綜合管廊配電能效平臺精細化設計

1引言

綜合管廊主要是指有兩條或兩條以上城市管線的地下結構及附屬設施。應用綜合管廊能夠節(jié)省地下空間，還能夠從根本上提高城市的綜合承載力，可以將其看作是一種高強度、科學的城市綜合管線工程。目前，綜合管廊應用較為廣泛，在電氣設備設計中也充分發(fā)揮其優(yōu)勢特征，從而推動綜合管廊項目有序運行。

2城市綜合管廊概述

城市綜合管廊是指利用地下空間建立起一個能夠將城市所需管線集中處理的公共空間，并在此基礎上對各類管線進行分類管理，并設置專門的檢修部門和管控人員。城市綜合管廊中主要包括通信、熱力、電力管線等，相關管理人員根據城市發(fā)展的需求對管線進行合理敷設，這既能夠提升城市管線的合理分配能力，同時也便于工作人員對各類管線進行定時的檢修工作。

1833年法國巴黎為了能緩解城市管道壓力問題，提出了“綜合管廊"的概念，并建立起 “綜合管廊"，這不僅有效解決了城市管線過于復雜的問題，同時也在一定程度上緩解城市用地緊張的情況。我國的“綜合管廊"起步較晚，起初只是在經濟較為發(fā)達的一線城市中被應用，后來逐漸在國內實現大范圍普及。

3供配電系統(tǒng)設計

（1）供電電源

負荷等級：二級負荷。排煙排風機、應急照明、疏散標志燈、安防、給水閥門、消防用電、自控。三級負荷。排水泵、一般照明、維修插座以及除二級負荷外的負荷。消防負荷。排煙排風機、消防用電、應急照明、疏散標志燈。三類負荷需消防強切，選型時斷路器需帶電子脫扣。

10kV供電系統(tǒng)，整個綜合管廊變電所電源進行統(tǒng)一考慮，從城市電網引兩路10kV進線電源至開閉所，再從開閉所不同段母線各引兩路10kV電源至各變電所。10kV變電所中，兩回路10kV電源同時使用，互為備用。

（2）低壓配電方案

低壓配電系統(tǒng)采用220/380V放射式和樹干式相結合。從變電站到各防火區(qū)電氣設備的低壓電纜。消防負荷：雙電源、接線盒、自動開關。變電站的兩個電源不同。所有電機均采用全電壓啟動方式。污水泵啟動，高水位、低水位停止，超高水位報警，故障狀態(tài)報告，自動控制系統(tǒng)完成。防排煙風機過載報警設備不跳閘。排氣扇通常由自動控制系統(tǒng)控制。發(fā)生火災時，主要由消防控制室控制，這也在于消防控制室可采取的優(yōu)先控制權。在管廊每個電氣分區(qū)內設兩臺總配電柜、普通及應急智能照明箱、PLC箱、消防及弱電分箱，放置于逃生口附近。集水井配電箱就近放置，監(jiān)控電源就近接入應急照明電源。

4綜合管廊項目供配電精細化設計研究

（1）綜合管廊內設置正常照明和應急照明

照明裝置安裝在顯示管的上部。人行道的平均公共照明應＞15lx，*小照明應＞5lx。操作設備進出口的局部照明可增加至100lx。應急照明采用智能應急照明和疏散信號照明。應急照明和疏散需要＞5lx，應急時間應該要＞90min。應急燈間距在15m以內。緊急出口標志燈應安裝在每個防火分區(qū)防火門上方的進出水管廊上。疏散標志指示器安裝在距地面1.0m以下，距離不＞15m，疏散標志指示器防護等級不低于IP65。安全出口標志燈、疏散指示燈應該要有國家有關部門的試驗報告，符合設計要求后才可進行使用。

綜合管廊內部所使用的照明燈是一種防水、防潮、節(jié)能T5LED燈燈型，防護等級也在IP54以上，同時采取了防護措施防止外力碰撞。I類燈具，具有防觸電保護等級，可達到線路保護（PE）可靠連接的導電部分；一般照明回路應有工作電流不超過30mA，并對剩余工作電流采取保護措施。其中，照明控制可采用智能控制系統(tǒng)，也可手動控制照明控制箱或實現中央控制中心的遠程控制。此外，下一個防火分區(qū)的照明控制開關安裝在防火分區(qū)的防火門上。一旦發(fā)生火災，消防控制室將自動點亮所有管道中的燈泡，在任何情況下，出口標志燈、疏散指示燈和長時間應急照明皆不得停止。

（2）設備控制

綜合管廊內部的整機結構采用直接起動方式，主要電氣設備采用手動啟?？刂?/span>和PLC自動控制兩種控制方式。該開關可選擇兩種控制模式，綜合管廊在裝置旁設有手動控制按鈕，主要用于設備維護、調試和應急操作。此外，在每個出口和出口設置逃生按鈕，以控制走廊各部分的通風及照明。

