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簡析管廊電氣設(shè)計思路及具體方式

發(fā)布時間： 2023-03-24　　點擊次數(shù)： 888次

王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司

0引言

作為我國城市的系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)不但能夠進一步完善城市體系，還能夠方便居民的日常生活。綜合管廊的應(yīng)用在完備城市功能、裝扮城市景觀的同時，還能夠促使城市盡快轉(zhuǎn)型。這對于城市整體承載水平與城市化發(fā)展質(zhì)量的提升非常有幫助，對公共產(chǎn)品的有效投資、經(jīng)濟發(fā)展提供全新動力。除此之外，綜合管廊通過電氣系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化能夠運行得更加完備，給人們?nèi)粘Ｉ钐峁└嗟姆奖恪?/div>

1 現(xiàn)階段國內(nèi)外綜合管廊的情況

地下綜合管廊，在很多先進國家中已經(jīng)應(yīng)用了百年的時間，并且在系統(tǒng)日益完備時增加了規(guī)模。1880-1889年，巴黎曾為了改善地下管道的敷設(shè)問題，重新修建地下管線綜合管廊，同時也對環(huán)境質(zhì)量的改善起到了非常重要的作用。截止到當(dāng)前，巴黎的綜合管廊長度遠遠超過100km，系統(tǒng)方面相對而言也較為完備。緊跟巴黎的腳步，倫敦等歐洲城市也前后建設(shè)了地下綜合管廊。1901-2000年日本和俄羅斯等國家也正式開始建設(shè)地下綜合管廊。

反觀我國，北京、上海、沈陽等城市已經(jīng)開始應(yīng)用地下綜合管廊，上海在1992年的時候建設(shè)了浦東新區(qū)張楊路共同溝，有著規(guī)模大、距離長的美稱，總長度11km，其中包括不同種類的管線，主要有供水、電力、煤氣和信息管線。另外，北京在2006年也建設(shè)了我國第二長度綜合管廊。

2 工程實例分析

本文將某綜合管廊工程作為案例，分析其設(shè)計思路和技術(shù)重點。該綜合管廊為四艙設(shè)置，分別為電力艙、通信艙、污水艙、燃氣艙，斷面尺寸B×H=11.0m×4.2m，管廊起于一號路，止于環(huán)城東路，規(guī)劃為干線綜合管廊，管廊總長約8300m，設(shè)置1處控制中心，38個防火區(qū)。

3 綜合管廊電氣設(shè)計思路及具體方式

（1）設(shè)計思路與注意事項

在實際綜合管廊電氣設(shè)計過程中，需要對城市體系內(nèi)部的管線線路實施解析，根據(jù)施工現(xiàn)場的整體形勢實施規(guī)劃，按照具體情況制定出相應(yīng)的綜合管廊電氣設(shè)計方案。

（2）電力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)

①電力系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)主要是為綜合管廊內(nèi)自用動力和照明負荷進行供配電，是管廊運行的基礎(chǔ)。一般從就近變電站引入兩路10kV電源線，提高電源的可靠性，一主一備，分別接至10個變壓器，每臺變壓器供電半徑為300～500m。本工程共劃分38個防火區(qū)，即設(shè)置38個配電區(qū)間，每個配電區(qū)間設(shè)置一臺EPS柜和一臺低壓配電柜（AP配電柜），為該區(qū)間的所有用電負荷配電。EPS柜和AP配電柜均由變壓器低壓配電柜直接供電，EPS柜所帶負荷為消防及應(yīng)急照明，AP柜主要給UPS柜和管廊內(nèi)動力及普通照明供電，其中UPS柜主要為自控系統(tǒng)負荷供電。

