欧洲杯预选赛·城市综合管廊电气工程相关问题的分析

　　目前，为实现城市工程管道集中铺设和地下空间资源综合利用，我国不断加大城市管网建设和改造力度，不断推进综合管廊建设。本文简要阐述了我国公用隧道工程的发展，重点探讨了公用隧道电气工程的相关问题。

　　“面子”是城市的特色，“里子”是城市的良心。公用隧道是城市重要的地下公共设施，用于容纳城市工程管道两类及以上的结构及附属设施，实现“统一规划、建设、管理”，对地下空间的综合利用和集约化管理具有重要意义。

　　综合走廊，又称共同沟渠和共同管道，建在城市地下，用于铺设市政公共管道，即在地下建设公共隧道空间，集中铺设各种公共管道，设置专门的检修孔、进料口和监控系统，实现统一规划、设计、建设和管理。走廊内主要容纳的管道包括电力、通信、自来水、热量等。排水管道也可以根据实际需要存放在内。

　　2015年，《国务院办公厅关于推进城市地下公用隧道建设的实施意见》(国务院发布[2015]61号)提出，到2020年，将建设一批具有国际先进水平的地下公用隧道并投入使用，以有效改善反复挖掘地面的“道路拉链”问题，提高管道安全水平，逐步清除主要街道蜘蛛网架空线日，《中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理的若干意见》指出，需要认真梳理和推广试点城市的经验，继续推进铺设管道路。

　　①设置供电点。供电点应设置在公用隧道的沿线，电源总配电箱应设置在公用隧道的进出口。遵循“数量少、成本低”的原则，每个供电点的供电防火区间应控制在5。～6(供电范围为1)～1.2km），②负载等级。综合管廊消防设备、监控报警系统、应急照明设备应当按照现行国家标准《供配电系统设计规范》(GB50052)规定的二次负载供电；天然气管道舱的监控报警系统、管道紧急切断阀、事故风机应按二次负载供电，应采用两次线路供电；当两条线路供电困难时，应设置备用电源。其他电气设备可以根据负载供电。③配电系统。TN应用于综合管廊低压配电系统。－S接地系统，对于电气设备端子处的电压偏差允许值，需要满足GB50052-2009(GB50052-2009)第5.009.4条规定。

　　①电缆选择。对于非消防设备的供电电缆和变频电缆，可以选择阻燃电缆，消防设备应选择耐火电缆或不燃电缆；在鼠害严重的地方，绝缘电缆需要金属皮带或钢带装甲。②电缆敷设。禁止与电线电缆同舱铺设供热管道；禁止110kV或以上电线电缆与通信电缆同侧布局；电线小时的不燃墙面进行防火隔断，电缆管道穿过防火隔墙时需要使用防火包等严密堵漏；消防电缆敷设应符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)的相关要求。

　　综合管廊供配电设备的防护等级根据城市实际环境确定，不得低于防尘5级和防水4级；天然气管道舱内的电气设备需要注意防爆。供配电设备应安装在易于维护和操作的区域，不应安装在低洼、可能被水浸湿的区域。

　　①照明标准。照明系统分为正常照明和应急照明，应急照明包括备用照明和疏散照明。其中，一般段正常照明照度不低于10lx，疏散出口门等场所的局部照度不低于100lx。；应急照明设置疏散照明。疏散照明包括疏散通道安全照明和疏散指示灯。疏散安全照明的照度不低于5lx，疏散指示灯的照度不低于0.5。lx。②光源选择。一般照明设备选用T5型防水防尘荧光灯，每5m一个，吸顶安装；备用照明选择每15m设置一个紧急照明灯，自带电池，紧急时间90分钟，吸顶安装；疏散照明选用疏散指示灯和安全通道显示灯。③照明供电和线路敷设。一般照明供电和线路敷设线路应符合《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)的要求，应急照明供电和线路敷设线路应符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)的有关规定。

