某管廊弱電設計過程中的一些感想

唐振華

(悉地(蘇州)勘察設計顧問有限公司，蘇州 215125)

1 工程概況

本項目為南京浦口經濟開發區豐子河路綜合管廊工程，綜合管廊沿豐子河路布置，起點位于新星大道南側(樁號K2+530)，終點位于林西路南側(樁號K11+100)，全長約9.12km，包含8.606km豐子河路管廊以及0.514km相交道路管廊預留段。本期工程為石磧河以北段(K2+530～K6+500)，約3.97km。綜合管廊標準段為三艙斷面，分別為燃氣艙、水信艙和電力艙，凈尺寸為11m(寬)×3.9m(高)，納入管線有電力電纜(2回220kV、6回110kV、20回10kV中壓電纜)；18孔通信線纜；1根DN1200給水管道；1根DN300燃氣管；1根DN800中水管道。燃氣艙東南側預留1m寬檢修通道，水信艙中間預留2.2m寬檢修通道，電力艙中部預留1m寬檢修通道。

2 總體設計

在介紹弱電總體設計前，簡單介紹綜合管廊的特點：長度長(動輒幾km甚至十幾km)；斷面小(橫斷面一般為30～40m2，很少超過80m2)；收納管線多(包括高壓電纜(220kV,110kV,10kV)、弱電電纜、給水管、燃氣管、熱力管、管廊自用電纜等)。一般在綜合管廊設計中，總體專業往往會設計成幾個區段的組合，本文以400m一個區段舉例。典型的400m區段設計分為兩個防火分區(各200m一個防火分區，中間設防火門)，中間上部位置設配供站及排風口，兩端上部位置設自然進風口及吊裝口。如圖1所示。

圖1 管廊示意圖

中間層區域控制ACU柜及消防報警機柜均安裝在配供站內，往下接至弱電設備末端點位，往上通過交換機及光纖與匯聚層或者監控中心連接。

在實際設計中，筆者把一個防火分區命名為一個基本分區，把若干基本分區命名為一個區域分區。本工程中，共分為4個區域分區，24個基本分區。分別為：區域分區S1監控基本分區范圍101～104，區域分區S2監控基本分區范圍201～208，區域分區S3監控基本分區范圍301～308，區域分區S4監控基本分區范圍401～404。區域分區監控的范圍跟區域變電所供電半徑相同，最遠端距離不超過800m。

3 視頻監控系統

視頻攝像機設置原則：每個吊裝口、通風口、人員出入口、配控站、交叉口處及每個防火區間中間位置等處各配置彩色轉黑白一體化低照度高清固定攝像機或網絡球型攝像機(帶云臺)，由現場 UPS負責供電。視頻信號通過阻燃屏蔽超五類網線(線路過長可采用光纖配光端機進行通訊)傳輸至ACU柜。從而實現管廊內360°無死角監控，可在艙室內發生事故時，先通過攝像機確認到底是何種事故，維修人員進入是否有危險。

系統構成：在每兩個基本分區間(如101,102分區)的配供站內設視頻用千兆交換機(千兆單模光口×4、千兆RJ45口×32)。101,102分區內的攝像機均由此交換機引出，往上通過光纖環網，將視頻信號傳輸至分變電所S1內匯聚層千兆交換機(千兆RJ45口×8，千兆單模光口×4)，此交換機負責101～104分區內的攝像機視頻信號收集后，再通過主光纖環網送至監控中心核心交換機。系統框架如圖2所示。

圖2 系統框架示意圖

設備參數：(1)數字高清槍機：1/2.8"逐行掃描CMOS,傳感器高清紅外網絡槍式攝像機, 2.0M，1/2.8"CMOS，2.8～12mm電動鏡頭，紅外照射距離最大為30m, 高清網絡視頻輸出：1 920×1 080@30fps,支持寬動態，IP65；(2)智能數字球形攝像機：紅外勻速球/攝像機，光學變倍20X，圖像傳感器1/2.8" CMOS，光圈/焦距F1.6～F3.5, f=4.7～94mm，照度：彩色0.05 lux @ F1.6 AGC ON；黑白：0 lux(IR ON) 夜視距離可達150m，最大分辨率可選 1 920×1 080@30fps，IP65。

4 設備自控系統

每個配控站內設置一套現場 ACU柜(內含控制器單元(負責對應區域內的傳感器數據采集、設備控制)、UPS、語音電話接入網關，工業光纖環網交換機等設備)。整個綜合管廊所有防火區間現場ACU柜內設備與匯聚層交換機形成次干環網，若干個匯聚層交換機與控制中心千兆核心以太網交換機組成干線千兆以太環網。

