城市综合管廊工程电气设计方法

黄胜强 覃雪明

摘要：摘要：城市综合管廊工程是指在城市道路范围内建造一个地下市政综合廊道，将电力、通信、供水、燃气等多种市政管线集中放置，实行“统一规划、统一建设、统一管理”，以做到地下空间的综合利用和资源共享。城市综合管廊是保障城市运行的重要基础设施。本文阐述了综合管廊的电气设计方法。

关键词：城市综合管廊、电气设计

管廊工程的目的是将城市地下电力、通信、燃气、给排水、热力等几大类管线进行集中管理，方便科学合理的布控，使之形成能够共同使用的共用管道。城市综合管廊的电气设计内容包括变配电系统设计、照明系统设计、防雷、接地及安全措施设计。

一、负荷等级及电源

根据国家规范《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015及综合管廊负荷运行的安全要求，消防设备、应急照明、天然气舱事故风机、天然气舱紧急切断阀（预留）、监控和报警设备、逃生口液压电力井盖为二级负荷（消防负荷）;一般照明、一般通风机、排水泵、检修插座箱等为三级负荷（非消防负荷）。电源由附近10kV开闭所引来两回10kV线路。

二、变配电系统

综合管廊通常每个仓都会划分为多个防火分区，每个防火分区长度大概为200米，管廊配电应以防火分区作为配电单元。变压器的设置应充分考虑各配电单元的供电半径。以笔者参与的某城市综合管廊工程为例，管廊总长度约1.8千米，本工程管廊为四仓，分别为电力舱、综合舱、热力舱及燃气仓，实施范围内电力舱、综合舱、热力舱划分为4～14防火分区;燃气仓划分为4～13防火分区。各综合仓电力仓热力仓3～5防火分区及燃气仓4～5防火分区配电单元电源由控制中心变电所引来。其余防火分区配电单元接自地埋式箱式变电站。根据0.4kV电压等级最大允许的电压降、以确保电能质量的要求，供电半径约为600～ 800m，对于特殊远离变电所的区段，适当增大配电电缆的截面，使得末端电压不低于正常的95%。

三、照明配电及动力配电

照明标准：综合管廊内设一般照明和应急照明，其中应急照明兼做一般照明。管廊普通段照度15lx，最低照度5lx，人员进出口、人员逃生口、设备操作处、投料口等处局部照度提高到100lx。

城市综合管廊应设置应急照明及疏散照明指示灯。为了减少照明系统的复杂性及减少投资，宜采用部分正常照明灯具兼做应急照明灯具，应急照明灯具和一般照明灯具交叉布置，应急照明照度不低于正常照度的50%，疏散指示灯距不大于20m，并在出入口设安全出口标识。由于综合管廊处于地下设施，管廊内部空间狭小，而且管线数量众多，对疏散照明指示灯的安装造成一定难度，由于内部管线通常在管廊竣工交付后才进场施工，应急照明灯具特别是疏散照明指示灯的原有安装位置可能会被管线遮挡，达不到消防规范要求，则应根据管线进场后的现场实际情况进行调整，确保灯具不被遮挡，紧急情况下消防通道的照明及疏散要求。

照明灯具光源采用防潮型，LED灯。在综合管廊每个分区的人员进出口处设置该分区通风、照明的控制开关。

1、动力配电：

一般风机：管廊内一般通风机的配电由设于各区间的非消防负荷配电柜供电，现场设风机控制箱。远方即可通过设于该区间各出入口的按钮盒控制，便于人员进出时开停风机，确保空气畅通;还可以通过自动化系统控制，以自动调节管廊内的空气质量和温湿度。当火灾时，排风机由火灾联动系统采用干接点的形式强制停机。

天然气舱事故风机：天然气舱事故风机的配电由设于各区间的消防负荷配电柜供电，现场设风机控制箱。远方即可通过设于该区间各出入口的按钮盒控制，便于人员进出时开停风机;还可以通过自动化系统控制，以自动调节管廊内的空气质量和温湿度。当天然气浓度大于其爆炸下限值的20%，应由可天然气体报警控制器联动启动本区段及相邻区段天然气舱的事故风机。

