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浅谈隧道电气设计中应注意的几个问题万知龙

发表时间：2020/4/9 来源：《电力设备》2019年第23期作者：万知龙

[导读] 摘要：随着我国经济的发展，对交通的需求越来越大，开通隧道工程是交通发展的必要趋势。

        （青岛交通科技信息有限公司山东青岛 266000）
        摘要：随着我国经济的发展，对交通的需求越来越大，开通隧道工程是交通发展的必要趋势。但目前市政隧道工程在电气设计方面还存在诸多问题需要改进，在施工过程中应当加强对各个环节的控制，保证供电配电系统稳定运行，本文探究了城市隧道供电系统的发展，介绍了其特点，然后阐述了配电系统各部分的电气设计，希望能引起相关人员的关注，不断提高市政隧道工程的质量。
        关键词：隧道技术；能源供配电系统；电气工程
        当一个城市交通方面的需求越来越旺盛的时候，这个城市政府就会开始加强市政隧道项目的建设力度。众所周知，一个城市建设工程中最重要的项目肯定是这个城市的供配电系统，它会直接影响这个城市的发展，工程质量不过关会降低这个城市经济发展的速度，因此，本文论述了市政隧道工程中的供配电的特点，供配电系统的设计应根据负荷类型，技术规范和环境要求适用于确定当地电力需求。
        一、市政隧道工程中供配电系统特点分析
        市政隧道工程中供配电系统主要功能是提高供电系统的可靠性。市政隧道工程建设期间，维护供电可靠性至关重要，一旦产生问题，就会给人民生命财产安全形成相对严重的威胁，象由于供电问题形成火灾等情况，会形成严重的安全事故。其中，一级负荷(关键性通信枢纽、铁路枢纽、国际活动场所等)就是中断供电造成极其严重的政治、经济损失，导致人员伤亡。一级负荷供电方式是指中断供电将造成人身伤亡，或将损坏主要设备且长期难以修复，或给国民经济带来巨大损失。在一级负荷供电方式下应当同时设置备用电源，主要是应用到柴油发电机组、直流蓄电池组；二级负荷(政府办公楼、甲级电影院以及博物馆等)指的是中断供电导致显著的政治、经济损失、公共场所秩序混乱的负荷。其供电方式不仅实施2条相互独立的线路，同时遵循实际状态，需要进行备用电源的配置；三级负荷于供电方式上，并无特殊要求标准，是除一二级负荷以外的其他负荷，是单回路供电模式。具有较多的运行设备，属于市政隧道工程中供配电系统的另一重要特点，一般情况下，建设市政隧道工程规模较大，施工现场环境复杂，建设技术要求高，所以建设期间应用的设备也是较多的。在增加设备的情况下，就必须落实好安全管理设备工作，防止设备形成故障，严重地危害到施工正常进行，或者危及人员安全。
        二、具体分析电气设计中节能技术的发展现状
        在工程项目建设中建筑电气设计是重要的环节，可是根据近几年的发展状况来看，人们生活水平的提高，对电气的需求量也逐年增加，可是在工程项目建筑中，大部分的设计人员从一开始就没有注重建筑电气设计中所使用的各项标准，导致大多数电气安装不明确，很多电气设计都满足不了国家的基本标准，有时还会出现盲目的用电情况。导致这些问题出现的最主要原因就是相关设计人员只是单纯的考虑到了用户的用电需求，完全没有正确的意识到在建筑电气设计中融入节能技术，这样不但会导致能源消耗量加剧，还会威胁到建筑工程的安全。此外，根据调查表明我国还存在着不能高度重视能源短缺情况的问题，不管是针对企业还是个人，完全都没有节约能源的观念，相关的政府也没有给出相应的政策，没有做好落实宣传节能的工作，严重导致我国国民在节能方面的意识较为薄弱，造成很多能源的浪费。
        三、市政政隧道工程中供配电系统的电气设计探究
        1.隧道电气设计中的节能
        在隧道施工及运行过程中，不仅要切实考虑到隧道的安全问题，还要在建造隧道过程中尽量使用环保材料，以促进可持续发展。随着全球变暖，人们逐渐意识到保护环境的重要性，这就需要从生活的方方面面做出努力，隧道的施工建设也不例外。在施工过程中，施工单位也应该尽量选择节能环保材料进行安装，以切实做到节能减排发展。在电气设计中，除了按照国家相关法规进行设备选择外，还可以从技术的各个环节入手实现电力资源的节能降耗。

