淺談某園區(qū)綜合管廊電氣設(shè)計(jì)

鄭永熙

(廣州市設(shè)計(jì)院，廣州510620)

0 前言

近年來，綜合管廊的形式及數(shù)量日益增多，對(duì)電氣設(shè)計(jì)的要求也越來越高。為發(fā)揮綜合管廊在城市化建設(shè)中的作用，應(yīng)保證及提高綜合管廊電氣的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

1 工程概況

本工程為清遠(yuǎn)某室外公園園區(qū)內(nèi)綜合管廊，長(zhǎng)6.4m，高2.9m，總長(zhǎng)為3km，環(huán)形布置。綜合管廊采用單艙形式，包含電力管線、通訊管線、給水管、排水管、消防水管等，主要為園區(qū)內(nèi)各單體建筑的供電、通訊、給排水等功能服務(wù)。綜合管廊按不大于200m設(shè)置防火分區(qū)，共18個(gè)防火分區(qū)，防火分區(qū)之間采用甲級(jí)防火門分隔。

2 綜合管廊電氣設(shè)計(jì)

2.1 供配電系統(tǒng)

(1)負(fù)荷等級(jí)

本工程為無燃?xì)馀?，管廊?nèi)消防、監(jiān)控與報(bào)警及應(yīng)急照明設(shè)備按照二級(jí)負(fù)荷供電。正常照明、排水泵、普通風(fēng)機(jī)、檢修插座箱等設(shè)備按照三級(jí)負(fù)荷供電。

(2)供電電源

公園園區(qū)內(nèi)共設(shè)置3處總高壓開關(guān)房，16處分區(qū)變配電房。每個(gè)電房從市政不同變電站分別引入2路10kV高壓電源進(jìn)線，3處總高壓開關(guān)房共6路，可滿足二級(jí)負(fù)荷供電要求。負(fù)荷較大的變配電房采用放射式供電，負(fù)荷較小的變配電房采用環(huán)網(wǎng)供電?？紤]到園區(qū)配電房數(shù)量多，故沒有設(shè)置專供綜合管廊使用的配電房。以綜合管廊內(nèi)每一個(gè)防火分區(qū)作為一個(gè)供電單元，為節(jié)省電纜出線，由園區(qū)內(nèi)就近變配電房?jī)?nèi)的2臺(tái)變壓器低壓母線各提供1路380V電源引至該供電單元(防火分區(qū))內(nèi)。

(3)配電系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)每單元設(shè)置一個(gè)總雙電源配電箱，為管廊內(nèi)二、三級(jí)負(fù)荷供電，兩路電源通過ATS自動(dòng)切換。每個(gè)供電單元內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域控制器、感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控器、應(yīng)急照明燈具等設(shè)備均自帶蓄電池，保證供電可靠性。

(4)設(shè)備選擇

每個(gè)供電單元內(nèi)的雙電源配電箱，風(fēng)機(jī)、水泵控制箱、照明配電箱均在綜合管廊內(nèi)靠近人員出入口處吊裝。風(fēng)機(jī)、水泵現(xiàn)場(chǎng)控制箱可實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)、PLC自動(dòng)及監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制。綜合管廊內(nèi)設(shè)置帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的檢修插座箱，檢修插座箱間距≤60m，每個(gè)容量為15kW，每個(gè)防火分區(qū)僅考慮一處同時(shí)使用。配電箱、控制箱、檢修插座箱等電氣設(shè)備需適應(yīng)地下環(huán)境工作要求，防護(hù)等級(jí)為IP54，并需采取防水防潮措施。綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖1所示。

圖1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面示意圖

2.2 照明系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)設(shè)置正常照明及應(yīng)急疏散照明。綜合管廊內(nèi)人行通道上正常照明照度≥15lx，人員出入口和設(shè)備操作處的局部照度為100lx，應(yīng)急疏散照明照度≥5lx，應(yīng)急電源持續(xù)供電時(shí)間≥60min。

