简析管廊电气设计思路及具体方式

摘要：近些年来我国城市化建设速度越来越快，城市建设工程中综合管廊设计的应用也逐渐增多。对于综合管廊而言，电力系统在未来需要重点发展，也是安全应用方面不可或缺的步骤。综合管廊实际上就是对市政管网的优化，让检修或者维护效率得到显著提高，确保城市体系日常运行的安全性和稳定性。本文主要对具体应用展开分析，对综合管廊电气设计中的具体思路进行解析。
关键词：综合管廊；电气设计；思路方式
0引言
        作为我国城市不可或缺的系统，电气系统不但能够进一步完善城市体系，还能够方便居民的日常生活。综合管廊的应用在完备城市功能、装扮城市景观的同时，还能够促使城市尽快转型。这对于城市整体承载水平与城市化发展质量的提升非常有帮助，对公共产品的有效投资、经济完美发展提供全新动力。除此之外，综合管廊通过电气系统设计优化能够运行得更加完备，给人们日常生活提供更多的方便。
1 现阶段国内外综合管廊的情况
        地下综合管廊，在很多先进国家中已经应用了百年的时间，并且在系统日益完备时增加了规模。1880-1889年，巴黎曾为了改善地下管道的敷设问题，重新修建地下管线综合管廊，同时也对环境质量的改善起到了非常重要的作用。截止到当前，巴黎的综合管廊长度远远超过100km，系统方面相对而言也较为完备。紧跟巴黎的脚步，伦敦等欧洲城市也前后建设了地下综合管廊。1901-2000年日本和俄罗斯等国家也正式开始建设地下综合管廊。
        反观我国，北京、上海、沈阳等城市已经开始应用地下综合管廊，上海在1992年的时候建设了浦东新区张杨路共同沟，有着规模大、距离长的美称，总长度11km，其中包括不同种类的管线，主要有供水、电力、煤气和信息管线。另外，北京在2006年也建设了我国第二长度综合管廊。
2 工程实例分析
        本文将某综合管廊工程作为案例，分析其设计思路和技术重点。该综合管廊为四舱设置，分别为电力舱、通信舱、污水舱、燃气舱，断面尺寸B×H=11.0m×4.2m，管廊起于一号路，止于环城东路，规划为干线综合管廊，管廊总长约8300m，设置1处控制中心，38个防火区。
3 综合管廊电气设计思路及具体方式
（1）设计思路与注意事项
        在实际综合管廊电气设计过程中，需要对城市体系内部的管线线路实施解析，根据施工现场的整体形势实施规划，按照具体情况制定出相应的综合管廊电气设计方案。
（2）电力系统和照明系统
        ①电力系统。供配电系统主要是为综合管廊内自用动力和照明负荷进行供配电，是管廊运行的基础。一般从就近变电站引入两路10kV电源线，提高电源的可靠性，一主一备，分别接至10个变压器，每台变压器供电半径为300～500m。本工程共划分38个防火区，即设置38个配电区间，每个配电区间设置一台EPS柜和一台低压配电柜（AP配电柜），为该区间的所有用电负荷配电。EPS柜和AP配电柜均由变压器低压配电柜直接供电，EPS柜所带负荷为消防及应急照明，AP柜主要给UPS柜和管廊内动力及普通照明供电，其中UPS柜主要为自控系统负荷供电。
        ②照明系统。照明系统主要分为普通照明、应急照明和疏散指示系统，其中普通照明由AP配电柜供电，应急照明由EPS柜供电，平时兼做普通照明，变压器断电后由EPS提供电源，维持时间不小于180min。疏散指示系统由EPS柜供电，其为常亮状态，紧急断电情况下，维持时间不小于180min。普通的照明灯具的布置安装：照明灯具18W吸顶安装，灯具布置间距为6m，间隔24m设置一套应急灯，遇到变形缝及其他设备时安装位置可在前后1m范围内进行调整。每个舱内设置有安全疏散指示灯及安全出口指示灯，安全出口指示灯设置于每个逃生口和防火门两侧，安全疏散指示灯每隔18m设置一个。
（3）自控系统
        1个控制中心和38个区域控制站在进行连接的过程中，可通过采取千兆光纤以太网形式达到目标，每个控制站要对自身所在的位置的排水泵、管廊温度等有关设备实施控制。港东管沟中的设备主要分为两种方式，即手动和自动。手动控制的实现，主要是通过控制箱上面的控制按钮达到的，而自动控制的实现更多是通过计算机中央控制系统完成的，要想自由转换手动和自动控制系统，要借助控制箱上的转换开关。上述这两种控制手段在选择上主要以手动方式为主，而当成备选的则是自动方式，各个防火分区间都要具有一个监测点，用于对湿度传感器的检测等。
（4）消防通风系统
        在综合管沟中要进行感烟探测器的设置，针对低于3m的管沟，间隔的距离要低于15m；超过3m的管沟间隔的距离要低于12m。在电缆桥上方的位置上，可进行恢复式感温电缆的设置。各个防火分区的出入口位置全部都需要进行报警按钮的设置，需要注意的是按钮一定要是手动的，而且按钮间的距离应确保在60m以下，和地面的距离要保持在1.4m左右。各个防火区域都需要设置一个报警铃，且需要设置在正中间的位置上。对讲电话要设置在地下综合管沟和区域设备40m的位置上，距离地面的高度也应该是1.4m。
（5）安全防范系统
        安全防范系统的设计应包含闭路电视监控系统、报警系统和出入口门禁系统。控制中心中都应拥有监控机房，38个区域设备间都需要具有机柜监视器。综合管沟中每个检修出口区域都需要进行门禁读卡器的设置，而且还需要将防盗报警探测器设置在每个检查修理的入口处和设备中间，一旦有通过不正当手段入侵的情况发生，可以及时报警。防火分区中每隔200m设置快速球型摄像机，用来对管沟内部的情况进行监测和控制。
（6）通风设备供电设计
        因为综合管廊系统并不是处于地面，而是处于地下这个特殊的区域，这样一来，就增加了施工的难度。假如综合管廊系统内部未设置通风设施，空气长时间处于密不通风的状态，会带给综合管廊系统诸多负作用。基于此，需要设置通风设备，并单独设计供电系统，即在综合管廊电气系统中设置专门的供电系统，让此设备负责通风，在不会干扰城市电力系统的同时，达到综合管廊空气流动自如的目标。此外，按照有关的要求通风设备是一路电源供电的三级非消防负荷，因此在设计过程中需要设计出备用的电源结构等。
4 综合管廊电气设计施工中应重视的问题
（1）管廊交叉位置线槽的穿越
        由于综合管廊交叉位置有着诸多的管线，结构非常复杂，这就提高了电缆线槽的敷设难度。基于此，在施工前应对工艺图纸和施工图实施充分的研究，详细的敷设区域应该由各方人员一同商量再决定。
（2）管道舱中风管与电缆线槽间的交叉
        假如电缆线槽的施工在风管施工之前，那么施工方就需要提高对风管位置设置的重视，并空余出较大的空间，方便后阶段操作的实施。
（3）控制箱和电缆线槽间位置的冲突
        在电缆线槽完成所有的安装步骤后安装控制箱，这样才可以更好地防止其和电缆线槽的位置出现冲突的情况。
（4）设备间的电缆出线口与风管设置冲突
        风管的增加有很大概率会让之前设计过程中空余出来的穿墙洞被风管挡住，在施工过程中应和现场具体情况进行紧密的联系，从而对敷设的位置进行确定，可以避开就尽量避开，无法避开的就需要现场凿开山洞。
5 综合管廊对城市化发展的重要作用
        综合管廊就是在城市的地下管道中，进行隧道空间的建设，不但能够确保城市供电、供水等的正常实施，提供各项基本设施服务，而且还能够减少城市的道路交通压力，较好地解决困扰城市的交通拥堵的问题，另外，它还具有相应的防震减灾的效果。积极对综合管廊所采用的技术手段进行创新，提高其应用率，让综合管廊设计可以符合人们日常生活的需求，并提升城市的整体承载水平，这对我国更好地完善城市基本设施建设具有着重要的促进作用。
6 AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台
（1）平台概述
        AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。
（2）平台组成
        安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。
（3）平台拓扑图