　　由于所有的公用隧道都位于地下，因此空气质量相对较差，温度、有毒有害气体、氧气浓度检测非常重要。自控系统，分为监控中心集中监控管理、现场控制站。监控中心的关键设备包括中央监控服务器、中央控制操作站、数据库服务器、DLP组合背投等。现场控制站考虑每三个疏散出口，中央疏散出口设置控制站，左右两侧疏散出口设置远程I/O站。PLC控制站、远程I/O站均位于综合管廊配电控制室：①PLC控制站的工作任务包括:监测每个疏散出口的氧气、一氧化碳、温度和湿度、液位等参数；检查泵和风扇的运行状态；根据防火区氧气和温度和湿度的实时监测值控制每个风扇；根据储水坑的液位控制泵；现场可控设备可由操作人员通过现场箱控制，也可由PLC自动控制。②远程I/O站的监控范围是相邻三段疏散出口的设备和仪器。主要任务是监测每个疏散出口的氧气、一氧化碳、温度和湿度等参数；检查泵和风扇的运行状态和设备。

　　为了保证公用隧道的安全运行，需要设置火灾报警系统，利用以太网技术，通过控制系统和视频监控系统的核心交换机实现中央控制室两个系统之间的连接和数据交换。火灾报警系统控制站连接控制系统交换机，火灾报警装置连接视频监控系统，实现监控中心各系统的集成和相关互动。公用隧道内的检测和报警系统设置如下:感烟探测器安装在公用隧道通道顶部，感烟探测器安装距离小于15m，电缆桥架上方可铺设恢复感温电缆；每个疏散出口的按钮；将消防对讲电话设置在区域设备间距和地下综合管廊内50m(与管沟有线通讯相结合)；在每一个疏散出口的中间设置一个声光报警器。

　　火灾联动设置：①疏散出口内的探测器导出报警信号，火灾报警装置与视频监控系统联动，跳出该区域的视频图片，确定报警情况。②联动排烟系统，公用隧道设置排气和排烟风机，通常用于通风，火灾时用作排烟风机。火灾报警后，消防控制室根据火灾情况启动相关疏散出口的排烟风机。③联动式电源，火灾确认后，利用火灾联动断开非消防电源。④与消防广播系统联动，发生火灾后，监控中心启动广播转换模块进行消防广播，对报警的疏散出口和相邻的疏散出口进行广播疏散。⑤与消防电话系统联动，监控中心可以启动消防专用模块和任何电线综合管廊电气工程实例分析

　　本文结合某地区公用隧道电气工程设计方案进行了具体分析，包括10/0.4kV变配电系统；照明系统和接地系统。

　　(1)负载分级。Ⅱ一级消防负荷：消防设备、监控和报警设施、应急照明和疏散指示设施；Ⅱ级非消防负荷：燃气舱风机；Ⅲ级载荷:管廊内的潜水泵、维修插座箱、正常照明、除燃气舱外的排气扇和进气扇。(2)供电电源。这个设计#1、#2厢式变电站各选择2次10kV线kV线路由建设单位独立向供电公司申请。

　　1.变配电站的接线方式。厢式变电站的高压侧采用线kV侧采用双电源单母线分段连接的接线方式，两台变压器分列运行，母联分闸。管道走廊采用放射式和树干式相结合的方式进行配电，疏散出口采用放射式和链式相结合的方式对电气设备进行配电。燃气舱的维护插座只在环境安全的情况下供电。

　　2.保护。10kV系统保护:箱式变电站10kV侧环网柜采用负载开关操作，保险丝采用短路和过载保护；0.4kV系统保护:0.4kV侧低压系统总进线断路器设置过电流、反时限过电流和零序电流保护。小型电机选择“断路器”接触器保护热继器的方法。一般采用低压断路器保护馈电线.电力测量和测量。智能三相综合电力测控仪安装在低压开关柜的馈出线通信接口(Modbus通信协议)，测量电流、电压、功率、电能等电气参数，测量精度不低于0.2级。

　　4.无功补偿。电气设备正常运行时，平均自然功率因数低于0.9，不符合供电规定的要求。为提高电气设备运行功率因数，低压侧采用集中补偿方式进行补偿，补偿后变压器高压侧功率因素不低于0.95。

　　设备启动与控制。公用隧道内的设备均采用直接启动方式。①风扇和正常照明主要采用三种控制方式:手动控制、PLC远程控制和按键箱远程控制，由动力和照明配电箱中的切换开关选择和转换。水泵主要采用两种控制方式:当地手动控制和PLC自动控制，由水泵控制箱中的切换开关选择和转换。②本疏散出口照明和风机设备控制按钮设置在各疏散出口两侧的防火门、逃生口和吊装口。③当管廊内风扇正常运行时，设备由PLC系统自动控制风扇与防火阀之间的联动。当火灾报警系统关闭防火阀时，风扇断开。