正常照明燈具供電回路設(shè)置帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，采用防水防潮防撞擊T5熒光燈，防護(hù)等級(jí)為IP54，吸頂安裝，安裝間距為5m。安全出口指示燈設(shè)置在人員出入口及各防火分區(qū)防火門上，疏散指示燈離地0.3m安裝，安裝間距≤20m。應(yīng)急照明燈具采用不燃材料制作的保護(hù)罩。

照明系統(tǒng)設(shè)置就地手動(dòng)控制。通過設(shè)置在人員出入口、各防火分區(qū)防火門旁的手動(dòng)按鈕完成手動(dòng)控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)通過火災(zāi)報(bào)警控制器信號(hào)強(qiáng)制點(diǎn)亮應(yīng)急疏散照明，切斷正常照明回路。

2.3 接地系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)的接地系統(tǒng)成環(huán)網(wǎng)接地網(wǎng)，接地電阻≤1Ω。接地利用綜合管廊結(jié)構(gòu)靠外壁的主鋼筋作為自然接地體，用于接地的鋼筋采用焊接連接，保證電氣通路。鋼筋連接段長(zhǎng)度≥六倍鋼筋直接。鋼筋交叉連接采用≥Φ10的鋼筋搭接，搭接連接段長(zhǎng)度≥其中較大截面鋼筋直接的六倍?？v向鋼筋接地干線設(shè)于板壁交叉處，每處選兩根≥Φ16的通長(zhǎng)主鋼筋。橫向鋼筋環(huán)接地均壓帶縱向每5m設(shè)置一檔，在距離變形縫0.35m處設(shè)置一檔。綜合管廊在過結(jié)構(gòu)變形縫時(shí)，需將兩側(cè)預(yù)埋連接板跨接，保證電氣通路。綜合管廊內(nèi)所有用電設(shè)備不帶電金屬外殼、橋架、支架、風(fēng)機(jī)外殼及基礎(chǔ)、金屬線槽、金屬管道、金屬構(gòu)件、電源進(jìn)線PE線等均應(yīng)妥善接地。接地連接均采用焊接，焊接處作防腐處理。

3 綜合管廊火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)計(jì)

本工程報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)等組成。

3.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

園區(qū)總消防控制中心設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制器(聯(lián)動(dòng)型)，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置區(qū)間報(bào)警主機(jī)，總消防控制中心火災(zāi)報(bào)警控制器與每個(gè)防火分區(qū)的區(qū)間報(bào)警主機(jī)通過光纖組成火災(zāi)報(bào)警環(huán)網(wǎng)，區(qū)間報(bào)警主機(jī)通過獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)將各防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)視、報(bào)警、聯(lián)動(dòng)等信號(hào)上傳至園區(qū)總消防控制中心。

(1)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)配置

1)區(qū)間報(bào)警主機(jī)、氣體滅火主機(jī)、感溫光纖主機(jī)設(shè)置在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置。

2)手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警器:在防火分區(qū)出入口及管廊內(nèi)≤50m設(shè)置。

3)感煙探測(cè)器:在防火分區(qū)內(nèi)頂部≥10m安裝防潮型感煙探測(cè)器，距離防火門≤5m。

4)感溫光纖:在防火分區(qū)內(nèi)靠近高壓電纜一側(cè)沿頂部敷設(shè)，采用卡碼固定。

5)氣體滅火主機(jī):在防護(hù)區(qū)內(nèi)外均設(shè)置放氣指示燈、聲光報(bào)警器、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置及緊急啟停按鈕(帶狀態(tài)顯示燈)，管廊內(nèi)每個(gè)超細(xì)干粉滅火裝置設(shè)置反饋裝置。