②照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)主要分為普通照明、應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，其中普通照明由AP配電柜供電，應(yīng)急照明由EPS柜供電，平時兼做普通照明，變壓器斷電后由EPS提供電源，維持時間不小于180min。疏散指示系統(tǒng)由EPS柜供電，其為常亮狀態(tài)，緊急斷電情況下，維持時間不小于180min。普通的照明燈具的布置安裝：照明燈具18W吸頂安裝，燈具布置間距為6m，間隔24m設(shè)置一套應(yīng)急燈，遇到變形縫及其他設(shè)備時安裝位置可在前后1m范圍內(nèi)進行調(diào)整。每個艙內(nèi)設(shè)置有安全疏散指示燈及安全出口指示燈，安全出口指示燈設(shè)置于每個逃生口和防火門兩側(cè)，安全疏散指示燈每隔18m設(shè)置一個。

（3）自控系統(tǒng)

1個控制中心和38個區(qū)域控制站在進行連接的過程中，可通過采取千兆光纖以太網(wǎng)形式達到目標(biāo)，每個控制站要對自身所在的位置的排水泵、管廊溫度等有關(guān)設(shè)備實施控制。港東管溝中的設(shè)備主要分為兩種方式，即手動和自動。手動控制的實現(xiàn)，主要是通過控制箱上面的控制按鈕達到的，而自動控制的實現(xiàn)更多是通過計算機中央控制系統(tǒng)完成的，要想自由轉(zhuǎn)換手動和自動控制系統(tǒng)，要借助控制箱上的轉(zhuǎn)換開關(guān)。上述這兩種控制手段在選擇上主要以手動方式為主，而當(dāng)成備選的則是自動方式，各個防火分區(qū)間都要具有一個監(jiān)測點，用于對濕度傳感器的檢測等。

（4）消防通風(fēng)系統(tǒng)

在綜合管溝中要進行感煙探測器的設(shè)置，針對低于3m的管溝，間隔的距離要低于15m；超過3m的管溝間隔的距離要低于12m。在電纜橋上方的位置上，可進行恢復(fù)式感溫電纜的設(shè)置。各個防火分區(qū)的出入口位置全部都需要進行報警按鈕的設(shè)置，需要注意的是按鈕一定要是手動的，而且按鈕間的距離應(yīng)確保在60m以下，和地面的距離要保持在1.4m左右。各個防火區(qū)域都需要設(shè)置一個報警鈴，且需要設(shè)置在正中間的位置上。對講電話要設(shè)置在地下綜合管溝和區(qū)域設(shè)備40m的位置上，距離地面的高度也應(yīng)該是1.4m。

（5）安全防范系統(tǒng)

安全防范系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)包含閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和出入口門禁系統(tǒng)?？刂浦行闹卸紤?yīng)擁有監(jiān)控機房，38個區(qū)域設(shè)備間都需要具有機柜監(jiān)視器。綜合管溝中每個檢修出口區(qū)域都需要進行門禁讀卡器的設(shè)置，而且還需要將防盜報警探測器設(shè)置在每個檢查修理的入口處和設(shè)備中間，一旦有通過不正當(dāng)手段入侵的情況發(fā)生，可以及時報警。防火分區(qū)中每隔200m設(shè)置快速球型攝像機，用來對管溝內(nèi)部的情況進行監(jiān)測和控制。

（6）通風(fēng)設(shè)備供電設(shè)計

因為綜合管廊系統(tǒng)并不是處于地面，而是處于地下這個特殊的區(qū)域，這樣一來，就增加了施工的難度。假如綜合管廊系統(tǒng)內(nèi)部未設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，空氣長時間處于密不通風(fēng)的狀態(tài)，會帶給綜合管廊系統(tǒng)諸多負作用?；诖?，需要設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，并單獨設(shè)計供電系統(tǒng)，即在綜合管廊電氣系統(tǒng)中設(shè)置專門的供電系統(tǒng)，讓此設(shè)備負責(zé)通風(fēng)，在不會干擾城市電力系統(tǒng)的同時，達到綜合管廊空氣流動自如的目標(biāo)。此外，按照有關(guān)的要求通風(fēng)設(shè)備是一路電源供電的三級非消防負荷，因此在設(shè)計過程中需要設(shè)計出備用的電源結(jié)構(gòu)等。

