城市綜合管廊電氣設(shè)計論述

張翼鵬

摘 要：本文從綜合管廊的概念以及意義出發(fā)展開研究，分析了綜合管廊電氣設(shè)計中的一些內(nèi)容以及建議，希望通過本文的研究對促進(jìn)綜合管廊電氣工程設(shè)計的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；電氣工程；建議

1 綜合管廊概述

1.1 概念

綜合管廊又叫地下綜合管廊，指的就是城市地下管道綜合管廊。簡單來說就是在城市地下建立一個空間，將電力、通訊、給排水、燃?xì)獾雀鞣N管線集中在空間內(nèi)，并通過設(shè)置專門的檢修檢測系統(tǒng)，對所有地下管線進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計管理，從而保證其正常運行。

1.2 建設(shè)綜合管廊的意義

地下綜合管廊建設(shè)一方面有效解決了城市交通擁堵，還方便了對給排水、電力、燃?xì)獾仍O(shè)施的維護(hù)檢修。因為，綜合管廊的建設(shè)能夠避免在敷設(shè)或者維修地下管線而對道路進(jìn)行挖掘時造成的交通干擾出行問題，還能有效的對路面完整性以及美觀性進(jìn)行保持。另外，地下綜合管廊具有防震減災(zāi)的功能。

2 綜合管廊電氣設(shè)計的組成

綜合管廊電氣設(shè)計共包含三大部分內(nèi)容：（1）綜合管廊的低壓配電系統(tǒng)。（2）綜合管廊內(nèi)部的常規(guī)照明、應(yīng)急照明及應(yīng)急疏散指示燈布置。3）綜合管廊的接地及防雷系統(tǒng)。

3 低壓配電系統(tǒng)

根據(jù)管廊負(fù)荷性質(zhì)及地區(qū)電力規(guī)劃，工程一般采用10kV和0.4kV兩個電壓等級。

3.1 負(fù)荷等級劃分

綜合管廊屬于地下設(shè)施，管廊內(nèi)部有燃?xì)?、自來水、熱力等市政管線。其中燃?xì)馀搩?nèi)的燃?xì)饩哂幸兹家妆匦?，必須保證燃?xì)馀搩?nèi)的監(jiān)控設(shè)備及相關(guān)排風(fēng)設(shè)備的運行，故將燃?xì)馀搩?nèi)的監(jiān)控設(shè)備及排風(fēng)設(shè)備均列為二級負(fù)荷。管廊為地下設(shè)施，必須保證應(yīng)急情況下，人員的逃生及消防用電，所以將全部艙室的消防用電、監(jiān)控與報警用電以及應(yīng)急照明也列為二級負(fù)荷；除上述負(fù)荷外的其他負(fù)荷全部列為三級負(fù)荷。由于內(nèi)含二級負(fù)荷，所以按照設(shè)計規(guī)范，需要雙回路供電。就近由城市電網(wǎng)引入2路10kV常用電源。當(dāng)一路10kV電源因故退出運行時，管廊由另一路10kV電源所帶變壓器供電。箱變10kV側(cè)均采用單母線分段不聯(lián)絡(luò)結(jié)線。

3.2 管廊自用箱式變電站的低壓接線形式及負(fù)荷選擇

管廊的特點是用電設(shè)備為帶狀分布而且比較分散，考慮壓降不宜大于10%，將低壓配電的供電半徑控制在500m以內(nèi)。按照1000m一個供電區(qū)間，在每個區(qū)間的負(fù)荷中心設(shè)置一臺箱式變電站，每臺箱式變電站站內(nèi)設(shè)置2臺變壓器。每臺變壓器負(fù)責(zé)一部分三級負(fù)荷供電，二級負(fù)荷的供電由兩臺變壓器構(gòu)成互為備用。在容量選擇時，單臺變壓器容量需滿足整個供電區(qū)間的一二級負(fù)荷，并且負(fù)荷率小于80%。工程設(shè)置的每座箱式變電站的變壓器，一般1號箱變?nèi)萘繛?×250kVA，2號箱變?nèi)萘繛?×200kVA。變電所0.4kV側(cè)均采用放射式配電方式，為控制中心負(fù)荷、消防設(shè)備以及管廊每一防火分區(qū)中的動力照明配電箱供電。配電原則：消防、監(jiān)控等負(fù)荷由不同段母排雙電源供電，末端自切；其余負(fù)荷由不同段母排單電源交叉供電，通過0.4kV母聯(lián)開關(guān)自切可維持供電。應(yīng)急照明、監(jiān)控系統(tǒng)等特別重要的負(fù)荷另設(shè)在線蓄電池作后備電源。管廊相鄰兩個防火分區(qū)中的動力照明配電箱應(yīng)分別由變電所不同段母排供電。

3.3 低壓配電箱配置

管廊每個防火分區(qū)在發(fā)生一些事故及火災(zāi)時，需要按照防火分區(qū)為單位對每個防火分區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備及消防設(shè)備做出控制及聯(lián)動。針對此特性，將綜合管廊的每個防火分區(qū)作為一個低壓配電單位。管廊的燃?xì)馀撚捎谧约旱囊兹家妆匦裕孕枰獙⑷細(xì)馀摰呐潆娕c其他艙獨立。每個管廊供電區(qū)間根據(jù)需要設(shè)置2臺三級負(fù)荷配電箱AP，2臺二級負(fù)荷配電箱EP。電力、綜合、污水艙共用1臺三級負(fù)荷配電箱AP1、1臺二級負(fù)荷配電箱EP1。燃?xì)馀摢毩⑹褂?臺三級負(fù)荷配電箱AP2、1臺二級負(fù)荷配電箱EP2。三級負(fù)荷配電箱AP負(fù)責(zé)常規(guī)照明、檢修插座、排水泵、常規(guī)排風(fēng)機(jī)等常規(guī)負(fù)荷的供電。二級負(fù)荷配電箱EP負(fù)責(zé)管廊自控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)及應(yīng)急照明等重要負(fù)荷的供電。所有低壓配電箱設(shè)置于排風(fēng)口的配電間內(nèi)。

