綜合管廊電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

鄧秀梅，陳智豪，楊 林

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司 廣州510010）

0 引言

為集約利用城市建設(shè)用地，統(tǒng)籌安排城市工程管線在綜合管廊內(nèi)的敷設(shè)，可減少道路頻繁開挖，延長(zhǎng)管線、路面使用壽命，提高資源有效利用率。故而建設(shè)綜合管廊具有重要的意義。其中電氣專業(yè)為綜合管廊建設(shè)的重點(diǎn)專業(yè)，其特點(diǎn)為子系統(tǒng)數(shù)量多，相關(guān)國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)多，并與安全、消防息息相關(guān)。

1 綜合管廊電氣設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)要求

綜合管廊應(yīng)設(shè)置監(jiān)控中心，監(jiān)控中心的選址應(yīng)以滿足其功能為首要原則，盡量與周邊公共建筑合建，便于智慧型城市建設(shè)和城市基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一管理。監(jiān)控中心面積應(yīng)滿足使用要求，設(shè)置位置宜根據(jù)綜合管廊總體布局及人員巡檢方便綜合考慮確定［1］。

對(duì)于電力通信相關(guān)管線布置，應(yīng)滿足：220 kV 及以上電壓等級(jí)的電纜應(yīng)獨(dú)立成艙敷設(shè)。110 kV 以上電壓等級(jí)的電纜宜獨(dú)立成艙敷設(shè)，不應(yīng)與通信電纜同側(cè)布置；20 kV 及以下電壓等級(jí)的電纜可與其他管線共艙敷設(shè)，但禁止與熱力、易燃?xì)怏w或液體管線共艙敷設(shè)；電力艙高壓電纜布置在下層排架，低壓電纜布置在上層排架。

一般而言，綜合管廊不超過200 m 設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)兩端設(shè)置通風(fēng)口，在中間可設(shè)置投料口、交叉口、引出段等。

電氣設(shè)計(jì)階段一般分為規(guī)劃、初步設(shè)計(jì)、施工圖。包含兩個(gè)內(nèi)容：一是電力電信管線設(shè)計(jì)，二是附屬設(shè)施電氣設(shè)計(jì)。附屬設(shè)施電氣設(shè)計(jì)包括供配電、照明、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、安全防范、接地系統(tǒng)等。綜合管廊電氣設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范的相關(guān)要求。

2 電力管線設(shè)計(jì)要求

⑴高壓電纜與信息電纜應(yīng)分開敷設(shè)；

⑵電力電纜不得與熱力管道、燃?xì)夤艿劳摲笤O(shè)；

⑶綜合管廊（電力部分）內(nèi)截面選擇與電纜型式應(yīng)根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50217-2018》確定；

⑷電力電纜不應(yīng)采用非阻燃電纜；

⑸同路徑雙回路電纜入廊時(shí)，應(yīng)在電力艙的兩側(cè)分開敷設(shè)。

3 通信管線設(shè)計(jì)要求

⑴通信線纜支架的層間最小凈距不應(yīng)小于120 mm；

⑵通信線纜與電力電纜在同一艙室敷設(shè)時(shí)，一般敷設(shè)與艙室的兩側(cè)；在雙艙敷設(shè)時(shí)，一般敷設(shè)于不同艙室。

4 供配電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)主要包含10/0.4 kV 變電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備及電纜的選擇。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)備污水泵等應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷配電，天然氣管道的監(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)荷配電，且易采用兩回線路供電，當(dāng)采用兩回線路供電有困難時(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。

4.1 供配電方案的選擇

⑴方案1：在綜合管廊內(nèi)設(shè)置若干低壓配電間，從城市公網(wǎng)分別引入兩路0.4 kV 電源進(jìn)行供電。兩路同時(shí)運(yùn)行，互為備用，當(dāng)一路進(jìn)線電源故障退出時(shí)，切除故障側(cè)三級(jí)負(fù)荷，另外一路電源承擔(dān)全部二級(jí)負(fù)荷供電。此方案適合管廊規(guī)模較小，公網(wǎng)電源取得便利的情況?？偱潆娤到y(tǒng)圖示例如圖1 所示。

圖1 綜合管廊總配電系統(tǒng)圖Fig.1 General Distribution System Diagram of Integrated Pipe Gallery

⑵方案2：在管廊負(fù)荷中心或者監(jiān)控中安心設(shè)置主變電所，主變電所設(shè)置2 臺(tái)變壓器，供監(jiān)控中心及整個(gè)管廊用電。主變電所引入兩路10 kV 電源。兩路電源一用一備，單路電源可以承擔(dān)100%二級(jí)和三級(jí)負(fù)荷。此方案適合管廊規(guī)模較大，需獨(dú)立設(shè)置變電所的情況。