插座箱：在综合管廊沿线约每50米～60米左右设置一只检修插座箱，作施工安装、维修等临时接电之用，检修插座箱采用链式供电。天然气舱插座箱平时不送电，当需要临时用电，在环境符合安全条件时可短时合闸供电，应注意的是，负荷计算时，同一分区内的插座箱只计1个箱的在同时使用。

四、防雷接地

综合管廊为地下构筑物，无需设置防直接雷击措施。地面以上建构筑物按规范要求设置防直击雷保护。管廊内工作接地、保护接地和自控设备接地共用接地装置，接地电阻不大于1Ω。综合管廊内集中敷设了大量的电缆，为了综合管廊运行安全，应有可靠的接地系统。除利用构筑物主钢筋作为自然接地体，在综合管廊内壁将各个构筑物段的建筑主钢筋相互连接构成法拉第笼式主接地网系统。综合管廊内所有电缆支架均经通长接地线与主接地网相互连接。另外，在综合管廊内壁和外壁每隔30m处应设置人工接地体预埋连接板，作为后备接地。综合管廊接地网还应与各变电所接地系统可靠连接，组成分布式大接地系统，接地电阻应不大于1欧姆。并满足电力公司高电压电缆接地阻值要求。

五、电缆敷设

综合管廊内自用电缆在综合管廊内采用电缆桥架敷设，电缆桥架采用无孔槽式并作防火处理。出电缆桥架穿热镀锌钢管敷设。电缆穿越防火门时应采用防火隔板或防火泥做防火封堵。消防用电缆均采用耐火或不燃电缆，敷设线路需作防火保护，其余电缆均采用阻燃电缆。在电力电缆接头处应设置自动灭火装置。在天然气舱敷设的电缆不应有中间接头，并按现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058规定的2区要求作防爆隔离密封处理。

六、电气设备选择和安装

低压配电柜和控制箱：安全型固定柜盘，柜（箱）体优质钢板，静电喷塑，防护等级不低于IP54，透明观察面板。天然气舱内的电气设备均采用隔爆型，满足爆炸性气体环境2区的要求。低压电力、照明线路采用的绝缘导线和电缆的额定电压应高于或等于工作电压，且Uo/U不应低于工作电压。中性线的额定电压应与相线电压相等，并应在同一护套或保护管内敷设。除在配电盘、接线箱或采用金属导管配线系统内。无护套的电线不应作为供配电线路。

插座箱：高强度箱体，防水防潮防撞击，配工业防水插座。天然气舱内的插座箱采用隔爆型。插座箱平时不送电，当需要临时用电，同时环境符合安全条件时可短时合闸供电。

照明灯具：高效、节能型、显色指数满足工況要求的绿色照明光源，以LED光源为主，考虑管廊环境潮湿，灯具防护等级不低于 IP54，防触电保护等级I类。天然气舱内的灯具采用防爆型。

综合仓内照明、动力箱等为支架上明装，底边距地1.5m。电力仓和天然气仓照明、动力箱等为侧壁明装，底边距地1.5m。其中应急照明箱、监控箱的箱体，应有明显标志，并作防火处理。

七、电气节能措施

1、选用节能型变压器，接线方式为D，Yn-11接线组别;选择适当的变压器及负载率，使变压器处于较佳的运行状态。

2、变电所处于负荷中心，减少线路长度，降低线路损耗。

3、低压配电系统的无功补偿采用集中补偿方式，要求补偿后功率因数达到0.9以上。

4、电力线路尽量做到三相平衡。

5、照明工程照度严格按照《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015要求，灯具采用高光效节能型LED灯具。值得一提的是，随着智能照明技术的进步，现在有不少厂家专门针对城市综合管廊开发的智能照明系统，做到人来灯亮，人走灯暗的效果，节能效果显著。

结语

电气系统是城市综合管廊的重要组成部分，电气系统的设计直接影响到后期综合管廊正常运行、人员安全保障及维护成本，所以，设计者应该不断探索设计新技术、新材料的运用，充分运用智能新技术，以确保电气系统达到安全、可靠、高效的设计目标。

参考文献：

[1]石磊.基于城市综合管廊电气设计要点浅述[J].百科论坛电子杂志，2018（17）：50.

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