（3）電纜、電線的選擇及敷設方式

綜合管廊內部的消防設備、應急照明、疏散照明、管道走廊等均應采用銅芯耐火電纜及電線設備。除上述設備外，其他電氣設備也應使用阻燃銅芯電纜和電線。管廊內部應分區(qū)間設置防火材料，管道廊道內的專用電纜沿專用電纜橋架敷設。當電纜離開橋架后，應通過鋼管沿墻或吊頂外露。分配支管用鋼管當管道和橋梁的螺紋穿過結構伸縮縫時，應進行膨脹，并保持良好的電氣連接。當管道暴露在火中時，金屬管道涂有防火材料，在工程項目中通常使用的SC管為熱鍍鋅鋼管，且電線應該要用使用綠色或黃色導線進行標記區(qū)分。

所有穿過地下管道的建筑物廊道伸縮縫和沉降縫的管道均應按照《建筑電氣安裝工程施工圖》中的相關方法進行施工操作。由于主體結構鋼筋保護層厚度較大，整個預埋接線盒采用加深接線盒。不僅如此，電纜與普通防火電纜應該要分開放置在防火橋內，防火橋外應涂防火涂料。強電信號電纜和弱電信號電纜應分別安裝電纜橋架。照明線路、供電線路采用鍍鋅鋼絲焊接鋼管，穿墻套管需要絕緣、密封、防火。照明采用LED防爆燈，燃氣艙內也應該放置防爆燈。

（4）電氣設備選擇與安裝

綜合管廊內部電氣設備選型應遵循技術先進、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、價格合理等原則，開關站采用10kV中央柜真空斷路器，10kV獨立變電站環(huán)網柜采用全絕緣負荷開關環(huán)網柜，變電站內所有10/0.4kV變壓器均采用高效節(jié)能干式變壓器，注意應選用帶有保護罩的干式變壓器，低壓開關柜采用封閉式室內機柜。電源箱、控制箱、插座箱、絕緣孔夾、接線盒等電氣設備在各隔室整體管道走廊內應注意防水、防潮等保護，并保證保護等級在IP54以上。

除非另有規(guī)定或是有單獨標識，否則開關和插座應安裝在黑暗的立管廊道中，開關和插座分別離地1.3m與0.3m。電源箱、控制箱和按鈕箱均為隱藏式，但豎井、導管和防火區(qū)除外，箱體高度為600mm，下邊緣為1.3m，地面安裝在1200mm以上和300mm以下。配電箱內管道應采用不銹鋼材質，其他箱體采用優(yōu)質電解板，表面靜電噴涂防腐處理，輔助安裝底板采用鍍鋅鋼板，板厚箱高在400mm以下為*佳，輔助安裝底板應控制在2.0mm左右。

（5）管廊接地系統(tǒng)

綜合管廊周圍應設置接地系統(tǒng)，管廊干線的接地應在交叉口、導線段和過渡段焊接，形成共用接地網。干管廊接地線采用40×4熱鍍鋅扁鋼，與鍍鋅鋼板焊接的接地板埋于側墻上方。電纜支架中的接地支柱可以焊接到支柱的上端，管廊側墻下埋設的鍍鋅扁鋼與地面之間采用40×4熱鍍鋅扁鋼。機艙兩側接地干線每50m延伸一次。敷設在管廊內的高壓、電纜的接地經電力電纜設計單位檢查后方可進入。接地系統(tǒng)的接地方式為管廊接地保護，接地電阻不大于1Ω。建筑物中的結構鋼筋用作接地裝置，該方法包括以下步驟：在管廊四角交叉處的管廊側壁上縱向焊接至少8塊主鋼筋，每10m至少焊接4根橫向和縱向主鋼筋，伸縮縫兩端，距伸縮縫1m的地方設置一對預埋連接板。

LEB端子箱應該安裝在艙室隔間區(qū)域，接地網控制中心與綜合管廊內的接地裝置連接。管廊內的整體連接板、箱形接頭、MIB和主筋焊接兩點，測試點設有防火隔板，防火隔板位于預埋連接板上。測點等電位板（箱）、MEB、IT設備、管道，做到全金屬管道接入通道與管道接地裝置、金屬構件、金屬設備和鋼筋混凝土基礎設備相連接。UPS輸出端子的中性線需接地放置，接地干線應直接接地至接地裝置，保證重復接地。