4.2 低壓配電設(shè)計(jì)

對(duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷采用放射式配電，管廊每個(gè)配電區(qū)間內(nèi)設(shè)一臺(tái)非消防負(fù)荷配電箱，負(fù)責(zé)區(qū)間內(nèi)非消防負(fù)荷的配電，采用單電源進(jìn)線。同時(shí)管廊每個(gè)配電區(qū)間內(nèi)設(shè)一臺(tái)消防負(fù)荷配電箱，負(fù)責(zé)區(qū)間內(nèi)消防負(fù)荷的配電，采用雙電源進(jìn)線。消防末端風(fēng)機(jī)配電系統(tǒng)圖示例如圖2 所示。

圖2 消防風(fēng)機(jī)配電系統(tǒng)圖Fig.2 Fire Fan Distribution System Diagram

監(jiān)控中心應(yīng)設(shè)置集中UPS 配電裝置，進(jìn)線電源采用雙電源ATS 自動(dòng)切換。

5 照明系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)照明設(shè)計(jì)包含一般照明、應(yīng)急照明及檢修插座箱設(shè)計(jì)［2］。

⑴照度要求：綜合管廊內(nèi)設(shè)置一般照明及應(yīng)急照明。管廊內(nèi)人行道上一般照明的平均照度不應(yīng)小于15 lx，最低照度不應(yīng)小于5 lx。綜合管廊內(nèi)人員出入口、通風(fēng)口、投料口以及重要設(shè)備操作處，宜加強(qiáng)局部照明，照度為100 lx。監(jiān)控中心的監(jiān)控室一般照明照度不應(yīng)小于300 lx。

⑵管廊內(nèi)部應(yīng)急照明宜兼做一般照明，也可與一般照明分開設(shè)置。當(dāng)應(yīng)急照明兼做一般照明，普通照明回路設(shè)置接觸器，可由遠(yuǎn)程BA 控制以及出入口處控制按鈕控制。疏散應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志分回路設(shè)置，疏散應(yīng)急照明回路設(shè)置接觸器，平時(shí)可由遠(yuǎn)程BA 以及出入口處控制按鈕控制。火災(zāi)時(shí)接入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警（FAS）信號(hào)，可由FAS 強(qiáng)制打開疏散應(yīng)急照明。艙內(nèi)照明斷面圖示例如圖3 所示。

6 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

6.1 應(yīng)能對(duì)綜合管廊內(nèi)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與報(bào)警

環(huán)境參數(shù)檢測(cè)內(nèi)容應(yīng)符合表1的規(guī)定，含有兩類及以上管線的艙室，應(yīng)按較高要求的管線設(shè)置。氣體報(bào)警設(shè)定值應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，密閉空間作業(yè)職業(yè)危害防護(hù)規(guī)范GBZ/T205的有關(guān)規(guī)定。

6.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

⑴廊道內(nèi)每個(gè)防火分區(qū)通風(fēng)夾層內(nèi)應(yīng)放置不少于一臺(tái)PLC 分機(jī)，各分區(qū)PLC 分機(jī)通過前端交換機(jī)與監(jiān)控室連接；

⑵廊道內(nèi)每個(gè)通風(fēng)孔和吊裝口應(yīng)（宜）放置1 臺(tái)CH4和H2S 氣體含量探測(cè)儀；

⑶在每個(gè)防火分區(qū)中心位置應(yīng)放置1 臺(tái)溫濕度儀和O2含量探測(cè)儀；

⑷在廊道吊裝口頂部安裝1 塊液壓逃生井蓋；

⑸每個(gè)集水井安裝1 臺(tái)投入式液位計(jì)和1 臺(tái)浮球液位開關(guān)；

⑹廊道內(nèi)通風(fēng)設(shè)備應(yīng)具有通過PLC 機(jī)柜自動(dòng)控制啟停的功能。

表1 環(huán)境參數(shù)檢測(cè)內(nèi)容Tab.1 Contents of Environment Parameter Testing

7 安全防范系統(tǒng)

綜合管廊安全防范系統(tǒng)由安全管理系統(tǒng)和入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成［3］。

⑴安全管理系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)各安全防范子系統(tǒng)的有效監(jiān)控、聯(lián)動(dòng)和管理，其功能由統(tǒng)一管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。建議安全防范系統(tǒng)和環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)合用同一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。

⑵入侵報(bào)警系統(tǒng)：在管廊人員出入口、通風(fēng)口設(shè)置入侵報(bào)警探測(cè)器和聲光報(bào)警器；當(dāng)探測(cè)到有人非法進(jìn)入時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過控制中心計(jì)算機(jī)，在控制中心安防工作站顯示報(bào)警，工作人員可在監(jiān)控中心管理報(bào)警。

