基于電氣自控設(shè)計(jì)的城市綜合管廊工程研究

【摘要】城市綜合管廊也叫作共同溝，即在地下進(jìn)行公用空間的搭設(shè)，然后將城市各個(gè)管線在這一空間中進(jìn)行集中敷設(shè)。同時(shí)，綜合管廊中還有投料口、檢修口以及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。在城市綜合管廊工程建設(shè)過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照規(guī)定要求進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，特別是電氣自控。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持科學(xué)合理的設(shè)計(jì)原則，對(duì)城市綜合管廊的概念進(jìn)行充分掌握，根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保證綜合管廊電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性與可靠性，從而充分發(fā)揮出城市綜合管廊的各項(xiàng)功能。文章主要探討城市綜合管廊工程的電氣自控要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】綜合管廊;供配電;電氣防潮;通訊網(wǎng)絡(luò)

近幾年綜合管廊建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量逐年增加，作為一項(xiàng)新興工程類型，提高電氣設(shè)計(jì)的整體安全性顯得尤為重要。本文重點(diǎn)對(duì)綜合管廊的電氣工程設(shè)計(jì)中遇到的供電電源負(fù)荷等級(jí)、現(xiàn)有管廊的供電電源配置形式、配電結(jié)構(gòu)及變電所節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、電纜電線的選取、防火分區(qū)配電、綜合管廊風(fēng)機(jī)的配電及控制、管廊的接地等重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行了探討，并結(jié)合實(shí)際工程建設(shè)、管理的經(jīng)驗(yàn)給出了一些解決方法和建議，可供相關(guān)工程參考借鑒。

1、綜合討論

1.1供電電源

在進(jìn)行綜合管廊電氣工程的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往是將單一用戶作為出發(fā)點(diǎn)，因此往往使用一條或兩條高壓電源，并選用樹(shù)干式的配電模式，以對(duì)各箱式變電站實(shí)行供電。如果按照防火分區(qū)內(nèi)水管爆管事故的發(fā)生以及事故搶修工況的分變電所箱變的不同轄區(qū)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種情況下的箱變負(fù)載就主要在于單一防火分區(qū)的照明、搶修用電工具與風(fēng)機(jī)以及排水泵等。需要引起工作人員注意的是，在秋冬等寒冷季節(jié)的箱變?nèi)粘：奢d往往與空載運(yùn)行沒(méi)有太大差別，因此運(yùn)行效率較低。由于綜合管廊負(fù)荷較小，因此，本文建議取消各分變電所箱變。

1.2配電結(jié)構(gòu)優(yōu)化

當(dāng)前的城市綜合管廊電氣工程中的非消防動(dòng)力設(shè)備主要涵蓋了排煙風(fēng)機(jī)、排水泵與檢修插座箱以及電力井蓋等。這些非消防動(dòng)力設(shè)備具有的普遍特點(diǎn)在于分布不密集且設(shè)備容量較小等。而樹(shù)干式的供電模式是當(dāng)前我國(guó)城市地下綜合管廊中各單一防火分區(qū)各種設(shè)備主要采用的供電模式，以便能夠針對(duì)不同設(shè)備的不同回路進(jìn)行有效的預(yù)分支電纜線路供電。而這種模式勢(shì)必會(huì)增加供電線路的長(zhǎng)度并大大降低供電線路的利用率。這就需要工作人員能夠給針對(duì)當(dāng)前的配電結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。基于各非消防動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷差別較小的特點(diǎn)，工作人員可以從以下兩點(diǎn)進(jìn)行著手：其一，不區(qū)分非消防動(dòng)力設(shè)備類型，僅在防火分區(qū)的投料口的兩側(cè)進(jìn)行預(yù)分支電纜饋電回路的設(shè)計(jì)，并通過(guò)統(tǒng)一樹(shù)干式的模式來(lái)對(duì)其進(jìn)行供電。其二，將防火分區(qū)分段，并在每段內(nèi)設(shè)計(jì)通長(zhǎng)配電母線與并提供配電主干路由。由此可見(jiàn)，非消防用電設(shè)備由配電母線統(tǒng)一供電，配電電纜數(shù)可大幅減少，布局緊湊，管廊倉(cāng)位可節(jié)約下來(lái)，因此具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。

2、現(xiàn)有管廊的供電電源配置形式

在諸多城市綜合管廊設(shè)計(jì)過(guò)程中，管廊的電源配置形式可謂多種多樣。主流的設(shè)計(jì)方案采用沿管廊沿線設(shè)置變電所，變電所形式一般采用箱式變電所或地下附建土建變電所，這種形式一般單一變電所配電范圍在6-8個(gè)防火分區(qū)左右（每一分區(qū)200m左右），每個(gè)防火分區(qū)在通風(fēng)口或投料口設(shè)置配電間配電。也有很多設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)中多點(diǎn)引入低壓電源，或者接入路旁路燈既有箱變的取電形式。從不同規(guī)模的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，沿管廊沿線設(shè)置變電所的設(shè)計(jì)更加合理。

