簡析管廊電氣設計思路及具體方式

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：近些年來我國城市化建設速度越來越快，城市建設工程中綜合管廊設計的應用也逐漸增多。對于綜合管廊而言，電力系統(tǒng)在未來需要重點發(fā)展，也是安全應用方面的步驟。綜合管廊實際上就是對市政管網(wǎng)的優(yōu)化，讓檢修或者維護效率得到顯著提高，確保城市體系日常運行的安全性和穩(wěn)定性。本文主要對具體應用展開分析，對綜合管廊電氣設計中的具體思路進行解析。

關鍵詞：綜合管廊；電氣設計；思路方式

        作為我國城市的系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)不但能夠進一步完善城市體系，還能夠方便居民的日常生活。綜合管廊的應用在完備城市功能、裝扮城市景觀的同時，還能夠促使城市盡快轉型。這對于城市整體承載水平與城市化發(fā)展質量的提升非常有幫助，對公共產品的有效投資、經濟發(fā)展提供全新動力。除此之外，綜合管廊通過電氣系統(tǒng)設計優(yōu)化能夠運行得更加完備，給人們日常生活提供更多的方便。

        地下綜合管廊，在很多先進國家中已經應用了百年的時間，并且在系統(tǒng)日益完備時增加了規(guī)模。1880-1889年，巴黎曾為了改善地下管道的敷設問題，重新修建地下管線綜合管廊，同時也對環(huán)境質量的改善起到了非常重要的作用。截止到當前，巴黎的綜合管廊長度遠遠超過100km，系統(tǒng)方面相對而言也較為完備。緊跟巴黎的腳步，倫敦等歐洲城市也前后建設了地下綜合管廊。1901-2000年日本和俄羅斯等國家也正式開始建設地下綜合管廊。

        反觀我國，北京、上海、沈陽等城市已經開始應用地下綜合管廊，上海在1992年的時候建設了浦東新區(qū)張楊路共同溝，有著規(guī)模大、距離長的美稱，總長度11km，其中包括不同種類的管線，主要有供水、電力、煤氣和信息管線。另外，北京在2006年也建設了我國第二長度綜合管廊。

        本文將某綜合管廊工程作為案例，分析其設計思路和技術重點。該綜合管廊為四艙設置，分別為電力艙、通信艙、污水艙、燃氣艙，斷面尺寸B×H=11.0m×4.2m，管廊起于一號路，止于環(huán)城東路，規(guī)劃為干線綜合管廊，管廊總長約8300m，設置1處控制中心，38個防火區(qū)。

（1）設計思路與注意事項

        在實際綜合管廊電氣設計過程中，需要對城市體系內部的管線線路實施解析，根據(jù)施工現(xiàn)場的整體形勢實施規(guī)劃，按照具體情況制定出相應的綜合管廊電氣設計方案。

（2）電力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)

        ①電力系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)主要是為綜合管廊內自用動力和照明負荷進行供配電，是管廊運行的基礎。一般從就近變電站引入兩路10kV電源線，提高電源的可靠性，一主一備，分別接至10個變壓器，每臺變壓器供電半徑為300～500m。本工程共劃分38個防火區(qū)，即設置38個配電區(qū)間，每個配電區(qū)間設置一臺EPS柜和一臺低壓配電柜（AP配電柜），為該區(qū)間的所有用電負荷配電。EPS柜和AP配電柜均由變壓器低壓配電柜直接供電，EPS柜所帶負荷為消防及應急照明，AP柜主要給UPS柜和管廊內動力及普通照明供電，其中UPS柜主要為自控系統(tǒng)負荷供電。

        ②照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)主要分為普通照明、應急照明和疏散指示系統(tǒng)，其中普通照明由AP配電柜供電，應急照明由EPS柜供電，平時兼做普通照明，變壓器斷電后由EPS提供電源，維持時間不小于180min。疏散指示系統(tǒng)由EPS柜供電，其為常亮狀態(tài)，緊急斷電情況下，維持時間不小于180min。普通的照明燈具的布置安裝：照明燈具18W吸頂安裝，燈具布置間距為6m，間隔24m設置一套應急燈，遇到變形縫及其他設備時安裝位置可在前后1m范圍內進行調整。每個艙內設置有安全疏散指示燈及安全出口指示燈，安全出口指示燈設置于每個逃生口和防火門兩側，安全疏散指示燈每隔18m設置一個。

（3）自控系統(tǒng)

        1個控制中心和38個區(qū)域控制站在進行連接的過程中，可通過采取千兆光纖以太網(wǎng)形式達到目標，每個控制站要對自身所在的位置的排水泵、管廊溫度等有關設備實施控制。港東管溝中的設備主要分為兩種方式，即手動和自動。手動控制的實現(xiàn)，主要是通過控制箱上面的控制按鈕達到的，而自動控制的實現(xiàn)更多是通過計算機中央控制系統(tǒng)完成的，要想自由轉換手動和自動控制系統(tǒng)，要借助控制箱上的轉換開關。上述這兩種控制手段在選擇上主要以手動方式為主，而當成備選的則是自動方式，各個防火分區(qū)間都要具有一個監(jiān)測點，用于對濕度傳感器的檢測等。

（4）消防通風系統(tǒng)