每個基本分區內 ACU柜內控制器單元集中采集管廊內信息：(1)人員出入口、緊急出入口、管廊內的影像；(2)通風機運行工況；(3)照明系統運行工況；(4)紅外防入侵探測器報警信號；(5)多種氣體傳感器檢測值；(6)溫濕度檢測儀監測值；(7)液位開關信號；(8)排水泵運行工況；(9)井蓋開啟工況；(10)電纜本體監測(電纜溫度監測、局部放電監測、護套環流監測、載流量評估等功能)信號(預留接口)；(11)自來水管道本體壓力檢測儀表信號(預留接口)。

PLC設備參數：硬件冗余，CPU主頻1.1GHz；雙核CPU，內存64M,自帶3個千兆以太網口，支持PROFINET；支持熱插拔。

5 安防及無線對講系統

每個井蓋(吊裝口、通風口等)旁、設備層(吊裝口、通風口、人員出入口)人孔處各設置紅外防入侵探測裝置1套，固定在管廊側壁且不易被進入者發現的地方。其報警信號通過 ACU柜內交換機傳輸至監控中心中央監控計算機，使中央監控計算機顯示器和大屏畫面的相應區間和位置的圖像元素閃爍，并產生語音報警信號。

管廊人員定位終端設備吸頂安裝于管廊內部，通過間隔≤50m一檔，距防火門處≤25m。工作人員攜帶定位卡進入管廊，當達至定位終端探測范圍內時，可在監控中心顯示大屏上查看工作人員的位置。定位終端兼無線對講通話系統發射接收裝置，可實現無線對講通話。

6 火災自動報警系統

本工程含高壓電力電纜的艙室內設火災自動報警系統，燃氣艙中設可燃氣體報警系統。

火災自動報警系統構架：在監控系統匯聚層交換機處設置區域報警分機，往下端通過報警總線引至各末端配供站消防接線端子箱，往上通過主干環網光纖將消防信號傳輸至消防控制室報警主機。區域報警分機所監控的區域，與視頻監控區域一致，即一臺匯聚層交換機對應一臺區域報警分機，一個末端ACU柜對應一臺消防接線端子箱。艙室內高壓電纜上均設置感溫光纖報警系統，感溫光纖報警主機設在末端配供站內，通過通訊線與消防報警主機聯絡后上傳信號至消防控制室。

感煙探測器(含高壓電纜的艙室設置)：設置在每個防火分區設備間、通風口設備層、分變電所(含變壓器室)及含電力電纜的艙室頂部，安裝間距應≤15m(管廊寬度≤3 m)，距防火門間距應≤安裝間距的1/2,如遇障礙物可適當減小互相避讓。感煙探測器由火災自動報警系統引出，用于火災時消防聯動。

手動報警按鈕、聲光報警器：在每個防火分區人員出入口及防火門兩側各設置一套。手動報警按鈕設置在明顯和便于操作的部位，當采用壁掛方式安裝時，距地約為1.3～1.5 m。火災聲光報警器采用壁掛式安裝時，其底邊距地高度應>2.2m。

可燃氣體報警系統構架：在綜合管廊內每個配控站設置一套可燃氣體報警控制器，通過現場總線(485通訊線)上傳至監控中心報警控制主機。通過光纖環網與監控中心可燃氣體報警控制上位主機連接。在燃氣艙內最高氣體易于聚集處每隔15m設置一套可燃氣體報警探測器，每兩個防火分區內設置一套可燃氣體報警控制器，接入所轄兩防火分

區內的可燃氣體報警探測器。燃氣艙內當可燃氣體濃度超過報警濃度設定值(爆炸下限的20%,也可以燃氣管線單位要求為準)時，由可燃氣體報警控制器啟動本區間可燃氣體聲光報警裝置，并發出報警信號至本區間可燃氣體報警控制器，由可燃氣體報警控制器聯動啟動燃氣艙事故段及其相鄰區間的事故風機。可燃氣體報警控制器的報警信息和故障信息，應在消防控制室圖形顯示裝置或起集中控制功能的火災報警控制器上顯示，但該類信息與火警信息的顯示應有區別。

按規范要求設置防火門監控系統及消防電源監控系統，消防電話系統與平時電話系統合用。

7 結束語