综合管廊电力设计要点分析

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月9期   作者:边超
[导读] 综合管廊作为城市基础设施中的重要组成部分,
        边超
        天津市泰达工程设计有限公司  天津市  300453

        摘要:综合管廊作为城市基础设施中的重要组成部分,直接和城市的日常生活、工业生产紧密相连。而在城市综合管廊铺设过程中,需要根据城市发展方式和需求出发,并秉承科学合理的解释原则,在建设基础上加强综合管廊设计要点。
在进行综合管廊定期设计过程中,需要在设计基础上,进一步优化其特殊性,从而充分地发挥出综合管廊的基本功能。本文重点对综合管廊电力设计要点进行了分析。

        关键词:综合管网;电气设计;要点;分析

1综合管廊电力设计内容及用电负荷
        综合管廊的电力设计是管廊附属设施设计的重要组成部分,主要内容包括供配电系统、电缆敷设、照明设计、防雷接地等。综合管廊内的主要用电设备为排风(烟)机、排水泵、照明、监控及检修设施等。根据《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)的要求,监控设备、应急(疏散)照明、消防设备、燃气仓事故风机等为二级负荷,其余为三级负荷。
2综合管廊电力设计要点
        2.1供电电源方案
        根据用电负荷性质,综合管廊均考虑采用两路独立10kV电源的环网供电方式,两路电源互为备用。多条管廊组成的区域管廊组群,应配套设置10kV总配电站和10kV/0.4kV分变配电站。单独一条管廊,可按供电半径不大于800m的要求只设置10kV/0.4kV分变配电站。
        2.2变电站布置方案
        ①设置在综合管廊顶板上的地下变配电站。这种变配电站需结合综合管廊的结构情况及电气设备的布置要求由土建专业预留出设备布置的房间。这种布置方式的优点是进出线规范合理,无需在管廊设备间外墙预留电源进线孔;缺点是所有变配电设备均布置在地下,若城市出现大规模降雨情况,有可能造成一定影响。具体是否可实施需结合当地供电局要求。
        ②在管廊上部或侧部设置室外箱式变电站。箱式变电站具有工厂预制化生产、结构式整体安装、工程造价低等特点。在工程设计时,推荐与道路照明、景观照明等其他市政用电负荷统筹一体化设计。缺点是箱式变电站虽然占地小,但依然需要一定的地面空间,对环境景观有一定的影响,且需要在管廊设备间外墙预留电源进线孔,对防水处理有一定的要求。
        ③在考虑设置箱式变电站的前提下采用地埋式景观箱式变电站。采用地埋式箱式变电站避免了对环境景观的影响,但造价较高;且由于电气设备布置在地下,同样存在检修以及雨季时候的防水问题。具体是否可实施需结合当地供电局要求。
        2.3低压配电系统
        综合管廊的防火分区一般200m左右,每个防火分区可以作为一个供电分区,每个供电分区内设置一个设备间,内设普通总动力配电箱、重要负荷双电源切换箱、照明配电箱、风机水泵控制箱、应急照明配电箱各1个。上述配电箱负责该防火分区内的排风机、排水泵、照明、检修、监控系统及消防系统的配电及控制。监控系统所需UPS电源、消防负荷以及液压自动井盖电源均需由双电源切换箱提供(若有天然气舱,则天然气舱的风机电源也需由双电源切换箱提供),其余普通照明、各舱风机水泵以及检修电源均由普通总动力箱提供。
        2.4动力设备控制
        管廊内的主要动力设备为各舱室的通风风机及排水泵。
        ①通风风机。对通风风机的控制应分为4种工况考虑。
        第一,正常工况。