        在綜合管溝中要進行感煙探測器的設置，針對低于3m的管溝，間隔的距離要低于15m；超過3m的管溝間隔的距離要低于12m。在電纜橋上方的位置上，可進行恢復式感溫電纜的設置。各個防火分區(qū)的出入口位置全部都需要進行報警按鈕的設置，需要注意的是按鈕一定要是手動的，而且按鈕間的距離應確保在60m以下，和地面的距離要保持在1.4m左右。各個防火區(qū)域都需要設置一個報警鈴，且需要設置在正中間的位置上。對講電話要設置在地下綜合管溝和區(qū)域設備40m的位置上，距離地面的高度也應該是1.4m。

（5）安全防范系統(tǒng)

        安全防范系統(tǒng)的設計應包含閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和出入口門禁系統(tǒng)。控制中心中都應擁有監(jiān)控機房，38個區(qū)域設備間都需要具有機柜監(jiān)視器。綜合管溝中每個檢修出口區(qū)域都需要進行門禁讀卡器的設置，而且還需要將防盜報警探測器設置在每個檢查修理的入口處和設備中間，一旦有通過不正當手段入侵的情況發(fā)生，可以及時報警。防火分區(qū)中每隔200m設置快速球型攝像機，用來對管溝內部的情況進行監(jiān)測和控制。

（6）通風設備供電設計

        因為綜合管廊系統(tǒng)并不是處于地面，而是處于地下這個特殊的區(qū)域，這樣一來，就增加了施工的難度。假如綜合管廊系統(tǒng)內部未設置通風設施，空氣長時間處于密不通風的狀態(tài)，會帶給綜合管廊系統(tǒng)諸多負作用?；诖?，需要設置通風設備，并單獨設計供電系統(tǒng)，即在綜合管廊電氣系統(tǒng)中設置專門的供電系統(tǒng)，讓此設備負責通風，在不會干擾城市電力系統(tǒng)的同時，達到綜合管廊空氣流動自如的目標。此外，按照有關的要求通風設備是一路電源供電的三級非消防負荷，因此在設計過程中需要設計出備用的電源結構等。

（1）管廊交叉位置線槽的穿越

        由于綜合管廊交叉位置有著諸多的管線，結構非常復雜，這就提高了電纜線槽的敷設難度?；诖耍谑┕で皯獙に噲D紙和施工圖實施充分的研究，詳細的敷設區(qū)域應該由各方人員一同商量再決定。

（2）管道艙中風管與電纜線槽間的交叉

        假如電纜線槽的施工在風管施工之前，那么施工方就需要提高對風管位置設置的重視，并空余出較大的空間，方便后階段操作的實施。

（3）控制箱和電纜線槽間位置的沖突

        在電纜線槽完成所有的安裝步驟后安裝控制箱，這樣才可以更好地防止其和電纜線槽的位置出現(xiàn)沖突的情況。

（4）設備間的電纜出線口與風管設置沖突

        風管的增加有很大概率會讓之前設計過程中空余出來的穿墻洞被風管擋住，在施工過程中應和現(xiàn)場具體情況進行緊密的聯(lián)系，從而對敷設的位置進行確定，可以避開就盡量避開，無法避開的就需要現(xiàn)場鑿開山洞。

        綜合管廊就是在城市的地下管道中，進行隧道空間的建設，不但能夠確保城市供電、供水等的正常實施，提供各項基本設施服務，而且還能夠減少城市的道路交通壓力，較好地解決困擾城市的交通擁堵的問題，另外，它還具有相應的防震減災的效果。積極對綜合管廊所采用的技術手段進行創(chuàng)新，提高其應用率，讓綜合管廊設計可以符合人們日常生活的需求，并提升城市的整體承載水平，這對我國更好地完善城市基本設施建設具有著重要的促進作用。

（1）平臺概述

        AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)架構、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

（2）平臺組成

        安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

（3）平臺拓撲圖

 

 

（4）平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)控

        電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

 

環(huán)境監(jiān)測

        環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

 

 

 

馬達監(jiān)控

        馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯(lián)動控制。

 

電氣安全

        AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

 

智能照明控制

        ①　防火分區(qū)單獨控制，分區(qū)內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統(tǒng)，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。

        ②　廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。

        ③　除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

        ④　考慮現(xiàn)場模塊分布較廣，距離過長，除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

        ⑤　系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據(jù)經緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能。

（1）電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

 

（2）智能照明系統(tǒng)

 

 

（3）電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

 

 

（4）消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

 

（5）防火門監(jiān)控系統(tǒng)

（6）消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

 

        綜合管廊設備擁有各種明顯的應用優(yōu)勢，不但受到政府管理部門的青睞，在城市管線部門中也是廣泛歡迎。但其所用的電氣系統(tǒng)，應該得到人們充分的重視，不斷完善其設計思路和施工手段，這樣才可以很大程度地發(fā)揮綜合管廊的作用?，F(xiàn)階段，國家提倡科學使用土地資源，而綜合管廊的應用正好迎合此要求。除此之外，它還可以很好地起到優(yōu)化環(huán)境的效果，進一步提升城市居民整體生活的質量，滿足人們不同方面的需要?；诖耍C合管廊在未來必定會得到又快又好的發(fā)展，給人們提供更好的服務。

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任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智慧用電的研發(fā)與應用。