(2)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

采用綜合管廊內(nèi)感煙探測(cè)器及感溫光纖作為火災(zāi)探測(cè)器。當(dāng)感溫光纖或任一感煙探測(cè)器報(bào)警，開啟相應(yīng)防火分區(qū)內(nèi)的聲光報(bào)警器和該防火分區(qū)防火門外的聲光報(bào)警器，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)通過火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)上傳至園區(qū)總消防控制中心的火災(zāi)報(bào)警控制器。1)感溫光纖和任一感煙探測(cè)器；2)任意兩個(gè)感煙探測(cè)器；3)感溫光纖或任一感煙探測(cè)器和任意一個(gè)手動(dòng)報(bào)警按鈕當(dāng)以下任一回合的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)作為聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)發(fā)生報(bào)警時(shí)，切斷非消防回路，關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域排風(fēng)機(jī)及防火閥，強(qiáng)制點(diǎn)亮應(yīng)急照明，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)通過火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)上傳至園區(qū)總消防控制中心的火災(zāi)報(bào)警控制器。經(jīng)過30s延時(shí)后開啟現(xiàn)場(chǎng)放氣指示燈，啟動(dòng)超細(xì)干粉滅火裝置實(shí)施滅火。噴放動(dòng)作信號(hào)及故障報(bào)警信號(hào)反饋至區(qū)間報(bào)警主機(jī)及園區(qū)總消防控制中心的火災(zāi)報(bào)警控制器上。30s延時(shí)內(nèi)管廊內(nèi)若有工作人員發(fā)現(xiàn)火警未發(fā)生，可按下緊急啟停裝置，取消滅火。

3.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

(1)配電箱電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

在每個(gè)防火分區(qū)總配電箱內(nèi)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置一臺(tái)配電箱電氣火災(zāi)監(jiān)控器，通過單獨(dú)光纖環(huán)網(wǎng)將電氣火災(zāi)監(jiān)控信號(hào)傳輸至園區(qū)總消防控制中心。

(2)感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

在每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)對(duì)象的溫度，一旦探測(cè)到超過設(shè)定溫度，將立即通過感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控器將電氣火災(zāi)監(jiān)控信號(hào)傳輸至園區(qū)總消防控制中心。感溫電纜敷設(shè)在所有電力電纜支架上(不包括自用電纜)。在電纜層上安裝時(shí)采用S型、接觸式敷設(shè)方式，每根感溫電纜探測(cè)長(zhǎng)度不超過100m。在電纜接頭、端子等發(fā)熱部位保證有效探測(cè)長(zhǎng)度。

3.3 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

在綜合管廊內(nèi)防火分區(qū)邊界上的防火門處設(shè)置防火門監(jiān)控系統(tǒng)，每個(gè)防火門的開啟、關(guān)閉及故障信號(hào)通過防火門監(jiān)控模塊，采用獨(dú)光纖環(huán)網(wǎng)傳輸至園區(qū)總消防控制中心的防火門監(jiān)控主機(jī)。

3.4 消防電話系統(tǒng)

每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置消防電話，間距不超過100m。消防電話主機(jī)設(shè)置在園區(qū)總消防控制中心。

4 綜合管廊智能化設(shè)計(jì)

4.1 綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)

本系統(tǒng)綜合管理平臺(tái)對(duì)環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、視頻安防監(jiān)控、出入口控制等各組成系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成，并具有數(shù)據(jù)通信、信息采集和綜合處理功能。系統(tǒng)預(yù)留與園區(qū)總控中心的通信接口，預(yù)留與城市市政基礎(chǔ)設(shè)施地理信息系統(tǒng)的通信接口。

4.2 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

本綜合管廊設(shè)置一套網(wǎng)絡(luò)，即設(shè)備專網(wǎng)。設(shè)備專網(wǎng)采用兩層架構(gòu)，分別為核心層和接入層，核心層與接入層之間、接入層與接入層之間均采用千兆光纖環(huán)網(wǎng)連接，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)大環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和傳輸。核心交換機(jī)及接入層交換機(jī)均采用千兆環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。

4.3 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)由前端攝像機(jī)、解碼器、交換機(jī)、監(jiān)視器、屏幕墻、視頻管理服務(wù)器、視頻存儲(chǔ)服務(wù)器、磁盤陣列等組成。系統(tǒng)采用1080P全高清IP攝像機(jī)，由UPS電源供電。監(jiān)控中心采用IP SAN結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，視頻數(shù)據(jù)通過智能化專網(wǎng)直接寫入磁盤陣列，錄像以720P或1080P格式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)不小于31天計(jì)算。所選攝像機(jī)具有背光補(bǔ)償、強(qiáng)光抑制以及數(shù)字寬動(dòng)態(tài)等功能，根據(jù)安裝環(huán)境情況選擇防爆防潮攝像機(jī)。