5管廊管線引出口的合理化設計

（1）常規(guī)設計方式的缺點

當前，城市綜合設計中使用*廣泛的管道出口廊道形式是直埋式，即城市間埋地管道出口廊道。綜合管道廊道包括地面、電力、通信、供水管道，管道從廊道引出相應的地面和路網。管道的每個專有單元需要在管道末端鉆工作井，如電力、電信和其他工作井，然后通過每個工作井將管道連接到用戶。管道出口位置定位性較差，管道僅在粗糙表面貼標簽，施工后期容易損壞。各單位管線權屬需要單獨修復，造成重復挖掘和資源浪費，與綜合展覽建設不相適應。會造成道路損壞，影響道路的正常使用。但當所有權管道中每個單元都單獨建造時，建造起來就相對容易。

（2）引出口精細化設計措施

為了減少管道各單元的工作井數量，避免施工過程中對埋地管道的損壞，影響道路的正常使用，建議采用復合管道系統(tǒng)，使用包含入口及出口的綜合走廊。系統(tǒng)結構包括出油通道、出油通道和整體工作井。綜合管廊系統(tǒng)適用于城市綜合管廊內管道與市政管網的連接。管道出口廊道結構為城市綜合管道系統(tǒng)，通常設置在交叉口兩側或需要切割地面的區(qū)域，距離為100～200m。管道出口管與直埋預留管道管廊出口結構連接，預留管徑應便于以后管線進行穿引，預留管道用混凝土包裹。注意，覆蓋不同管道的混凝土上表面需要確保高度相同。如果相鄰管道纏繞后排距較近，則應使用普通混凝土填充接縫，這有利于公路施工和質量控制。綜合工作井通過管道與管道出口相連，根據管道類型的不同，應采用隔墻將綜合工程劃分為不同的回路。綜合工作井的寬度和高度應滿足管道轉彎半徑和施工作業(yè)空間的要求。

6管廊設施與入廊管線的沖突處理

（1）常規(guī)設計方式的缺點與不足

現階段，城市綜合管線廊道設備與管線之間*突出的空間矛盾是與電力電纜的矛盾。排水管道的控制閥占用大量電能，造成管道走廊空間的浪費，管道走廊上安裝了不同類型的控制柜，增加了電纜敷設的難度。在管道通道中安裝梯子的方法也增加了電纜敷設的難度。

（2）沖突處理精細化設計措施

借助科學技術優(yōu)勢，提高室內空間和排水系統(tǒng)的利用率。通過調整額集水孔、污水泵及管道控制系統(tǒng)等設置方式，*終可以達到節(jié)省空間，盡可能規(guī)避管線在布置過程中存在問題。相關工作人員還應在水基管或雙面流管中設置排水管，以避免高壓。當設置多個隔室時，管道中的水池可設計成既能滿足排水功能，又能節(jié)省設備投資，且不影響原有消防系統(tǒng)的狀態(tài)。綜合管廊改變了固定在頂板上的底板提升或懸臂支架側壁安裝與電纜支架高度相同的傳統(tǒng)方式，避免了電纜纏繞。由于管道的性質不同，很難同時到達走廊，安裝控制柜時，不得安裝電纜支架。因此，不建議將控制柜固定在電纜支架的末端。綜合管廊作為一種上下管道通道裝置，通過使用上下伸縮梯，可實現自動控制和手動控制，避免管道通道堵塞，其優(yōu)勢在長電纜應用中更為突出。

7 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

（1）平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統(tǒng)架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

（2）平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

（3）平臺拓撲圖

（4）平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

馬達監(jiān)控

馬達監(jiān)控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。

電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

智能照明控制

.       防火分區(qū)單獨控制，分區(qū)內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統(tǒng)，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。

.       廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。

.       除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

.       考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

.       系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能。

8相關平臺部署硬件選型清單

.       電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

9結語

電氣設計是綜合管廊設計的重要組成部分，在具體施工過程中應當根據每條管廊的實際情況，完善管廊接地系統(tǒng)、注重電氣設備選擇與安裝、準確設置電纜、電線的選擇及敷設方式，供配電設計和纜線設計等方案進行優(yōu)化比選，能夠有效提高電氣設計的實用性、可靠性、安全性與經濟性，為電氣企業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展提供根本保障，從而推動社會主義經濟建設發(fā)展。

參考文獻

.       朱駿.城市綜合管廊的智慧管控設計探討[J].智能建筑電氣技術,2020,2.

.       李曉慧.明挖施工城市綜合管廊工程質量管理標準化評價方法研究[D].鄭州大學,2020.

.       謝志婉.城市綜合管廊電氣工程若干問題研究[J].科技創(chuàng)新導報,2020,5.

.       張志偉,張學群,等.城市綜合管廊工程電氣自控的應用[J].數字通信世界,2019,6.

.       張學妙,張林.天然氣管道進入城市綜合管廊安全技術探討[J].煤氣與熱力,2019,5.

.       侯瑞堃,蔡芙蓉.城市綜合管廊項目電氣專業(yè)精細化設計研究.

.       安科瑞企業(yè)微電網設計應用手冊.2020.06版.