城市綜合管廊工程的電氣自控設計

引言

城市綜合管廊工程又被稱為共同溝工程,是一種深埋于地下的共享空間搭設體系,共享空間用于所在城市的各個重要管線的統(tǒng)一集中敷設。城市綜合管廊工程設計內(nèi)容極為龐雜,電氣自控設計需要根據(jù)城市綜合管廊整體狀況進行靈活多變的方案調(diào)整,結合綜合管廊的地質(zhì)情況、空間狀態(tài)等進行相應的電氣自控設計,充分發(fā)揮出城市綜合管廊工程電氣自控系統(tǒng)在綜合管廊內(nèi)的各項功能。

1綜合管廊工程概述

1.1城市綜合管廊發(fā)展歷程

城市綜合管廊首次設計案例出現(xiàn)在法國。1832年,法國人結合巴黎下水道的富?？臻g,開始建設世界上第一條綜合管廊,綜合管廊內(nèi)容納了自來水、通信、電力、壓縮空氣管道等市政公用管道。1958年,在我國天安門廣場敷設了第一條1076m的綜合管廊。

1.2城市綜合管廊工程電氣自控設計的特點

從整體設計角度看,城市綜合管廊工程跨度較大,需要一個可靠的供電體系以及監(jiān)控系統(tǒng)作為支持。對于城市綜合管廊工程的電氣自控設計來說,具有以下設計特點:

(1)由于自然光無法進入管廊內(nèi),為保障城市綜合管廊工程的順利開展,就要依靠人工照明的方式提升綜合管廊空間內(nèi)的光照度,為工作人員提供一個滿足工程作業(yè)需要的光照環(huán)境。

(2)綜合管廊屬于密閉型地下構筑物,內(nèi)部空氣流動性不佳,易造成有害氣體的積聚,且溝內(nèi)電纜、電氣設備等均會發(fā)出大量的熱量,影響廊內(nèi)工作環(huán)境,因此需要在廊內(nèi)安裝檢測儀器,并增加通風措施以改善工作環(huán)境。

(3)綜合管廊內(nèi)互有干擾的管線應分艙室放置。針對不同管線的安全隱患,一方面需要一套完善的地下環(huán)境、設備監(jiān)控系統(tǒng),對電力艙進行實時溫度、火災檢測,對燃氣艙進行有害、可燃氣體檢測,以確保環(huán)境安全:另一方面,要建立安防系統(tǒng),包括視頻監(jiān)控、出入口控制和管廊人員安全管控系統(tǒng),實現(xiàn)入侵報警、人員定位、在線式電子巡檢、無線語音通信功能,為廊內(nèi)施工以及巡檢人員提供安全保障。

2城市綜合管廊工程電氣自控設計要點

本文以圖1所示的電力艙＋綜合艙形式的雙艙管廊為例,探討城市綜合管廊工程的電氣自控設計要點。

圖1綜合管廊標準橫斷面

2.1供配電系統(tǒng)

2.1.1負荷等級和供電電源

綜合管廊附屬工程的供配電系統(tǒng)設計范圍包括綜合管廊的10/0.4kV變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、設備配電及控制系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)。

一般設置10kV降壓變配電所或者箱式變電站,為綜合管廊工程及其他所有用電設備提供電源。降壓變電所(箱變)高壓側交流電壓為10kV,低壓側交流電壓為0.4kV。

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB50838—2015)第7.3.2條:"綜合管廊的消防設備、監(jiān)控與報警設備、應急照明設備應按二級負荷供電。天然氣管道艙的監(jiān)控與報警設備、管道緊急切斷閥、事故風機應按二級負荷供電,且宜采用兩回路供電:當采用兩回線路供電有困難時,應另設置備用電源。其余用電設備可按三級負荷供電。"故綜合管廊工程中電力負荷等級一般為二級。具體負荷如下:

二級負荷:應急照明、疏散指示標志燈、監(jiān)控與報警設備、防火門控制器、區(qū)域火災報警控制器、ACU、滅火控制器、應急排空泵、給水閥、中水閥等。

三級負荷:排水泵、一般照明、檢修插座箱、送排風機以及其他除二級負荷外的負荷。

為保證綜合管廊電氣系統(tǒng)的連續(xù)、可靠運行,每處變配電所(箱變)均應由兩路相互獨立的10kV電源供電,兩路電源從就近公共環(huán)網(wǎng)柜引入。