3、城市綜合管廊工程電氣自控設(shè)計(jì)

3.1供電方案和供電區(qū)間的確定

城市綜合管廊工程的二級(jí)用電負(fù)荷有：應(yīng)急電源、監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)、消防設(shè)備和燃?xì)馀撚秒娫O(shè)備等，因此，除纜線管廊外，均需按照二級(jí)負(fù)荷要求供電，設(shè)計(jì)應(yīng)從規(guī)劃的層面與供電部門協(xié)商落實(shí)供配電系統(tǒng)接線方案、供電電壓、供電點(diǎn)、供電回路數(shù)、供電容量等設(shè)計(jì)參數(shù)。按照規(guī)范要求設(shè)置主變電所、分變電所、現(xiàn)場(chǎng)配電間，確定供電單元及配電單元的范圍，統(tǒng)一管廊節(jié)點(diǎn)和防火分區(qū)等的名稱和代號(hào)的編號(hào)原則，實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)字化管理。

3.2照明系統(tǒng)

照明設(shè)備包括正常照明與應(yīng)急照明兩種。一般來(lái)說(shuō)，綜合管廊中的照度設(shè)置在501x，這樣可以方便人們通行，為管線檢修工作提供便利。通常來(lái)說(shuō)，管廊內(nèi)部的照明設(shè)備只有在檢修階段才開(kāi)啟。設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮到實(shí)際情況將照度適當(dāng)增加，以免造成能源浪費(fèi)現(xiàn)象。適當(dāng)增加進(jìn)出口部位、設(shè)備操作部位的照度。此外，在綜合管廊內(nèi)部，疏散照明設(shè)備的亮度不可低于0.51x，應(yīng)急電源的供電時(shí)間應(yīng)當(dāng)持續(xù)在1h以上。采用具備防水、防潮功能的燈具作為照明燈具，防護(hù)等級(jí)在IP54以上，并對(duì)其進(jìn)行必要保護(hù)，以免外力作用損壞燈具。為節(jié)約電能，采取LED節(jié)能光源作為照明光源，安全出口指示燈應(yīng)當(dāng)設(shè)置在所有出入口、防火門上部。管線輻射大多沿著管廊側(cè)壁進(jìn)行，以此在側(cè)壁上安裝指示燈難度較大，管線、設(shè)備等也可能會(huì)擋住指示燈，一般采取吸頂方式進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，并進(jìn)行熒光反射標(biāo)識(shí)的設(shè)置。

3.3配電形式

低壓配電形式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較靈活，主要問(wèn)題是根據(jù)工程情況和項(xiàng)目具體配置，明確設(shè)施雙電源投切裝置（ATSE）的位置和方式，采用二級(jí)負(fù)荷單個(gè)設(shè)備投切還是按照防火分區(qū)兩路電源投切;消防應(yīng)急電源裝置（EPS）的設(shè)置位置，采用集中應(yīng)急電源或分散應(yīng)急電源供電;配電箱安裝位置，在管廊內(nèi)安裝或在設(shè)備間安裝，或者在專門的現(xiàn)場(chǎng)配電間內(nèi)安裝;控制柜的控制方式，設(shè)備控制原理圖各式各樣，沒(méi)有完全適用的國(guó)標(biāo)統(tǒng)一做法，由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)原因和對(duì)規(guī)范理解偏差，可能出現(xiàn)各種未經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的缺陷。

4、管廊的接地

管廊的接地系統(tǒng)在規(guī)范規(guī)定中較為詳細(xì)，考慮到管廊內(nèi)一般設(shè)變電所及其信息化的建設(shè)要求等因素，根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》[5]及《建筑物電氣裝置600問(wèn)》等手冊(cè)及著作的相關(guān)內(nèi)容，低壓接地系統(tǒng)一般采用TN-S系統(tǒng)。除利用管廊本體鋼筋作為聯(lián)合接地系統(tǒng)以外，《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定管廊內(nèi)部接地網(wǎng)宜采用-40mm×5mm的熱鍍鋅扁鋼，考慮到在伸縮縫處尚應(yīng)補(bǔ)充說(shuō)明將熱鍍鋅扁鋼帶改為軟銅編織帶的連接或按照為了保證電氣通路，以國(guó)標(biāo)圖集

14D504中的連接方法為宜，并在過(guò)分區(qū)防火門處改為暗敷。根據(jù)諸多實(shí)施項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)反映的情況來(lái)看，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)綜合管廊節(jié)點(diǎn)處管線及設(shè)備無(wú)處接地的情況，所以建議設(shè)計(jì)中在變電所節(jié)點(diǎn)處增設(shè)MEB總等電位端子箱作為管線接地用，投料口和通風(fēng)口、引出口也應(yīng)增設(shè)LEB局部等電位端子箱。

作者簡(jiǎn)介：

夏磊，中建三局工程設(shè)計(jì)有限公司，湖北武漢。