韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：近些年來(lái)我國城市化建設速度越來(lái)越快，城市建設工程中綜合管廊設計的應用也逐漸增多。對于綜合管廊而言，電力系統在未來(lái)需要重點(diǎn)發(fā)展，也是安全應用方面的步驟。綜合管廊實(shí)際上就是對市政管網(wǎng)的優(yōu)化，讓檢修或者維護效率得到顯著(zhù)提高，確保城市體系日常運行的安全性和穩定性。本文主要對具體應用展開(kāi)分析，對綜合管廊電氣設計中的具體思路進(jìn)行解析。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；電氣設計；思路方式

        作為我國城市的系統，電氣系統不但能夠進(jìn)一步完善城市體系，還能夠方便居民的日常生活。綜合管廊的應用在完備城市功能、裝扮城市景觀(guān)的同時(shí)，還能夠促使城市盡快轉型。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(dòng)力。除此之外，綜合管廊通過(guò)電氣系統設計優(yōu)化能夠運行得更加完備，給人們日常生活提供更多的方便。

        地下綜合管廊，在很多先進(jìn)國家中已經(jīng)應用了百年的時(shí)間，并且在系統日益完備時(shí)增加了規模。1880-1889年，巴黎曾為了改善地下管道的敷設問(wèn)題，重新修建地下管線(xiàn)綜合管廊，同時(shí)也對環(huán)境質(zhì)量的改善起到了非常重要的作用。截止到當前，巴黎的綜合管廊長(cháng)度遠遠超過(guò)100km，系統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了地下綜合管廊。1901-2000年日本和俄羅斯等國家也正式開(kāi)始建設地下綜合管廊。

        反觀(guān)我國，北京、上海、沈陽(yáng)等城市已經(jīng)開(kāi)始應用地下綜合管廊，上海在1992年的時(shí)候建設了浦東新區張楊路共同溝，有著(zhù)規模大、距離長(cháng)的美稱(chēng)，總長(cháng)度11km，其中包括不同種類(lèi)的管線(xiàn)，主要有供水、電力、煤氣和信息管線(xiàn)。另外，北京在2006年也建設了我國第二長(cháng)度綜合管廊。

        本文將某綜合管廊工程作為案例，分析其設計思路和技術(shù)重點(diǎn)。該綜合管廊為四艙設置，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，規劃為干線(xiàn)綜合管廊，管廊總長(cháng)約8300m，設置1處控制中心，38個(gè)防火區。

（1）設計思路與注意事項

        在實(shí)際綜合管廊電氣設計過(guò)程中，需要對城市體系內部的管線(xiàn)線(xiàn)路實(shí)施解析，根據施工現場(chǎng)的整體形勢實(shí)施規劃，按照具體情況制定出相應的綜合管廊電氣設計方案。

（2）電力系統和照明系統

        ①電力系統。供配電系統主要是為綜合管廊內自用動(dòng)力和照明負荷進(jìn)行供配電，是管廊運行的基礎。一般從就近變電站引入兩路10kV電源線(xiàn)，提高電源的可靠性，一主一備，分別接至10個(gè)變壓器，每臺變壓器供電半徑為300～500m。本工程共劃分38個(gè)防火區，即設置38個(gè)配電區間，每個(gè)配電區間設置一臺EPS柜和一臺低壓配電柜（AP配電柜），為該區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急照明，AP柜主要給UPS柜和管廊內動(dòng)力及普通照明供電，其中UPS柜主要為自控系統負荷供電。

        ②照明系統。照明系統主要分為普通照明、應急照明和疏散指示系統，其中普通照明由AP配電柜供電，應急照明由EPS柜供電，平時(shí)兼做普通照明，變壓器斷電后由EPS提供電源，維持時(shí)間不小于180min。疏散指示系統由EPS柜供電，其為常亮狀態(tài)，緊急斷電情況下，維持時(shí)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設置一套應急燈，遇到變形縫及其他設備時(shí)安裝位置可在前后1m范圍內進(jìn)行調整。每個(gè)艙內設置有安全疏散指示燈及安全出口指示燈，安全出口指示燈設置于每個(gè)逃生口和防火門(mén)兩側，安全疏散指示燈每隔18m設置一個(gè)。

