城市綜合管廊工程電氣設計方法

黃勝強 覃雪明

摘要：摘要：城市綜合管廊工程是指在城市道路范圍內(nèi)建造一個地下市政綜合廊道，將電力、通信、供水、燃氣等多種市政管線集中放置，實行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理”，以做到地下空間的綜合利用和資源共享。城市綜合管廊是保障城市運行的重要基礎設施。本文闡述了綜合管廊的電氣設計方法。

關(guān)鍵詞：城市綜合管廊、電氣設計

管廊工程的目的是將城市地下電力、通信、燃氣、給排水、熱力等幾大類管線進行集中管理，方便科學合理的布控，使之形成能夠共同使用的共用管道。城市綜合管廊的電氣設計內(nèi)容包括變配電系統(tǒng)設計、照明系統(tǒng)設計、防雷、接地及安全措施設計。

一、負荷等級及電源

根據(jù)國家規(guī)范《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB50838-2015及綜合管廊負荷運行的安全要求，消防設備、應急照明、天然氣艙事故風機、天然氣艙緊急切斷閥（預留）、監(jiān)控和報警設備、逃生口液壓電力井蓋為二級負荷（消防負荷）;一般照明、一般通風機、排水泵、檢修插座箱等為三級負荷（非消防負荷）。電源由附近10kV開閉所引來兩回10kV線路。

二、變配電系統(tǒng)

綜合管廊通常每個倉都會劃分為多個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)長度大概為200米，管廊配電應以防火分區(qū)作為配電單元。變壓器的設置應充分考慮各配電單元的供電半徑。以筆者參與的某城市綜合管廊工程為例，管廊總長度約1.8千米，本工程管廊為四倉，分別為電力艙、綜合艙、熱力艙及燃氣倉，實施范圍內(nèi)電力艙、綜合艙、熱力艙劃分為4～14防火分區(qū);燃氣倉劃分為4～13防火分區(qū)。各綜合倉電力倉熱力倉3～5防火分區(qū)及燃氣倉4～5防火分區(qū)配電單元電源由控制中心變電所引來。其余防火分區(qū)配電單元接自地埋式箱式變電站。根據(jù)0.4kV電壓等級最大允許的電壓降、以確保電能質(zhì)量的要求，供電半徑約為600～ 800m，對于特殊遠離變電所的區(qū)段，適當增大配電電纜的截面，使得末端電壓不低于正常的95%。

三、照明配電及動力配電

照明標準：綜合管廊內(nèi)設一般照明和應急照明，其中應急照明兼做一般照明。管廊普通段照度15lx，最低照度5lx，人員進出口、人員逃生口、設備操作處、投料口等處局部照度提高到100lx。

城市綜合管廊應設置應急照明及疏散照明指示燈。為了減少照明系統(tǒng)的復雜性及減少投資，宜采用部分正常照明燈具兼做應急照明燈具，應急照明燈具和一般照明燈具交叉布置，應急照明照度不低于正常照度的50%，疏散指示燈距不大于20m，并在出入口設安全出口標識。由于綜合管廊處于地下設施，管廊內(nèi)部空間狹小，而且管線數(shù)量眾多，對疏散照明指示燈的安裝造成一定難度，由于內(nèi)部管線通常在管廊竣工交付后才進場施工，應急照明燈具特別是疏散照明指示燈的原有安裝位置可能會被管線遮擋，達不到消防規(guī)范要求，則應根據(jù)管線進場后的現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整，確保燈具不被遮擋，緊急情況下消防通道的照明及疏散要求。

照明燈具光源采用防潮型，LED燈。在綜合管廊每個分區(qū)的人員進出口處設置該分區(qū)通風、照明的控制開關(guān)。

1、動力配電：

一般風機：管廊內(nèi)一般通風機的配電由設于各區(qū)間的非消防負荷配電柜供電，現(xiàn)場設風機控制箱。遠方即可通過設于該區(qū)間各出入口的按鈕盒控制，便于人員進出時開停風機，確?？諝鈺惩?還可以通過自動化系統(tǒng)控制，以自動調(diào)節(jié)管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量和溫濕度。當火災時，排風機由火災聯(lián)動系統(tǒng)采用干接點的形式強制停機。

天然氣艙事故風機：天然氣艙事故風機的配電由設于各區(qū)間的消防負荷配電柜供電，現(xiàn)場設風機控制箱。遠方即可通過設于該區(qū)間各出入口的按鈕盒控制，便于人員進出時開停風機;還可以通過自動化系統(tǒng)控制，以自動調(diào)節(jié)管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量和溫濕度。當天然氣濃度大于其爆炸下限值的20%，應由可天然氣體報警控制器聯(lián)動啟動本區(qū)段及相鄰區(qū)段天然氣艙的事故風機。

插座箱：在綜合管廊沿線約每50米～60米左右設置一只檢修插座箱，作施工安裝、維修等臨時接電之用，檢修插座箱采用鏈式供電。天然氣艙插座箱平時不送電，當需要臨時用電，在環(huán)境符合安全條件時可短時合閘供電，應注意的是，負荷計算時，同一分區(qū)內(nèi)的插座箱只計1個箱的在同時使用。

