城市地下综合管廊电气工程若干问题的探讨

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年第3月第8期   作者:李振龙
[导读] 着社会经济的快速发展,其受到的重视度也在提高,在过去几年的发展中,虽然新技术新方法层出不穷,
        李振龙
        广西交通设计集团有限公司 530029
        摘要:随着社会经济的快速发展,其受到的重视度也在提高,在过去几年的发展中,虽然新技术新方法层出不穷,但是我国的综合管廊发展时间仍然较短,缺乏充足的经验,还存在一些问题亟待解决。关于综合管廊的国家标准也已经出台,但是,它的设计、建设、运营等还存在很多问题需要解决,仍然处于不断总结和发展阶段,需要在实践中不断完善以寻求长远的发展。
        关键词:综合管廊:供配电;电气防潮:通讯网络
        一、供配电系统设计
        1.1负荷等级
        综合管廊的消防设备用电、安防系统用电、设备监控与环境监测用电应按二级负荷供电。目前,考虑灾后管廊内温度变化情况未知,或影响缆线抢修的时效性,通风系统按灾后快速排出高温烟气设计,并兼作日常通风换气之用。但火灾时排烟风机配电线路可能损毁,出现风机断电灾后无法启动情况,建议按消防线路设计。正常照明、排水设备用电、检修插座等按三级负荷供电。
        1.2供电电源
        不同电压等级的电源供电容量与供电距离不同,且应充分调研周边电力情况,结合管廊规模和近远期发展规划,进行技术经济综合比较后,选取与当地供电部门公网供电相适应的供电方案。例如:可由城市公共电网引入多路进线电源,分别沿线供电;也可由城市公共电网引入一处进线电源,集中向各段管廊供电,一般10(20)kV电源采用此供电方案。
        直接引入多路进线电源(其电路如图1所示)的做法,虽能改善管廊负载率低的问题,且电源结构简化,但与市政电源接口多,申请电源复杂,计量分散,运管维护工作量大。根据以往设计经验来看,现行规划、管理工作常常无法适应地下管线快速建设的需要,项目前期输入条件有限,不建议考虑城市低压电网多点供电。
        

        电源方案引入单侧一回市政电源(其电路如图2所示)方案,应急电源若由相邻变电站提供第二路电源,增加了电缆用量;若由EPS装置提供第二路电源也会增加工程造价,也不建议考虑。

        综合管廊具有沿线分布、比较均匀的特点,因此本文推荐电源方案为单/双侧电源双回路树干式供电(单侧形式如图3所示,双侧形式与之类似),在综合管廊沿线设置n个变电站,向供电部门申请两回市电。各变电站或箱变分别设两台10(20)kV变压器,低压侧单母线分段,设置母联开关,要求与进线形成电气连锁。该电源方案与市政电源接口少,统一集中式计量,便于后期管廊的运营维护管理。
        1.3功率因数补偿
        管廊平时的线路负载率低,为减少电压偏差、提高功率因数,尽量满足电气节能要求,可借鉴民建对无功补偿的一般规定,在配电所或箱变低压侧集中电容补偿,考虑功率因数≥0.9。
        1.4低压配电方案
        在实际工程设计中,管廊需考虑人员疏散,一般按不大于200m设置一段防火分区,结合逃生口分别设置一处通风夹层;电气设计以每段防火分区作为供配电区间,在地下或地面合理设置变电站。各变电站负责6~8个供配电区间,供电半径约800m。
        低压配电可选择放射式与树干式相结合形式,供电线路末端压降不应超过标称电压5%。
        根据建筑防火规范强制性要求:消防设备应采用专线,并在末端配电箱双切,因此结合供配电设计规范,消防二级负荷采用双回路供电。非消防二级负荷则可在配电所切换,单回路供电。三级负荷采用单回路即可。
        1.5低压配电线路保护
        根据低压配电电器的选择要求,主进线断路器设过载长延时、短路短延时及瞬时保护脱扣器;由低压段母线配出的供电线路区分其负荷性质、线缆长度对断路器进行不同整定。
        需要注意的是TN系统作为管廊常用的低压系统,线路未专设接地故障保护,一般采用末端馈线开关的过电流保护兼顾。然而据以往设计的总结,配电总箱塑壳开关长延时过电流整定值按全线负荷计算确定,管廊内有风机等电机负载,要求瞬时过流整定值躲过其启动电流;供配电区间设备夹层配电总箱馈线较长,故障电流较小,存在保护延时情况;若开关长期处于拒动情况,故障电流无法排除,会有电气火灾隐患甚至危及人身安全。故保护灵敏度的复核至关重要,必要时线路专设接地故障保护,采用具备相关功能的开关或剩余电流保护装置。


        二、照明系统设计
        2.1正常照明
        根据城市综合管廊规范和电力隧道规程,并结合建成管廊的设计经验,管廊本体人行通道照度可适当提高,由标准中15lx增加到20lx;逃生口和吊装口等处增加局部照度,利于人员出入和设备操作;监控室的照度为300lx,若为监控中心可按500lx设置;通风夹层一般兼顾配电间功能,因此照度按200lx设置。
        2.2应急照明
        以往项目应急照明主要采用分散式(灯具自带蓄电池)或集中式EPS供电,均无法满足近年来对智能疏散的需求。随着《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018的实施,应急照明应采用集中控制系统,系统主控制器设置于监控室;电源采用A型应急照明集中电源,系统线路电压等级24V。不仅提高系统的安全性,而且对系统的监测、运营维护更智能化。
        应急疏散照明照度不低于5lx,监控室、消防设备房设置备用照明,其照度应达到正常照明照度要求。
        2.3主要设计要求
        (1)正常照明灯具采用T5型荧光灯具,吸顶安装于人行通道中间位置,光源宜采用21W,安装间距5m,回路设置动作电流不大于30mA的剩余电流保护装置。
        (2)应急照明灯具采用消防型,吸顶安装,安装间距约15m;管廊逃生口处设置指向性出口标志,管廊本体两端的防火门处分别设置安全出口标志和严禁进入指示灯,避免进入危险区域或引起火势蔓延。管廊人行通道应设置疏散诱导标志灯,安装高度宜为距通道面0.3~0.5m,每隔10m设置一盏。消防应急照明和疏散指示均采用LED光源,系统持续工作时间不小于60min。
        (3)管廊内相对比较潮湿,因此采用的灯具要求防水防潮,满足IP54的防护等级。
        (4)照明灯具在逃生口、两端防火门处均要求设置就地按钮盒,以便维护人员在巡检过程中进行就地手动控制。
        
        三、结束语
        综上所述,我国处于城市化发展的快速时期,城市综合管廊的需求越来越大,但是我国的综合管廊建设尚不成熟,各部分的规范设计等不够完善,这就要求我们共同努力,不断学习发展,改进创新,提高对综合管廊的设计标准,进行科学施工。
        
参考文献:
[1]李蕊,付浩程.综合管廊监控与报警系统设计浅析[J].智能建筑电气技术,2016,l0(3):67-70.
[2]田强,王建,郑立宁,等.城市地下综合管廊智能化运营管理技术研究[J].技术与市场,2015,22(12):27—28.
[3]李明,杨志萍,项佩中.玻璃钢电缆支架的推广应用[J].电力与能源。201l(5):421-423.
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