何佳良

摘 要：近年來(lái)，城市綜合管廊建設(shè)逐漸成為市政工程的重點(diǎn)內(nèi)容，而綜合管廊的電氣設(shè)計(jì)并未形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的設(shè)計(jì)方案。筆者基于多個(gè)工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)綜合管廊電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；防火分區(qū)；供配電；燃?xì)馀?/p>

中圖分類(lèi)號(hào)： TU99 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

城市綜合管廊工程，不僅可以解決市政管線(xiàn)路由混亂、道路反復(fù)開(kāi)挖、損毀事故頻發(fā)、政府無(wú)法有效管理等一系列問(wèn)題，還可以提高地下空間利用率、有效改善各種管線(xiàn)施工時(shí)對(duì)交通造成的影響、提升新型城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量、打造經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力。綜合管廊電氣設(shè)計(jì)與施工將直接影響管廊整體性能，為了促進(jìn)綜合管廊在城市化進(jìn)程中發(fā)揮更大的作用，應(yīng)不斷提高綜合管廊電氣設(shè)計(jì)水平。

1 綜合管廊電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容

綜合管廊是指建于城市地下用于容納兩類(lèi)及以上城市工程管線(xiàn)的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，通常情況下，綜合管廊以200m作為一個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)的兩端分別設(shè)置一個(gè)排風(fēng)口、一個(gè)投料口兼進(jìn)風(fēng)口。

綜合管廊內(nèi)的監(jiān)控、消防、照明、排水、通風(fēng)等系統(tǒng)的安全運(yùn)行都需要穩(wěn)定的電力供應(yīng)，電氣設(shè)計(jì)是綜合管廊重要的附屬工程，其主要內(nèi)容包括變配電系統(tǒng)及供配電設(shè)計(jì)、電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)以及照明、防雷、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 變配電系統(tǒng)及供配電設(shè)計(jì)

2.1 負(fù)荷等級(jí)劃分

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838—2015）：綜合管廊的消防設(shè)備、監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50052）規(guī)定的二級(jí)負(fù)荷供電。天然氣管道艙的監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備、管道緊急切斷閥、事故風(fēng)機(jī)應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷供電，宜采用兩回路供電；當(dāng)采用兩回路供電困難時(shí)，應(yīng)另設(shè)置備用電源。其余用電設(shè)備可按三級(jí)負(fù)荷供電。

據(jù)此，綜合管廊常見(jiàn)用電設(shè)備電力負(fù)荷分級(jí)見(jiàn)表1。

綜合管廊工程內(nèi)含二級(jí)負(fù)荷，按照設(shè)計(jì)規(guī)范，需要雙回路供電。

2.2 變配電系統(tǒng)

綜合管廊用電設(shè)備的特點(diǎn)是帶狀分布且比較分散，考慮電壓偏差不宜超過(guò)供電標(biāo)稱(chēng)電壓的±5%，應(yīng)將低壓配電的供電范圍控制在500m以?xún)?nèi)。故一般一個(gè)供電區(qū)間不超過(guò)1000m，按照每個(gè)防火分區(qū)200m計(jì)算，并考慮兩段母排平衡，每個(gè)供電區(qū)間大約包括4個(gè)防火分區(qū)，如圖1所示。綜合管廊工程應(yīng)按防火分區(qū)數(shù)量及長(zhǎng)度劃分供電區(qū)間，在每一區(qū)間負(fù)荷中心靠近電力接線(xiàn)井處設(shè)置一座10/0.4kV箱式變電所。各箱式變電所均采用2路10kV電源供電，內(nèi)設(shè)一套高壓環(huán)網(wǎng)柜、一套低壓開(kāi)關(guān)柜及兩臺(tái)10/0.4kV變壓器。變壓器負(fù)載率控制在50%～70%，并且一臺(tái)變壓器故障時(shí)另一臺(tái)變壓器能滿(mǎn)足所有一、二級(jí)負(fù)荷的用電要求。

2.3 低壓配電系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)低壓配電系統(tǒng)應(yīng)以防火分區(qū)段作為配電單元，在日常管理或事故、火災(zāi)發(fā)生時(shí)，配電系統(tǒng)都能方便地對(duì)每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的用電負(fù)荷及消防設(shè)備做出控制與聯(lián)動(dòng)。