（3）自控系統

        1個(gè)控制中心和38個(gè)區域控制站在進(jìn)行連接的過(guò)程中，可通過(guò)采取千兆光纖以太網(wǎng)形式達到目標，每個(gè)控制站要對自身所在的位置的排水泵、管廊溫度等有關(guān)設備實(shí)施控制。港東管溝中的設備主要分為兩種方式，即手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)控制的實(shí)現，主要是通過(guò)控制箱上面的控制按鈕達到的，而自動(dòng)控制的實(shí)現更多是通過(guò)計算機中央控制系統完成的，要想自由轉換手動(dòng)和自動(dòng)控制系統，要借助控制箱上的轉換開(kāi)關(guān)。上述這兩種控制手段在選擇上主要以手動(dòng)方式為主，而當成備選的則是自動(dòng)方式，各個(gè)防火分區間都要具有一個(gè)監測點(diǎn)，用于對濕度傳感器的檢測等。

（4）消防通風(fēng)系統

        在綜合管溝中要進(jìn)行感煙探測器的設置，針對低于3m的管溝，間隔的距離要低于15m；超過(guò)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(jìn)行恢復式感溫電纜的設置。各個(gè)防火分區的出入口位置全部都需要進(jìn)行報警按鈕的設置，需要注意的是按鈕一定要是手動(dòng)的，而且按鈕間的距離應確保在60m以下，和地面的距離要保持在1.4m左右。各個(gè)防火區域都需要設置一個(gè)報警鈴，且需要設置在正中間的位置上。對講電話(huà)要設置在地下綜合管溝和區域設備40m的位置上，距離地面的高度也應該是1.4m。

（5）安全防范系統

        安全防范系統的設計應包含閉路電視監控系統、報警系統和出入口門(mén)禁系統?？刂浦行闹卸紤獡碛斜O控機房，38個(gè)區域設備間都需要具有機柜監視器。綜合管溝中每個(gè)檢修出口區域都需要進(jìn)行門(mén)禁讀卡器的設置，而且還需要將防盜報警探測器設置在每個(gè)檢查修理的入口處和設備中間，一旦有通過(guò)不正當手段入侵的情況發(fā)生，可以及時(shí)報警。防火分區中每隔200m設置快速球型攝像機，用來(lái)對管溝內部的情況進(jìn)行監測和控制。

（6）通風(fēng)設備供電設計

        因為綜合管廊系統并不是處于地面，而是處于地下這個(gè)特殊的區域，這樣一來(lái)，就增加了施工的難度。假如綜合管廊系統內部未設置通風(fēng)設施，空氣長(cháng)時(shí)間處于密不通風(fēng)的狀態(tài)，會(huì )帶給綜合管廊系統諸多負作用?；诖?，需要設置通風(fēng)設備，并單獨設計供電系統，即在綜合管廊電氣系統中設置專(zhuān)門(mén)的供電系統，讓此設備負責通風(fēng)，在不會(huì )干擾城市電力系統的同時(shí)，達到綜合管廊空氣流動(dòng)自如的目標。此外，按照有關(guān)的要求通風(fēng)設備是一路電源供電的三級非消防負荷，因此在設計過(guò)程中需要設計出備用的電源結構等。

（1）管廊交叉位置線(xiàn)槽的穿越

        由于綜合管廊交叉位置有著(zhù)諸多的管線(xiàn)，結構非常復雜，這就提高了電纜線(xiàn)槽的敷設難度?；诖?，在施工前應對工藝圖紙和施工圖實(shí)施充分的研究，詳細的敷設區域應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(xiàn)槽間的交叉

        假如電纜線(xiàn)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)管位置設置的重視，并空余出較大的空間，方便后階段操作的實(shí)施。

（3）控制箱和電纜線(xiàn)槽間位置的沖突

        在電纜線(xiàn)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(xiàn)槽的位置出現沖突的情況。