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例如，隧道中变电所的位置就要尽量设置在负荷中心，缩短供电距离，减少压降损耗，且有时可以考虑采用埋地变压器分散分布在负荷中心，低压供电半径控制在数百米以内，以降低电能损耗以及有色金属的消耗。隧道工程中的照明要求绿色照明，采用高光效灯具，且可以选用电子整流器替代电感整流器，结合实际情况，运用先进的照明控制技术，达到节能的目的。
        2.根据消防负荷设计电源末端切换防火设计
        在城市工程建设中也是一个非常重要的环节，在供电和配电系统，要正确了解消防安全，发挥消防设备的重要作用，探测隐藏在隧道内的火灾，并采取有效措施解决问题。该系统的关键部件是隧道灭火器和自动火灾探测系统。在根据火灾探测系统的要求设计电气设备时，使用最终的双向转换模式来增加消防系统的安全系数。在城市隧道的特殊环境中，直接影响正常运行的接线盒容易受潮，腐蚀或损坏。最佳切换模式可提供稳定的性能模式，并在电缆损坏时提高系统稳定性。
        3.变压器的保护装置设计维护
        供配电系统稳定运行的重要保障就是变压器保护装置，断路器及负荷开关熔断器模式是普遍应用到的变压器保护装置，作为中继电器应用甚广。但在实际工供配电系统工作中经过对比发现负荷开关熔断器的应用优势是较多的。市政隧道供配电系统运行期间，运用此开关方法来切换负荷的方式较多，此环节中出现短路保护的情况非常少。负荷开关熔断器通常是采取开关切换负荷举措，利用熔断器切断短路故障线路，应用期间满足10ms内快速切换保护功效，使将供配电系统安全系数有效提升。针对当前市政隧道实际情况，根据建设标准来建立优化与保护方案，对500kVA以内的容量配电变压器，实施高压熔断器举措，如果配电变压器容量在500kvA以上，采取高压断路器，相互之间进行合理地选用以及协调，则可以使供配电系统平稳的工作。
        4.电缆连接器的改造设计
        电力线路故障原因主要是由外力引起的。当电缆连接器在使用过程中没有紧密密封时会发生泄漏问题。由于人为因素，环境因素，设计因素等因施工过程中电缆连接过程的复杂性，插头本身太大，在安装过程中很容易损坏。改进的电缆连接器设计可以减少潜在的负面影响。高压插头不仅可以降低功率，还可以通过消除插头故障引起的静电来提高效率。
        5.应急电源设计
        应急电源必须满足与城市配电系统相同的条件才能保证电力的安全，该电源的科学设计有效地防止了电源故障的影响。在发生供配电故障时，应急电源要马上响应应急照明，防火，监视，通风和其他设备的安全使用。在规划过程中，要合理选择应急电源，施工单位要从多方面来考虑并选择，包括实际负荷是1级，2级还是3级，运行时间有多久以及如何根据能源需求选择应急电源。用于隧道的典型备用电源是备用发电机，其与柴油发电机，备用电源和回路电源相结合。在隧道建设项目中，要保证施工的安全性，从而合理选择备用电源。
        结束语：
        在隧道工程建设过程中，无论是供配电系统或者是电气设计，都是为隧道工程的顺利开展做基础，所以，在进行设计市政隧道工程中供配电系统期间，应该注意设备的安全可靠，同时，确保其经济适用以及快捷简便，遵循隧道的实际状况，采取最优设施设备。因此希望建设城市隧道的参与人员不断关注城市工程，持续改善问题，将城市建设的更美好。
        参考文献：
        [1]刘延鹏,姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产,2017(35):102.
        [2]刘向,臧增辉,马小军.城市道路隧道照明设计[J].现代建筑电气,2010,1(7):41-46.