 
 
（4）平台子系统
电力监控
        电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

 
环境监测
        环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

 

 
 
马达监控
        马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。
 

电气安全
        AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

 
智能照明控制
        ①　防火分区单独控制，分区内设置智能控制面板就地驱动器；开关驱动器连接消防报警系统，接收消防报警信息，强制打开驱动器回路。
        ②　廊内上方安装智能照明传感器，使人员进入管廊内自动开启灯具，在管廊内停留灯具保持常亮，离开后灯具关闭。
        ③　除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。
        ④　考虑现场模块分布较广，距离过长，除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。
        ⑤　系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，支持延时控制，避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统，可独立工作，每个模块均自带时间模块，可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。

7相关平台部署硬件选型清单
（1）电力监控及配电室环境监控系统





 
（2）智能照明系统



 
 
（3）电气火灾监控系统

 
 
（4）消防设备电源监控系统

 
（5）防火门监控系统

（6）消防应急照明和疏散指示系统




 
8 结束语
        综合管廊设备拥有各种明显的应用优势，不但受到政府管理部门的青睐，在城市管线部门中也是广泛欢迎。但其所用的电气系统，应该得到人们充分的重视，不断完善其设计思路和施工手段，这样才可以很大程度地发挥综合管廊的作用。现阶段，国家提倡科学使用土地资源，而综合管廊的应用正好迎合此要求。除此之外，它还可以很好地起到优化环境的效果，进一步提升城市居民整体生活的质量，满足人们不同方面的需要。基于此，综合管廊在未来必定会得到又快又好的发展，给人们提供更好的服务。
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作者简介
陈芳芳，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智慧用电的研发与应用。