的功能。

2 綜合管廊電氣設計的組成

綜合管廊電氣設計共包含三大部分內容：（1）綜合管廊的低壓配電系統。（2）綜合管廊內部的常規照明、應急照明及應急疏散指示燈布置。3）綜合管廊的接地及防雷系統。

3 低壓配電系統

根據管廊負荷性質及地區電力規劃，工程一般采用10kV和0.4kV兩個電壓等級。

3.1 負荷等級劃分

綜合管廊屬于地下設施，管廊內部有燃氣、自來水、熱力等市政管線。其中燃氣艙內的燃氣具有易燃易爆特性，必須保證燃氣艙內的監控設備及相關排風設備的運行，故將燃氣艙內的監控設備及排風設備均列為二級負荷。管廊為地下設施，必須保證應急情況下，人員的逃生及消防用電，所以將全部艙室的消防用電、監控與報警用電以及應急照明也列為二級負荷；除上述負荷外的其他負荷全部列為三級負荷。由于內含二級負荷，所以按照設計規范，需要雙回路供電。就近由城市電網引入2路10kV常用電源。當一路10kV電源因故退出運行時，管廊由另一路10kV電源所帶變壓器供電。箱變10kV側均采用單母線分段不聯絡結線。

3.2 管廊自用箱式變電站的低壓接線形式及負荷選擇

管廊的特點是用電設備為帶狀分布而且比較分散，考慮壓降不宜大于10%，將低壓配電的供電半徑控制在500m以內。按照1000m一個供電區間，在每個區間的負荷中心設置一臺箱式變電站，每臺箱式變電站站內設置2臺變壓器。每臺變壓器負責一部分三級負荷供電，二級負荷的供電由兩臺變壓器構成互為備用。在容量選擇時，單臺變壓器容量需滿足整個供電區間的一二級負荷，并且負荷率小于80%。工程設置的每座箱式變電站的變壓器，一般1號箱變容量為2×250kVA，2號箱變容量為2×200kVA。變電所0.4kV側均采用放射式配電方式，為控制中心負荷、消防設備以及管廊每一防火分區中的動力照明配電箱供電。配電原則：消防、監控等負荷由不同段母排雙電源供電，末端自切；其余負荷由不同段母排單電源交叉供電，通過0.4kV母聯開關自切可維持供電。應急照明、監控系統等特別重要的負荷另設在線蓄電池作后備電源。管廊相鄰兩個防火分區中的動力照明配電箱應分別由變電所不同段母排供電。

3.3 低壓配電箱配置

管廊每個防火分區在發生一些事故及火災時，需要按照防火分區為單位對每個防火分區內的用電設備及消防設備做出控制及聯動。針對此特性，將綜合管廊的每個防火分區作為一個低壓配電單位。管廊的燃氣艙由于自己的易燃易爆特性，所以需要將燃氣艙的配電與其他艙獨立。每個管廊供電區間根據需要設置2臺三級負荷配電箱AP，2臺二級負荷配電箱EP。電力、綜合、污水艙共用1臺三級負荷配電箱AP1、1臺二級負荷配電箱EP1。燃氣艙獨立使用1臺三級負荷配電箱AP2、1臺二級負荷配電箱EP2。三級負荷配電箱AP負責常規照明、檢修插座、排水泵、常規排風機等常規負荷的供電。二級負荷配電箱EP負責管廊自控系統、火災報警系統及應急照明等重要負荷的供電。所有低壓配電箱設置于排風口的配電間內。

4 管廊內部電氣設備的布置原則

（1）照明部分：管廊為全地下設施，故在管廊內部設置常規照明，考慮LED的節能、壽命長等優點選擇LED光源。按照規范要求，常規照明平均照度應大于15lx，應急照明平均照度大于5lx。一般根據管廊的橫斷面和所選照明光源類型，設計照明光源瓦數、間距與數量，并且根據光源設置推算出所需應急照明燈布置位置與數量。

（2）應急疏散：距地1m處設置應急疏散指示燈，間距20m，并且以每個防火分區的中心為分界點，疏散指示方向應分別指向兩個出口。同時在每個防火分區的逃生口附近安裝出口指示燈。

（3）檢修電源：管廊內設置帶剩余電流保護斷路器的檢修插座箱，距離防火門不大于30m，相鄰檢修插座箱之間不大于60m。

（4）電能計量：電能計量采用高供高計。

（5）無功功率補償：各箱式變電站均采用自動無功補償裝置，低壓無功補償在0.4kV低壓母線處裝設低壓電容自動補償柜，要求補償后10kV側功率因數在0.92以上。補償裝置選用對高次諧波有濾波功能的電容自動補償裝置，以抑制諧波，保護設備。

5 電纜選型及電纜敷設

（1）變電所設置在地面綠化帶中，變電所饋電干線通常選用ZR-YJV電纜穿熱浸鍍鋅鋼管后，埋地敷設直接進入管廊排風口配電間內，配電間預留9孔出入口，并預埋防水組件。進入配電間后，沿墻明敷進入配電間內配電箱。配電間內預留500×300孔作為配電箱的饋電電纜通往管廊內部使用，饋電電纜經預留孔進入管廊后，沿自用橋架敷設。（2）管廊內一般設備采用ZR-YJV電纜，火災時仍需工作的設備采用ZN-YJV電纜。（3）管廊內所有自用電纜沿管廊自用橋架敷設，電纜出橋架后穿熱鍍鋅鋼管明敷。照明電纜穿熱鍍鋅鋼管明敷。應急照明通常采用ZN-YJV電纜，穿管并涂防火涂料。電纜及電纜橋架穿越防火分區時應做防火、防爆封堵。4）在燃氣艙內電纜線路采用鍍鋅焊接鋼管配線，并應進行隔離密封防爆處理。

6 供電電源

通常情況下，我們將綜合管廊以及相關的控制中心看為一個整體單一用戶，通常會設置一路或者兩路高壓電源，一般會使用樹干式配電的方法對綜合管廊沿途各個部分的分變電所箱變進行供電。在對電源進行設計時，箱變負載一般都是由單一的防火分區的照明、排水泵、風機、搶修工具等進行負荷變化設計。對于小型的綜合管廊也能夠通過城市公共電網分別進行電源供電，一般情況下，主接線主要就是通過使用單母線分段的形式進行。

7 防雷及接地

管廊內集中敷設了大量的電纜與低壓電氣設備，為了管廊運行安全，必須可靠接地。0.4kV低壓接地系統通常采用TN-S制。管廊接地極利用管廊混凝土結構內鋼筋作為自然接地極，如不能滿足接地電阻要求，另行增加人工接地極。在管廊側壁設置縱向通長40×4扁鋼，作為管廊設備的接地線連接使用，在結構變形縫處需預埋跨接鋼板保證電氣通路。管廊內所有電氣設備、金屬管道及電纜敷設支架、橋架、槽盒等應可靠接地。管廊內實施總等電位聯結。燃氣艙內由于天然氣的易燃易爆性，需設置靜電防護措施。

8 結束語

總之，城市綜合管廊中的電氣設計屬于綜合性、復雜性的工程，屬于城市建設過程中的基礎內容。做好城市綜合管廊工程能夠有效地解決管線直埋帶來的一些維護難題，還可以有效節約城市用地，便于對管網的維護等優點，對于城市建設來說具有較好的經濟效益。

參考文獻：

[1] 胡偉，焦建雷.城市綜合管廊電氣設計要點[J].電世界，2016（10）：34～35.

[2] GB 50838-2015.城市綜合管廊工程技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2015.