城市综合管廊工程电气自控设计探讨韩锦华

城市综合管廊工程电气自控设计探讨韩锦华

韩锦华

北京市市政工程设计研究总院有限公司东莞分院

综合管廊也被称为共同沟，主要是在地下搭建公共空间，在该空间内集中敷设各管线。综合管廊还设有监控系统，检修口和投料口，以此监控和管理综合管廊。所以在管廊工程施工设计期间必须遵循相关技术标准，特别是电气自控设计方面，应当严格按照相关要求规定开展设计，能够深入分析和了解电气自控技术的各项要求，确保管廊工程电气工程设计的可靠性，全面发挥出管廊的作用。

1、综合管廊工程电气自控工程特点

第一，无自然采光，需要设计人工照明。地下空间长年阴冷潮湿，通风效果差。需要设计通风机保证散热和换气。电气自控设备对防护等级的要求比较高。

第二，为了确保电气设备运行可靠性，施工人员人身安全，满足供电要求。在设计供电负荷时需要按照二级负荷进行设计。应急照明，消防设备和监控报警系统采用UPS系统确保电力供应的连续性。

第三，定期巡检人员需要进入到管廊内部进行检修，平时处于无人看守状态。所以在内部可以不用设置消防应急广播。

第四，由于考虑到设备和人员运行安全问题，需要通过设备环境监控系统以确保系统运行稳定性，同时还需要通过通信系统，安防系统以及报警系统维护管廊内部的安全。

第五，电力舱当中含有较多电力电缆，排放比较密集，所以散热量比较大，导致管廊内部存在极大的火灾安全隐患，所以需要在管廊内部设置温度检测系统。

2、城市综合管廊工程电气自控设计

2.1供电负荷计算问题

在计算供电负荷时，需要采用系数计算法，由于在当前研究当中没有相关系数可供参考，这就要求电气设计人员能够按照以往经验和电气理论知识，充分掌握工程运行的基本条件，通过负荷定义计算，假设持续性负荷，并且确保变负荷在时间间隔内所产生的效应同于实际负荷，通过用电情况合理选择相关系数。一般来说，在供电区间内需要按照六个串接防火分区进行设计。若系统采用高压供电方式，则应当设置两台变压器。这样可以确保其中一个变压器故障之后，可以立即启动另一个变压器。在设计连续负荷时，应当充分考虑监控系统、照明系统等电力设备的用电负荷。由于风机负荷对于散热和通风的要求不同，并且存在较大的负荷差。对于短时负荷问题来说，例如检修箱和排水泵，其不会影响工程负荷计算。

2.2供配电系统设计

第一，供电系统设计。在综合管廊电气系统中，消防系统，监控设备和照明系统属于二级负荷设备，其他电气设备均属于三级设备。由于管廊比较长，因此需要采用10kV供电电压。由于存在低压供电半径问题，因此需要在综合管廊中配置两个变电站，这样可以为所有电气设备提供电源。在不同防火区均需要设置配电单元，并且安装电能计量装置。由于采用三相五线制供电方式，针对普通设备来说，电缆必须具备良好的阻燃性能。对于火灾事故当中仍需要运行的设备来说，需要合理选择矿物绝缘电缆。为了避免因断电而引发的安全事故问题，需要在管廊内部配置应急电源，满足断电事故后的照明应急需求。其次，在综合管廊内还应当安装检修插座，布设间距为50m，容量为15kV。

第二，自动控制系统。自动控制系统设计必须满足无人值守要求，主要包括现场控制站和控制中心。现场控制站主要包括多个防火分区，位于中间的防火分区需要设置一个控制站，在两侧防火分区需要设置输入输出站。在综合管廊内应当布设六个监控区域，远程输入输出站共20个，PLC控制站共10个。所有远程输入输出站和控制站均需要接入以太网和环太网。远程输入输出站和PLC控制站位于配电控制间内。

控制中心设备主要包括中控操作站，监控服务器，PLC组合式背投和数据库服务器。

PLC控制站，该控制站可以实现数据采集，自动化控制和网络连接。组成部分主要包括中央处理器，网络通信适配器，电源，隔离器以及显示屏等。该控制站的功能主要包括以下几个方面：按照防火区域内温度湿度以及氧气含量的检测值控制风机；检测风机和水泵的工作状态；按照积水坑液位控制水泵。对于现场控制设备来说，不仅能够由现场人员实现就地箱控制，还可以通过PLC实现自动化控制。现场操作人员可以通过操作面板按钮实现各类电气设备的控制，并对参数设定进行修改。

远程输入输出站。该站能够对防火分区内仪表设备进行监控，还可以有效监控不同子模块，隔离器和网络适配通信器等。此外，利用远程输入输出站还可以对风机和水站工作状态进行检测，还可以帮助现场人员有效掌控防火分区内的氧气含量和二氧化碳含量。

2.3照明系统设计

对于综合管廊工程来说，照明系统设计主要包括应急照明和一般照明。对于一般照明来说，需要使用智能化荧光灯作为照明灯具，照明防护等级为IP65。对于备用照明来说，需要每相隔15米设置一盏应急照明灯。疏散照明使用出口安全指示灯和疏散指示灯。对于应急照明来说，其中明效果应当大于10lx，按照疏散照明原则进行应急照明设计。针对位于地下空间的照明灯具来说，需要采用安全电压供电方式，并且做好剩余电流动作保护措施。

2.4安全防范系统

该系统设计内容主要包括闭路监控电视，防盗报警系统和出入口控制系统，在实际设计期间需要注意以下问题：将闭路监控机房设置在控制中心，在不同区域设备当中设置机柜监视器，在管廊检修口位置设置门禁读卡器。在区域设备和进料口设置防盗报警检测设备，当存在非法入侵行为时，系统可以立即发出警报。系统防盗报警探测器主要为红外微波双鉴探测器。在每个防火分区中都需要安装球形监控摄像头，这样可以对管廊内部情况进行实时追踪监控。

2.5消防通风系统

在管廊顶部中央安装烟雾探测器，每个探测器之间相邻15m。在防火分区入口设置手动报警按钮，与地面的距离控制在140cm，间距控制在600cm以内。在管廊内部设置消防对讲电话和报警警铃。

2.6电缆选择和敷设

由于城市综合管廊的长度都比较长，所以在选择电缆截面时，应当对电压降进行详细计算。若不满足相关要求，则需要按照实际情况增加电缆截面，以此确保设备安全稳定运行。一般来说，综合管廊工程最大照明支路可达到400米左右，消防排风供电距离最大能达到250米左右，所以在设计消防排风供电时需要选选择矿物绝缘电缆。

3、结束语

综上所述，随着城市人口的不断增加，导致人口与土地资源的矛盾问题逐渐突出。在城市规划建设当中开始广泛应用综合管廊工程。该工程的施工建设既能够缓解用地紧张问题，还可以对管线起到保护作用，避免铺设管线时破坏城市路面。再进行综合管廊电气系统设计时需要充分考虑容量分散和供电距离问题，设计人员必须保证合理性和科学性，通过各细节部分的优化设计，从根本上提升管廊电气自控设计的可靠性和安全性。

参考文献

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