　　1.正常照明。照明设备安装在管廊内的天花板上。综合舱灯具布局间隔约6.5m，电力舱灯具间隔约4.6m，燃气舱灯具和废水舱灯具间隔约6.3m。一般照明平均照度不低于25lx，*小照度不低于5lx，平均照度在人员进出口和设备操作处提升至100lx以上。

　　2.应急照明和疏散说明。走廊内应急照明照度不低于5lx。应急照明和疏散说明的安装间距不大于20m，由各配电区间的消防负荷双电源切换箱供电，灯具电池的供电时间不低于60min。出口标志灯安装在走廊的每个进出口和防火门上方。灯光疏散指示标志设置在距离地面1.0m以下，安装间距不大于20m。

　　3.电力测量和测量。智能三相综合电力测控仪安装在低压开关柜的馈出线通信接口(Modbus通信协议)，测量电流、电压、功率、电能等电气参数，测量精度不低于0.2级。

　　4.无功补偿。电气设备正常运行时，平均自然功率因数低于0.9，不符合供电规定的要求。为提高电气设备运行功率因数，低压侧采用集中补偿方式进行补偿，补偿后变压器高压侧功率因素不低于0.95。

　　设备启动与控制。公用隧道内的设备均采用直接启动方式。①风扇和正常照明主要采用三种控制方式:手动控制、PLC远程控制和按键箱远程控制，由动力和照明配电箱中的切换开关选择和转换。水泵主要采用两种控制方式:当地手动控制和PLC自动控制，由水泵控制箱中的切换开关选择和转换。②本疏散出口照明和风机设备控制按钮设置在各疏散出口两侧的防火门、逃生口和吊装口。③当管廊内风扇正常运行时，设备由PLC系统自动控制风扇与防火阀之间的联动。当火灾报警系统关闭防火阀时，风扇断开。

　　耐火铜芯电缆和电线用于公用隧道消防设备、应急照明和疏散照明。除上述设备外，其他电气设备均采用阻燃电缆和电线。

　　电力舱、综合舱、废水舱自用电缆沿工艺专业设计的自用电缆桥架敷设，燃气舱电缆沿电气专业设计的桥架敷设，桥架穿过防火墙时，分区设置防火封堵，电缆出桥后沿墙或顶板穿钢管明敷。电缆、电线管、桥梁等。通过结构伸缩缝时应进行伸缩处理，并保持良好的电气通道。当消防线路明敷时，应铺设在涂有阻燃材料的金属管中。

　　一般情况下，电线电缆和消防电线电缆独立设置电缆桥架或铺设在防火隔离桥架内，铺设消防电线桥架外需涂上阻燃材料；电缆桥架设置在动力电缆与信号和变频电缆之间。

　　燃气舱内的照明线路和动力线路均采用镀锌焊接钢管进行低压流体输送，电缆、电线、套管穿入燃气舱墙面后进行隔离、密封、防爆处理。电缆、电线、套管穿入电力舱、综合舱、废水舱墙面后，进行防火封堵。

　　10kV开关柜采用全绝缘负荷开关环网柜；变电站的10/0.4kV变压器均采用高效节能的干变压器；低压开关柜采用固定室内成套柜。动力箱、控制柜、插座箱、接线盒等电气设备应防水防潮，防护等级不低于IP54。燃气舱需求:防爆设备用于动力箱、控制柜、插座箱、接线盒等电气设备，防爆等级为Exd。ⅡBT4；供电线路不得使用无护套电线；电线不应有中间接头，所有接线都应在防爆接线盒或防爆接线盒中；进出燃气舱的线路应防火、防爆、密封、堵漏。

　　公用隧道是一项地下工程，不需要安装直接打雷设施。接地电阻不超过1，用于工作接地和保护接地。Ω。

　　综合管廊结构中的主钢筋优先用于接地体。接地线热镀锌扁钢沿综合管廊电缆自用支架(或管廊侧墙顶部)铺设，并与各金属电缆支架焊接连接。所有外部导电金属(金属管、金属电缆支架等。)可用于综合管廊。、外露可导电金属(设备外壳等)和PE线等。应通过*短路径与接地干线等电位连接。

　　等电位连接设置在燃气舱。