4 綜合管廊電氣設(shè)計施工中應(yīng)重視的問題

（1）管廊交叉位置線槽的穿越

由于綜合管廊交叉位置有著諸多的管線，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，這就提高了電纜線槽的敷設(shè)難度。基于此，在施工前應(yīng)對工藝圖紙和施工圖實施充分的研究，詳細的敷設(shè)區(qū)域應(yīng)該由各方人員一同商量再決定。

（2）管道艙中風(fēng)管與電纜線槽間的交叉

假如電纜線槽的施工在風(fēng)管施工之前，那么施工方就需要提高對風(fēng)管位置設(shè)置的重視，并空余出較大的空間，方便后階段操作的實施。

（3）控制箱和電纜線槽間位置的沖突

在電纜線槽完成所有的安裝步驟后安裝控制箱，這樣才可以更好地防止其和電纜線槽的位置出現(xiàn)沖突的情況。

（4）設(shè)備間的電纜出線口與風(fēng)管設(shè)置沖突

風(fēng)管的增加有很大概率會讓之前設(shè)計過程中空余出來的穿墻洞被風(fēng)管擋住，在施工過程中應(yīng)和現(xiàn)場具體情況進行緊密的聯(lián)系，從而對敷設(shè)的位置進行確定，可以避開就盡量避開，無法避開的就需要現(xiàn)場鑿開山洞。

5 綜合管廊對城市化發(fā)展的重要作用

綜合管廊就是在城市的地下管道中，進行隧道空間的建設(shè)，不但能夠確保城市供電、供水等的正常實施，提供各項基本設(shè)施服務(wù)，而且還能夠減少城市的道路交通壓力，較好地解決困擾城市的交通擁堵的問題，另外，它還具有相應(yīng)的防震減災(zāi)的效果。積極對綜合管廊所采用的技術(shù)手段進行創(chuàng)新，提高其應(yīng)用率，讓綜合管廊設(shè)計可以符合人們?nèi)粘Ｉ畹男枨螅⑻嵘鞘械恼w承載水平，這對我國更好地完善城市基本設(shè)施建設(shè)具有著重要的促進作用。

6 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

（1）平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

（2）平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

（3）平臺拓撲圖

（4）平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

馬達監(jiān)控

馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動控制。

電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預(yù)警。

智能照明控制

①　防火分區(qū)單獨控制，分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能控制面板就地驅(qū)動器；開關(guān)驅(qū)動器連接消防報警系統(tǒng)，接收消防報警信息，強制打開驅(qū)動器回路。

②　廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內(nèi)自動開啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮，離開后燈具關(guān)閉。

③　除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

④　考慮現(xiàn)場模塊分布較廣，距離過長，除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

⑤　系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能。

7相關(guān)平臺部署硬件選型清單

（1）電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

（2）智能照明系統(tǒng)

（3）電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

（4）消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

（5）防火門監(jiān)控系統(tǒng)

（6）消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

8 結(jié)束語

綜合管廊設(shè)備擁有各種明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，不但受到政府管理部門的青睞，在城市管線部門中也是廣泛歡迎。但其所用的電氣系統(tǒng)，應(yīng)該得到人們充分的重視，不斷完善其設(shè)計思路和施工手段，這樣才可以很大程度地發(fā)揮綜合管廊的作用。現(xiàn)階段，國家提倡科學(xué)使用土地資源，而綜合管廊的應(yīng)用正好迎合此要求。除此之外，它還可以很好地起到優(yōu)化環(huán)境的效果，進一步提升城市居民整體生活的質(zhì)量，滿足人們不同方面的需要?；诖?，綜合管廊在未來必定會得到又快又好的發(fā)展，給人們提供更好的服務(wù)。

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