每個(gè)防火區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)二級(jí)負(fù)荷動(dòng)力配電箱及兩臺(tái)三級(jí)負(fù)荷動(dòng)力配電箱。其中1臺(tái)二級(jí)負(fù)荷配電箱及三級(jí)負(fù)荷配電箱負(fù)責(zé)該防火分區(qū)段內(nèi)綜合、電力、熱力等普通艙室的動(dòng)力、照明、自控、消防等用電設(shè)備的配電；另1臺(tái)二級(jí)負(fù)荷配電箱及三級(jí)負(fù)荷配電箱負(fù)責(zé)該防火分區(qū)段內(nèi)燃?xì)馀撓嚓P(guān)設(shè)備的配電。二級(jí)負(fù)荷配電箱采用2路低壓電源供電，且來(lái)自不同段母排，三級(jí)負(fù)荷配電箱采用1路低壓電源供電，典型配電系統(tǒng)如圖2所示。低壓配電系統(tǒng)采用樹(shù)干式與放射式結(jié)合的方式向各防火分區(qū)配電箱供電。各防火分區(qū)配電箱集中設(shè)置于每個(gè)防火分區(qū)排風(fēng)口配電間。

2.4 無(wú)功補(bǔ)償

所有箱式變電所均采用在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置集中補(bǔ)償，最終使10kV側(cè)電源計(jì)量無(wú)功功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。

3 照明設(shè)計(jì)

3.1 照明部分

根據(jù)規(guī)范要求，綜合管廊內(nèi)應(yīng)設(shè)正常照明和應(yīng)急照明。管廊內(nèi)人行道上的正常照明平均照度≥15lx，出入口和設(shè)備操作處的局部照度可為100lx，應(yīng)急照明照度≥5lx。當(dāng)安裝高度≤2.2m時(shí)，照明燈具應(yīng)采用24V及以下安全電壓供電。當(dāng)采用220V電壓供電時(shí)，應(yīng)采取防止觸電的安全措施，并應(yīng)敷設(shè)燈具外殼專(zhuān)用接地線(xiàn)。

正常照明和應(yīng)急照明均選用單管三防熒光燈，考慮節(jié)能、壽命等因素，采用LED光源。應(yīng)急照明備用時(shí)間≥60min，燃?xì)馀撘蠓辣?。管廊?nèi)正常照明及應(yīng)急照明在艙室頂板中間位置吸頂安裝，照明燈具間距為5m，一般每隔兩盞普通照明燈具設(shè)置1盞應(yīng)急照明燈具，應(yīng)急照明燈具由二級(jí)負(fù)荷配電箱照明回路供電，普通照明燈具由三級(jí)電源配電箱照明回路供電。

照明燈具可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)兩級(jí)控制：通過(guò)配電箱和設(shè)置在防火門(mén)處的照明按鈕箱實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制；通過(guò)環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)域控制器（ACU）進(jìn)行自動(dòng)控制。正常情況下，照明系統(tǒng)工況上傳至監(jiān)控中心，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)可由火災(zāi)報(bào)警控制器強(qiáng)制點(diǎn)亮應(yīng)急照明，并切斷正常照明回路。

3.2 應(yīng)急疏散

安全疏散指示燈及安全出口指示燈均為消防認(rèn)證產(chǎn)品，備用時(shí)間≥60min。安全疏散指示燈掛墻安裝或安裝于電纜支架上，不超過(guò)20m一處，距地高度不超過(guò)1m，從每個(gè)防火分區(qū)中點(diǎn)指向兩端的安全出口方向。安全出口指示燈在各配電單元分區(qū)防火門(mén)上方0.1m安裝，在管廊投料口、通風(fēng)口處安全出口指示燈采用雙面顯示型，吸頂板安裝。

3.3 檢修電源

綜合管廊內(nèi)應(yīng)設(shè)置交流220V/380V帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的檢修插座，其容量不宜小于15kW。安裝于電纜支架或墻上，高度不宜小于0.5m，在防火分區(qū)內(nèi)每40m～50m安裝一檔。天然氣艙內(nèi)的檢修插座應(yīng)滿(mǎn)足防爆要求，且僅允許在艙內(nèi)爆炸氣體濃度低于下限值的20%時(shí)送電。

4 電纜選型與敷設(shè)

由各箱式變電所至管廊配電單元的配電干線(xiàn)電纜選用預(yù)分支電纜，采用樹(shù)干式配電方式。箱變就近安裝于管廊電力管線(xiàn)引出端接線(xiàn)井旁，并預(yù)埋10SC100穿線(xiàn)管至電力管線(xiàn)接線(xiàn)井。通風(fēng)口配電間內(nèi)配電箱的饋電電纜通過(guò)預(yù)留洞向管廊內(nèi)各艙室用電設(shè)備饋電，電氣預(yù)留洞需用電纜密封裝置密封，燃?xì)馀撁芊庋b置要求防爆型。