4.4 出入口控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用TCP/IP方式，由工作站、服務(wù)器、門禁控制器、讀卡器、門磁、開門按鈕、消防通道鎖等組成。門禁控制器通過設(shè)備專網(wǎng)集成至綜合管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與其他弱電子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和統(tǒng)一管理。

4.5 入侵報(bào)警系統(tǒng)

系統(tǒng)采用總線式結(jié)構(gòu)，由紅外微波雙鑒探測(cè)器、防區(qū)編址模塊、入侵報(bào)警主機(jī)、工作站等設(shè)備構(gòu)成，報(bào)警主機(jī)通過設(shè)備專網(wǎng)集成至綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和統(tǒng)一管理。

4.6 巡查管理系統(tǒng)

采用離線式巡更系統(tǒng)，警衛(wèi)需按照預(yù)先安排的巡更線路和時(shí)間到達(dá)巡更點(diǎn)并作記錄，回至安防控制室后連接系統(tǒng)提取及儲(chǔ)存巡查記錄。本系統(tǒng)主要考慮對(duì)綜合管廊重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查，巡更點(diǎn)設(shè)置在綜合管廊附屬設(shè)備安裝處、管道閥門安裝處、電力電纜接頭處等位置。

4.7 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)由工作站、服務(wù)器、可編程PLC控制器、末端傳感器等組成。監(jiān)控內(nèi)容包括:集水井液位，潛水泵運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警、手自動(dòng)狀態(tài)，排風(fēng)機(jī)啟停、運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警、手自動(dòng)狀態(tài)，管廊內(nèi)部溫濕度、氧氣濃度、甲烷濃度以及一氧化碳濃度。系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制功能:當(dāng)綜合管理某區(qū)間溫度過高(≥38℃)或O2含量過低(＜19%)、CH4濃度或CO濃度過高時(shí)，啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)換氣，以保證管廊內(nèi)設(shè)施和工作人員的安全。

4.8 無線對(duì)講系統(tǒng)

在綜合管廊內(nèi)部設(shè)置數(shù)字式無線對(duì)講系統(tǒng)作為安裝、維護(hù)人員的內(nèi)部通信，系統(tǒng)由對(duì)講機(jī)、中繼臺(tái)、放大器及天饋系統(tǒng)組成。系統(tǒng)滿足DMR、PDT協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)多信道共享管理。

5 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本項(xiàng)目為公園園區(qū)內(nèi)綜合管廊，主要為園區(qū)內(nèi)建筑服務(wù)，故無建設(shè)綜合管廊專用變配電所，由園區(qū)內(nèi)各個(gè)分區(qū)變配電房為管廊供電。從分區(qū)變配電房至綜合管廊，電纜敷設(shè)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需適當(dāng)增大電纜截面，按照相關(guān)規(guī)范做好電壓降及載流量計(jì)算。

綜合管廊主要為二、三級(jí)負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，三級(jí)負(fù)荷不單獨(dú)設(shè)置配電箱。每個(gè)防火分區(qū)總電源進(jìn)線采用耐火電纜，三級(jí)負(fù)荷出線采用阻燃電纜。綜合管廊內(nèi)設(shè)備的配電電纜均在綜合管廊頂部沿金屬槽盒敷設(shè)，管廊兩邊支架分別敷設(shè)10kV電纜和弱電線纜。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)需與智能化系統(tǒng)的視頻監(jiān)控、出入口監(jiān)控系統(tǒng)等聯(lián)動(dòng)，在發(fā)生報(bào)警時(shí)可將報(bào)警區(qū)域視頻信號(hào)切換至控制中心，觀察火情大小或是否誤報(bào)，確認(rèn)火災(zāi)時(shí)出入口安全門應(yīng)自動(dòng)打開，方便人員疏散。

6 結(jié)束語

綜上所述，我國(guó)對(duì)于地下管道的需求越來越大，城市綜合管廊是未來發(fā)展的方向，這需要相關(guān)人員不斷完善及提高綜合管廊的設(shè)計(jì)、建筑水平。