（4）設備間的電纜出線(xiàn)口與風(fēng)管設置沖突

        風(fēng)管的增加有很大概率會(huì )讓之前設計過(guò)程中空余出來(lái)的穿墻洞被風(fēng)管擋住，在施工過(guò)程中應和現場(chǎng)具體情況進(jìn)行緊密的聯(lián)系，從而對敷設的位置進(jìn)行確定，可以避開(kāi)就盡量避開(kāi)，無(wú)法避開(kāi)的就需要現場(chǎng)鑿開(kāi)山洞。

        綜合管廊就是在城市的地下管道中，進(jìn)行隧道空間的建設，不但能夠確保城市供電、供水等的正常實(shí)施，提供各項基本設施服務(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(wèn)題，另外，它還具有相應的防震減災的效果。積極對綜合管廊所采用的技術(shù)手段進(jìn)行創(chuàng )新，提高其應用率，讓綜合管廊設計可以符合人們日常生活的需求，并提升城市的整體承載水平，這對我國更好地完善城市基本設施建設具有著(zhù)重要的促進(jìn)作用。

（1）平臺概述

        AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網(wǎng)絡(luò )、系統架構、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數據服務(wù)等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

（2）平臺組成

        安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環(huán)境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門(mén)監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器、手機APP獲取數據，通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一管理、統一調度，同時(shí)滿(mǎn)足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

（3）平臺拓撲圖

 

 

（4）平臺子系統

電力監控

        電力監控主要針對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(jìn)行保護和監控，對0.4kV出線(xiàn)配置多功能計量?jì)x表，用于測控出線(xiàn)回路電氣參數和用能情況，可實(shí)時(shí)監控高低壓供配電系統開(kāi)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、事故報警及記錄等。

 

環(huán)境監測

        環(huán)境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門(mén)禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時(shí)也可接入管廊艙室內的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機等設備集成的第三方系統完成管廊環(huán)境綜合監控。

 

 

 

馬達監控

        馬達監控實(shí)現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實(shí)現對電機過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯(lián)動(dòng)控制。

 

電氣安全

        AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門(mén)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(shí)時(shí)顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預警。

 

智能照明控制

        ①　防火分區單獨控制，分區內設置智能控制面板就地驅動(dòng)器；開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器連接消防報警系統，接收消防報警信息，強制打開(kāi)驅動(dòng)器回路。

        ②　廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進(jìn)入管廊內自動(dòng)開(kāi)啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開(kāi)后燈具關(guān)閉。

        ③　除了現場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現集中控制，實(shí)時(shí)遠程監控當前區域的照明情況，必要時(shí)可遠程控制該區域的照明。

        ④　考慮現場(chǎng)模塊分布較廣，距離過(guò)長(cháng)，除了現場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現集中控制，實(shí)時(shí)遠程監控當前區域的照明情況，必要時(shí)可遠程控制該區域的照明。

        ⑤　系統支持單控、區域控制、自動(dòng)控制、感應控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制，避免同時(shí)亮燈負荷對配電系統造成沖擊。模塊不依賴(lài)系統，可獨立工作，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊，可根據經(jīng)緯度自動(dòng)識別日出日落時(shí)間實(shí)現自動(dòng)控制功能。

（1）電力監控及配電室環(huán)境監控系統

 

（2）智能照明系統

 

 

（3）電氣火災監控系統

 

 

（4）消防設備電源監控系統

 

（5）防火門(mén)監控系統

（6）消防應急照明和疏散指示系統

 

        綜合管廊設備擁有各種明顯的應用優(yōu)勢，不但受到政府管理部門(mén)的青睞，在城市管線(xiàn)部門(mén)中也是廣泛歡迎。但其所用的電氣系統，應該得到人們充分的重視，不斷完善其設計思路和施工手段，這樣才可以很大程度地發(fā)揮綜合管廊的作用?，F階段，國家提倡科學(xué)使用土地資源，而綜合管廊的應用正好迎合此要求。除此之外，它還可以很好地起到優(yōu)化環(huán)境的效果，進(jìn)一步提升城市居民整體生活的質(zhì)量，滿(mǎn)足人們不同方面的需要?；诖?，綜合管廊在未來(lái)必定會(huì )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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韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智慧用電的研發(fā)與應用。