正常状态下,综合管廊内温度低于40℃,各防火分区两端防火阀门常闭,排风机、进风机同时关闭,进风口及排风口处全电动防火阀常开。当管廊内检测系统监测到管廊内温度≥40℃时,启动本防火分区内离心风机低速档运行,当管廊内温度≤35℃时,关闭风机。
        第二,事故工况。燃气舱:正常工况下风机低速运行;当管廊内检测系统监测到燃气泄漏或燃气浓度大于爆炸下限浓度值20%时,启动事故通风,开启该通风区段以及相邻通风段启动风机高速运行。污水舱:正常工况下风机低速运行;当管廊内检测系统监测到发生事故或H2S浓度超出10mg/m3时,启动事故通风,开启该通风区段以及相邻通风段风机高速运行。综合舱:正常工况下风机低速运行;当管廊内启动火灾报警时,立刻关闭该通风区段及相邻通风区段的阀门和风机,待灭火完毕后,再启动事故通风,开启该通风区段以及相邻通风段风机高速运行。
        第三,第三,巡视工况。当工作人员需要进入管廊检修或巡视工作时,应至少提前1h开启风机及相应阀门,以保证管廊内温度低于35℃,含氧量满足人员需求;直至工作人员出来后,方可停止风机。
        第四,火灾及灾后工况。通风机房处设置阻火隔断。当管廊内某段发生火灾时,火灾报警系统立即联动关闭着火区段及相邻通风区段风机和自动防烟防火阀,进行封闭式全淹没式高压细水雾灭火或其他灭火方式。待事故完毕半小时后,开启排风机及已关闭的防烟防火阀使其高速运行,进行灾后通风,迅速排出烟气。待恢复正常后,转入正常通风工况。
        ②排水泵。综合管廊每个防火分区均设有集水井,每个井内安装2台潜水泵和1套浮球开关,根据井内水位自动开、停排水泵,将排水泵运行工况及井内高、低液位传至相应的现场控制站(PLC)及控制中心。
        2.5照明系统设计
        综合管廊内的照明系统主要分为普通照明系统和应急照明系统两种。综合管廊人行道普通照明照度应不小于15lx,设备操作处照度值不小于100lx。灯具应选用三防灯具,防护等级不低于IP54,吸顶安装,安装间距为5m左右。综合管廊应急照明疏散照度按不小于5lx考虑,应急照明灯具数量约为正常照明的1/4(平时可作为安防照明使用),可由应急照明箱EPS电源集中供电,应急时间不少于60min。管廊内疏散指示设置双面疏散诱导标志灯和双面安全出口标志灯,疏散诱导标志灯安装间距20m,安全出口标志灯设置在人员出入口、进料口及各防火门处,应急时间不少于60min。应急照明灯具防护等级为IP65。照明光源均采用节能的LED光源,灯具额定光效不低于100lm/W,驱动电源功率因数大于等于0.95。灯具芯片相关色温不应大于5000K,显色指数不小于65。灯具连续亮灯3000h光衰应不大于4%,灯管的使用寿命额定为至少50000h。照明灯具控制分为集中就地和监控中心两级控制,在进料口照明配电箱上实现集中手动控制,通过设置在防火分区两端防火门处的照明就地按钮实现就地手动控制,通过监控系统区域控制单元(ACU)实现监控中心的远程控制。
        2.6配电线路敷设
        管廊内配电干线及照明配线采用专用电缆桥架沿舱内顶层支架敷设的方式,将干线电缆敷设至配电单元。消防与非消防电缆线路分开敷设,消防线路暗敷或明敷时,均应满足相关规范要求。燃气舱内的电线电缆敷设,应采用低压流体输送用焊接钢管配线,并做好配管接头的隔离密封防爆处理。电缆不应该有中间接头,接线盒等应采用隔爆型;钢管的接头、端部及穿越隔墙时的预留孔洞,必须采用防火堵料严密防爆封堵,钢管穿过结构变形缝时采用防爆金属软管进行过渡。

结语:
        总之,随着我国城市发展的需要,综合管廊已经逐渐成为市政工程的重要组成部分。未来,综合管廊必将成为中国城市建设的新趋势。综合管廊电力部分,是综合管廊的重要附属设施,是综合管廊建设的重要保障,更应该在电气系统方面做好安全保护与性能优化。

参考文献:
[1]朱新红,林倞.城市地下综合管廊的体系构建与电力电缆通道规划的关系——以《南京市城市地下综合管廊总体规划》为例[C]//2016中国城市规划年会.
[2]石磊,杨永斌.细水雾粒径对地下综合管廊电力舱火灾灭火效果的影响[J].消防技术与产品信息,2018,31(11):48-51.
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