4 管廊內(nèi)部電氣設(shè)備的布置原則

（1）照明部分：管廊為全地下設(shè)施，故在管廊內(nèi)部設(shè)置常規(guī)照明，考慮LED的節(jié)能、壽命長等優(yōu)點選擇LED光源。按照規(guī)范要求，常規(guī)照明平均照度應(yīng)大于15lx，應(yīng)急照明平均照度大于5lx。一般根據(jù)管廊的橫斷面和所選照明光源類型，設(shè)計照明光源瓦數(shù)、間距與數(shù)量，并且根據(jù)光源設(shè)置推算出所需應(yīng)急照明燈布置位置與數(shù)量。

（2）應(yīng)急疏散：距地1m處設(shè)置應(yīng)急疏散指示燈，間距20m，并且以每個防火分區(qū)的中心為分界點，疏散指示方向應(yīng)分別指向兩個出口。同時在每個防火分區(qū)的逃生口附近安裝出口指示燈。

（3）檢修電源：管廊內(nèi)設(shè)置帶剩余電流保護(hù)斷路器的檢修插座箱，距離防火門不大于30m，相鄰檢修插座箱之間不大于60m。

（4）電能計量：電能計量采用高供高計。

（5）無功功率補(bǔ)償：各箱式變電站均采用自動無功補(bǔ)償裝置，低壓無功補(bǔ)償在0.4kV低壓母線處裝設(shè)低壓電容自動補(bǔ)償柜，要求補(bǔ)償后10kV側(cè)功率因數(shù)在0.92以上。補(bǔ)償裝置選用對高次諧波有濾波功能的電容自動補(bǔ)償裝置，以抑制諧波，保護(hù)設(shè)備。

5 電纜選型及電纜敷設(shè)

（1）變電所設(shè)置在地面綠化帶中，變電所饋電干線通常選用ZR-YJV電纜穿熱浸鍍鋅鋼管后，埋地敷設(shè)直接進(jìn)入管廊排風(fēng)口配電間內(nèi)，配電間預(yù)留9孔出入口，并預(yù)埋防水組件。進(jìn)入配電間后，沿墻明敷進(jìn)入配電間內(nèi)配電箱。配電間內(nèi)預(yù)留500×300孔作為配電箱的饋電電纜通往管廊內(nèi)部使用，饋電電纜經(jīng)預(yù)留孔進(jìn)入管廊后，沿自用橋架敷設(shè)。（2）管廊內(nèi)一般設(shè)備采用ZR-YJV電纜，火災(zāi)時仍需工作的設(shè)備采用ZN-YJV電纜。（3）管廊內(nèi)所有自用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。照明電纜穿熱鍍鋅鋼管明敷。應(yīng)急照明通常采用ZN-YJV電纜，穿管并涂防火涂料。電纜及電纜橋架穿越防火分區(qū)時應(yīng)做防火、防爆封堵。4）在燃?xì)馀搩?nèi)電纜線路采用鍍鋅焊接鋼管配線，并應(yīng)進(jìn)行隔離密封防爆處理。

6 供電電源

通常情況下，我們將綜合管廊以及相關(guān)的控制中心看為一個整體單一用戶，通常會設(shè)置一路或者兩路高壓電源，一般會使用樹干式配電的方法對綜合管廊沿途各個部分的分變電所箱變進(jìn)行供電。在對電源進(jìn)行設(shè)計時，箱變負(fù)載一般都是由單一的防火分區(qū)的照明、排水泵、風(fēng)機(jī)、搶修工具等進(jìn)行負(fù)荷變化設(shè)計。對于小型的綜合管廊也能夠通過城市公共電網(wǎng)分別進(jìn)行電源供電，一般情況下，主接線主要就是通過使用單母線分段的形式進(jìn)行。

7 防雷及接地

管廊內(nèi)集中敷設(shè)了大量的電纜與低壓電氣設(shè)備，為了管廊運行安全，必須可靠接地。0.4kV低壓接地系統(tǒng)通常采用TN-S制。管廊接地極利用管廊混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋作為自然接地極，如不能滿足接地電阻要求，另行增加人工接地極。在管廊側(cè)壁設(shè)置縱向通長40×4扁鋼，作為管廊設(shè)備的接地線連接使用，在結(jié)構(gòu)變形縫處需預(yù)埋跨接鋼板保證電氣通路。管廊內(nèi)所有電氣設(shè)備、金屬管道及電纜敷設(shè)支架、橋架、槽盒等應(yīng)可靠接地。管廊內(nèi)實施總等電位聯(lián)結(jié)。燃?xì)馀搩?nèi)由于天然氣的易燃易爆性，需設(shè)置靜電防護(hù)措施。

8 結(jié)束語

總之，城市綜合管廊中的電氣設(shè)計屬于綜合性、復(fù)雜性的工程，屬于城市建設(shè)過程中的基礎(chǔ)內(nèi)容。做好城市綜合管廊工程能夠有效地解決管線直埋帶來的一些維護(hù)難題，還可以有效節(jié)約城市用地，便于對管網(wǎng)的維護(hù)等優(yōu)點，對于城市建設(shè)來說具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡偉，焦建雷.城市綜合管廊電氣設(shè)計要點[J].電世界，2016（10）：34～35.

[2] GB 50838-2015.城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2015.