管廊內(nèi)一般設(shè)備采用阻燃電纜，火災(zāi)時(shí)仍需工作的消防設(shè)備采用耐火電纜或不燃電纜。

管廊內(nèi)動(dòng)力電纜及控制電纜沿管廊自用橋架敷設(shè)，電纜出橋架后穿熱鍍鋅鋼管明敷。照明電纜通過(guò)線(xiàn)槽在管廊內(nèi)部貼頂敷設(shè)，線(xiàn)槽應(yīng)涂防火涂料。電纜及電纜橋架穿越防火分區(qū)或穿預(yù)埋管過(guò)墻時(shí)，需填防火堵料封堵。穿線(xiàn)管等過(guò)結(jié)構(gòu)變形縫時(shí)應(yīng)作伸縮處理，并保持良好的電氣通路。

5 防雷與接地

綜合管廊為地下構(gòu)筑物，不需設(shè)防直擊雷設(shè)施。地面層箱式變電所10kV電源進(jìn)線(xiàn)側(cè)裝設(shè)避雷器作雷電侵入波過(guò)電壓保護(hù)。各變電所低壓柜進(jìn)線(xiàn)處設(shè)置Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器。其他對(duì)電涌電壓敏感的設(shè)備處按規(guī)范設(shè)置Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)電涌保護(hù)器。

綜合管廊內(nèi)低壓配電系統(tǒng)接地形式為T(mén)N-S制。

綜合管廊采用結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地體，電氣、儀表、防雷共用接地裝置，接地電阻小于1Ω，否則應(yīng)利用管溝外壁預(yù)留接地板增設(shè)人工接地體。綜合管廊內(nèi)的接地干線(xiàn)采用-50×5熱鍍鋅扁鋼形成環(huán)形接地網(wǎng)。接地干線(xiàn)應(yīng)與每塊接地預(yù)埋板焊接。過(guò)結(jié)構(gòu)變形縫時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)預(yù)埋連接板跨接，保證電氣通路，做法詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)圖集14D504。

綜合管廊所有用電設(shè)備不帶電金屬外殼、金屬支架、金屬構(gòu)件均應(yīng)妥善接地。接地連接均采用焊接，焊接處應(yīng)做防腐處理。所有電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分及非電氣裝置外導(dǎo)電部分都應(yīng)以最短路徑連接至管廊接地干線(xiàn)做等電位連接。配電箱進(jìn)線(xiàn)電纜PE與接地干線(xiàn)應(yīng)可靠連接。

6 燃?xì)馀撾姎庠O(shè)計(jì)

由于燃?xì)獗旧砭哂幸兹家妆奶匦?，燃?xì)馀搩?nèi)電氣設(shè)備的選擇、安裝、線(xiàn)路敷設(shè)以及接地等均與普通艙室不同，燃?xì)馀摰碾姎庠O(shè)計(jì)應(yīng)符合《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058）關(guān)于爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)的有關(guān)規(guī)定，具體要求如下：

（1）燃?xì)馀搩?nèi)的電氣設(shè)備如控制箱、按鈕箱、燈具等的保護(hù)級(jí)別應(yīng)為Ga或Gb。所有防爆設(shè)備應(yīng)有銘牌和防爆標(biāo)志，并在銘牌上表明國(guó)家授權(quán)部門(mén)所發(fā)的合格證號(hào)。

（2）在燃?xì)馀搩?nèi)電纜線(xiàn)路采用低壓流體輸送，用鍍鋅焊接鋼管配線(xiàn)，并應(yīng)進(jìn)行隔離密封防爆處理。

（3）燃?xì)馀搩?nèi)另需設(shè)置防靜電接地，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

①燃?xì)馀摲笤O(shè)的管道，在分岔處或無(wú)分支管道每隔 80m～100m處，以及與架空電力電纜交叉處應(yīng)設(shè)接地裝置。

②進(jìn)、出管廊處應(yīng)設(shè)接地裝置。

③在管線(xiàn)引出端，管道應(yīng)在埋地之前及出地后各接地一次。

④燃?xì)馀搩?nèi)部管道應(yīng)與艙內(nèi)的靜電接地干線(xiàn)相連接。

⑤每對(duì)法蘭或螺紋接頭間應(yīng)設(shè)跨接導(dǎo)線(xiàn)，電阻值應(yīng)小于 0.03Ω。

結(jié)語(yǔ)

綜合管廊能為城市管道運(yùn)行提供安全保證，使檢修和維護(hù)效率得到提升，保證城市體系日常運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。本文對(duì)綜合管廊電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)概括，希望能為實(shí)際工作的開(kāi)展提供一些借鑒。

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