每處變配電所(箱變)的低壓側母線一般采用單母線分段接線方式。正常工作時,母聯(lián)開關處于分斷狀態(tài),當一臺變壓器發(fā)生故障時,母聯(lián)開關閉合,由另一臺變壓器為其供電范圍的二級負荷供電。每個箱變供電半徑原則上不宜超過0.7km,對于特殊遠離箱變的區(qū)段,適當增大配電電纜的截面,使得末端電壓不低于標稱電壓的95%。

2.1.2管廊內(nèi)照明系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)設正常照明和應急照明。應急電源柜采用EPp柜,蓄電池采用鉛酸免維護蓄電池,應急時間不小于s0m6i。正常照明照度應符合《建筑照明設計標準》(GB50034—2013)的要求。

綜合管廊照明燈具符合下列規(guī)定:

(1)燈具為防觸電保護等級n類設備,能觸及的可導電部分與固定線路中的保護(PE)線可靠連接。

(2)燈具采取防水防潮措施。

(3)燈具采用節(jié)能型光源,并能快速啟動點亮。

(4)安裝高度低于2.2m的照明燈具采用24V及以下的安

全電壓供電。當采用220V電壓供電時,采取防止觸電的安全措施,并敷設燈具外殼專用接地線。

2.1.3電力電纜系統(tǒng)

電力電纜系統(tǒng)選擇及敷設要點:綜合管廊內(nèi)自用電纜沿專用電纜橋架、電纜支架或線槽敷設:電纜橋架(或支架、線槽)至各設備的支線電纜采用穿鋼管敷設方式,電纜橋架(支架或線槽)跨越防火分區(qū)時設防火封堵,穿線管、橋架等過結構伸縮縫時需做伸縮處理,并保持良好的電氣通路。

2.2自控系統(tǒng)

對綜合管廊的運行進行科學有效地管理,增強綜合管廊的安全性和防范能力,就需要設計一套成熟的綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)。管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括:管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、結構健康監(jiān)測系統(tǒng)、智能機器人巡檢系統(tǒng)、大口徑給水管道滲漏綜合監(jiān)測系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、統(tǒng)一管理平臺等。

2.3安防系統(tǒng)

安防系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、警報、出入口控制和管廊人員安全管控四部分。

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)與入侵報警系統(tǒng)、預警與報警系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)聯(lián)動。當報警發(fā)生時,打開相應位置的正常照明設備,報警現(xiàn)場畫面切換到指定的圖像顯示設備并全屏顯示。管廊人員出入口設置出入口控制裝置,出入口控制裝置狀態(tài)信號通過ACU箱內(nèi)以太網(wǎng)交換機送至分控中心。綜合管廊人員安全管控系統(tǒng)由臍帶式無線通信基站組、綜合控制器、擴展基站、專用智能終端、標識卡、管理軟件等組成,系統(tǒng)可實現(xiàn)入侵報警、人員定位、在線式電子巡檢、無線語音通信等功能。

2.4通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)主要分固定電話系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)由管廊內(nèi)人員安全管控支撐系統(tǒng)和無線AP系統(tǒng)組成。通過人員安全管控系統(tǒng)實現(xiàn)管廊內(nèi)的無線語音通信,利用在管廊內(nèi)安裝的臍帶式無線通信基站組,實現(xiàn)管廊內(nèi)無線語音通信的全覆蓋,并為工作人員配備專用智能終端,可實現(xiàn)終端定位,并可同當?shù)貥I(yè)務電話、辦公電話相連,支持接入公共電話交換網(wǎng)絡(PpIT)。管廊里每個防火分區(qū)每100m左右配置1臺無線AP(5.8G)。無線AP系統(tǒng)主要由分控中心的無線控制器AC、工作站、光纖環(huán)網(wǎng)、管廊現(xiàn)場無線AP組成。

3結語

在城市綜合管廊工程設計中,電氣自控設計是最為重要的部分,對綜合管廊工程的建設質(zhì)量、安全性能等起到舉足輕重的作用。除上文所述各種系統(tǒng)外,目前綜合管廊管理還引入了結構健康監(jiān)測系統(tǒng)、智能機器人巡檢系統(tǒng)、管道滲漏綜合監(jiān)測系統(tǒng)等,隨著管理經(jīng)驗的日益積累以及科技手段的更新,綜合管廊的電氣和智能化設計水平也將進一步提高。