四、防雷接地

綜合管廊為地下構(gòu)筑物，無需設置防直接雷擊措施。地面以上建構(gòu)筑物按規(guī)范要求設置防直擊雷保護。管廊內(nèi)工作接地、保護接地和自控設備接地共用接地裝置，接地電阻不大于1Ω。綜合管廊內(nèi)集中敷設了大量的電纜，為了綜合管廊運行安全，應有可靠的接地系統(tǒng)。除利用構(gòu)筑物主鋼筋作為自然接地體，在綜合管廊內(nèi)壁將各個構(gòu)筑物段的建筑主鋼筋相互連接構(gòu)成法拉第籠式主接地網(wǎng)系統(tǒng)。綜合管廊內(nèi)所有電纜支架均經(jīng)通長接地線與主接地網(wǎng)相互連接。另外，在綜合管廊內(nèi)壁和外壁每隔30m處應設置人工接地體預埋連接板，作為后備接地。綜合管廊接地網(wǎng)還應與各變電所接地系統(tǒng)可靠連接，組成分布式大接地系統(tǒng)，接地電阻應不大于1歐姆。并滿足電力公司高電壓電纜接地阻值要求。

五、電纜敷設

綜合管廊內(nèi)自用電纜在綜合管廊內(nèi)采用電纜橋架敷設，電纜橋架采用無孔槽式并作防火處理。出電纜橋架穿熱鍍鋅鋼管敷設。電纜穿越防火門時應采用防火隔板或防火泥做防火封堵。消防用電纜均采用耐火或不燃電纜，敷設線路需作防火保護，其余電纜均采用阻燃電纜。在電力電纜接頭處應設置自動滅火裝置。在天然氣艙敷設的電纜不應有中間接頭，并按現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB50058規(guī)定的2區(qū)要求作防爆隔離密封處理。

六、電氣設備選擇和安裝

低壓配電柜和控制箱：安全型固定柜盤，柜（箱）體優(yōu)質(zhì)鋼板，靜電噴塑，防護等級不低于IP54，透明觀察面板。天然氣艙內(nèi)的電氣設備均采用隔爆型，滿足爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)的要求。低壓電力、照明線路采用的絕緣導線和電纜的額定電壓應高于或等于工作電壓，且Uo/U不應低于工作電壓。中性線的額定電壓應與相線電壓相等，并應在同一護套或保護管內(nèi)敷設。除在配電盤、接線箱或采用金屬導管配線系統(tǒng)內(nèi)。無護套的電線不應作為供配電線路。

插座箱：高強度箱體，防水防潮防撞擊，配工業(yè)防水插座。天然氣艙內(nèi)的插座箱采用隔爆型。插座箱平時不送電，當需要臨時用電，同時環(huán)境符合安全條件時可短時合閘供電。

照明燈具：高效、節(jié)能型、顯色指數(shù)滿足工況要求的綠色照明光源，以LED光源為主，考慮管廊環(huán)境潮濕，燈具防護等級不低于 IP54，防觸電保護等級I類。天然氣艙內(nèi)的燈具采用防爆型。

綜合倉內(nèi)照明、動力箱等為支架上明裝，底邊距地1.5m。電力倉和天然氣倉照明、動力箱等為側(cè)壁明裝，底邊距地1.5m。其中應急照明箱、監(jiān)控箱的箱體，應有明顯標志，并作防火處理。

七、電氣節(jié)能措施

1、選用節(jié)能型變壓器，接線方式為D，Yn-11接線組別;選擇適當?shù)淖儔浩骷柏撦d率，使變壓器處于較佳的運行狀態(tài)。

2、變電所處于負荷中心，減少線路長度，降低線路損耗。

3、低壓配電系統(tǒng)的無功補償采用集中補償方式，要求補償后功率因數(shù)達到0.9以上。

4、電力線路盡量做到三相平衡。

5、照明工程照度嚴格按照《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB50838-2015要求，燈具采用高光效節(jié)能型LED燈具。值得一提的是，隨著智能照明技術(shù)的進步，現(xiàn)在有不少廠家專門針對城市綜合管廊開發(fā)的智能照明系統(tǒng)，做到人來燈亮，人走燈暗的效果，節(jié)能效果顯著。

結(jié)語

電氣系統(tǒng)是城市綜合管廊的重要組成部分，電氣系統(tǒng)的設計直接影響到后期綜合管廊正常運行、人員安全保障及維護成本，所以，設計者應該不斷探索設計新技術(shù)、新材料的運用，充分運用智能新技術(shù)，以確保電氣系統(tǒng)達到安全、可靠、高效的設計目標。

參考文獻：

[1]石磊.基于城市綜合管廊電氣設計要點淺述[J].百科論壇電子雜志，2018（17）：50.

華藍設計（集團）有限公司 ?廣西南寧 ?530000