⑶攝像頭：所有人員出入口、進(jìn)排風(fēng)井、監(jiān)控中心等設(shè)置普通網(wǎng)絡(luò)紅外槍式攝像機(jī)，可對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)入侵報(bào)警探測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)監(jiān)控。當(dāng)艙內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或有人非法進(jìn)入時(shí)，可通過視頻系統(tǒng)進(jìn)行定位確認(rèn)。

⑷電子巡查系統(tǒng)：綜合管廊設(shè)置離線式電子巡查管理系統(tǒng)。綜合管廊內(nèi)起終點(diǎn)處設(shè)置巡查點(diǎn)。

⑸綜合管廊各艙室內(nèi)起終點(diǎn)各設(shè)置一套信息鈕，巡查人員通過手持?jǐn)?shù)據(jù)采集器讀取信息鈕中的數(shù)據(jù)，采集信息后將信息通過數(shù)據(jù)線傳輸給計(jì)算機(jī)，顯示整個(gè)巡邏巡檢過程。

8 消防報(bào)警系統(tǒng)

綜合管廊電氣消防單艙斷面圖與雙艙斷面圖示例如圖4、圖5 所示。

圖4 綜合管廊消防單艙標(biāo)準(zhǔn)斷面圖Fig.4 Standard Sectional View of Single Compartment of Integrated Pipe Gallery

圖5 綜合管廊消防雙艙標(biāo)準(zhǔn)斷面圖Fig.5 Standard Sectional View of Dual Cabin for Fire Fighting in Integrated Pipe Gallery

8.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

綜合管廊的電力電纜艙室設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其主要由火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)等構(gòu)成。其中火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)包括了分布式光纖線型感溫火災(zāi)探測(cè)子系統(tǒng)；消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)包括了消防應(yīng)急照明和疏散指示等子系統(tǒng)。監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器、消防控制室圖形顯示裝置、消防電話總機(jī)等設(shè)備［4］。

8.2 可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

在天然氣艙室內(nèi)頂部、人員出入口、通風(fēng)口、投料口等等艙室內(nèi)最高點(diǎn)氣體易于聚集和燃?xì)夤艿郎系姆侄伍y門等位置設(shè)天然氣探測(cè)器，并應(yīng)接入可燃?xì)怏w報(bào)警控制器內(nèi)。

9 接地系統(tǒng)

⑴綜合管廊內(nèi)的電氣裝置、設(shè)施的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地應(yīng)共用一個(gè)綜合接地網(wǎng)，總接地電阻不應(yīng)大于1 Ω。綜合管廊內(nèi)所有外界可導(dǎo)電金屬（金屬管道、金屬電纜支架等）、外露可導(dǎo)電金屬（設(shè)備等）和PE 線等均應(yīng)與最短的路徑與接地干線做等電位聯(lián)結(jié)。

⑵管廊接地體應(yīng)盡量利用自然接地體，采用管廊壁內(nèi)、建筑構(gòu)筑物基礎(chǔ)鋼筋作為接地體。

⑶管廊內(nèi)每間隔30 m 采用50 mm×5 mm 鍍鋅扁鋼作為明敷等電位接地帶與兩側(cè)接地帶連接。

⑷管廊內(nèi)在每個(gè)沉降縫段兩端環(huán)聯(lián)并引出與支架接地干線聯(lián)結(jié)。

⑸供配電及照明系統(tǒng)宜采用TN-S 接地保護(hù)系統(tǒng)；變配電房應(yīng)設(shè)專用接地干線，應(yīng)用不小于100 mm2的銅纜就近引至綜合接地網(wǎng)。

⑹火災(zāi)與報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)專用接地干線，應(yīng)用不小于100 mm2的銅纜就近引至綜合接地網(wǎng)，并應(yīng)在消防控制室設(shè)置專用接地板。

⑺綜合管廊高壓電纜系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置專用的接地匯流排或接地干線（不小于50 mm×5 mm 扁銅帶），且應(yīng)在不同的兩點(diǎn)及以上就近與綜合接地網(wǎng)相連接。

10 結(jié)語

目前正值綜合管廊的高速發(fā)展期，國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范、地方標(biāo)準(zhǔn)正在不斷完善更新，要做好管廊的電氣設(shè)計(jì)，必須及時(shí)關(guān)注相關(guān)的規(guī)范新動(dòng)態(tài)。本文結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從供配電、照明、環(huán)控、消防自動(dòng)報(bào)警、防雷等多個(gè)方面闡述了綜合管理電氣設(shè)計(jì)方案，可供廣大設(shè)計(jì)人員參考。