城市综合管廊舱构式变电站隔离特性论证

项立榕

(福建省交通规划设计院　福建福州　350004)



城市综合管廊舱构式变电站隔离特性论证

项立榕

(福建省交通规划设计院福建福州350004)

针对综合管廊配电节点处无隔离措施的现象，阐述舱构式变电站在综合管廊应用的可避险功能，提出综合管廊节点安全保障的核心特征，是综合管廊与舱构式变电站之间的隔离措施。结合国家电气相关规范对管廊变电站设置要求尚无规定，指出预留操作间距、检修通道的必要性，及其对危险环境避险应用的重大意义。同时根据管廊所处的道路情况，充分利用管廊舱构式变电站的地面与地下隔离措施，优化管廊变电站靠近电源、靠近负荷中心的供电方法，并将路面照明及其控制用电设备一并结合纳入管廊舱构式变电站的供电系统，避免和减少地面变电站占用土地。

综合管廊；舱构式变电站；操作空间；隔离检修；隔离通道； 隔离措施

1　概述

综合管廊是新型城市市政基础网络设施现代化的重要标志。其重要作用，是将道路沿线的架空和埋设的管线集中在综合管廊内敷设与维护，避免建设工程在埋设管线与维修管线时路面重复开挖的现象。本文就综合管廊与管廊舱构式变电站隔离措施这一核心特征，阐述舱构式变电站预留隔离门、隔离安全逃生通道和隔离检修操作空间的重要性。在探讨满足综合管廊各类孔口结构的基础上，根据中华人民共和国国家标准《城市综合管廊工程技术规范》BG50838-2015第 5.4.1条：“综合管廊的每个舱室应设置人员出入口、逃生口、吊装口、进风口、排风口、管线分支口等”[1]的设计要求，以及管廊舱构式变电站特有的隔离措施和隔离功能，将管廊外部变电站的高/低压系统。整体隔离移入到综合管廊的内部。其中的隔离结构必要性设置就显得尤其重要。

管廊舱构式变电站，通过隔离措施不但对综合管廊内部消防、报警、通风、照明等用电设备起到重要作用，还可通过扩展将路面照明系统及其控制用电设备一并结合纳入的供电系统，因此在考虑供电半径范围的变压器尺寸的布置时，应根据中华人民共和国国家标准《供配电系统设计规范》 GB 50052-2009 5.0.4 “正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列规定要求：

(1)电动机为±5%额定电压。

(2) 照明：在一般工作场所为±5%额定电压；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%，-10%额定电压；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%，-10%额定电压。

(3) “其他用电设备当无特殊规定时为±5%额定电压”[1]同时，还应符合中华人民共和国国家标准《城市综合管廊工程技术规范》BG50838-2015“ 5.4.5. 综合管廊吊装口的最大间距不宜超过400m”[2]的规定，来计算供电距离和选择变压器尺寸。由于地下综合管廊内的照明面积和照度与地面道路的照明面积和照度的要求比较起来小很多，因此从集中供配电角度考虑，可将地下和地面部分的照明用电容量一并纳入管廊舱构式变电站。这样既解决了管廊变电站的重复设置问题，也减少了地面变电站占用人行道和绿化带以及遮挡视线的矛盾。

2　管廊变电站无隔离措施的危险性分析

2.1地面型变电站分析

因为综合管廊本身结构尺寸限制，采用地面型的户外高压/低压预装式变电站时，由于其结构体积庞大，受到供配电设备操作安全尺寸的限制，无法将成套设备整体纳入管廊地下附属舱室内，因此地面变电站设备会受到地下水位的影响，又因其占地面积大、密封条件差，安装隔离防水措施薄弱。对此地面型变电站会造成以下不足和危险：

(1)地面变电站占用绿化面积和人行通道，需要隔离围栏防护，设备故障时容易伤害到变电站周围的人；

(2)地面变电站长期受到日晒和风雨的侵蚀，因无隔离防水措施，容易受到洪水冲击造成设备短路故障；

(3)地面变电站放置在综合管廊外部，管廊总配电箱无隔离措施，达不到就地控制和保护要求。

2.2地下式变电站分析

图1　一体成型平面示意图

地下式变电站分两种形式，一种采用地下式变压器与自带的紧凑型低压配电设施的组合配电方式，可设置在综合管廊内，但缺少高压隔离设备保护；另一种，地埋整体式高/低压变电站，带高压隔离保护，全套设备可埋入地下，因体积庞大，不能设置在综合管廊内。虽然以上两种形式的地下变电站，都采用全密封电缆连接防水保护，但都存在无隔离检修通道和管廊隔离措施，因此在发生火灾和水淹灾害时，仍然会造成变电站设备无法得到及时与管廊隔离和抢修现象。所以简单采用地下式变压器等埋地设施，并不能可靠保证现场电气设备维修与人身安全。

3　管廊变电站舱构式隔离通道的必要性分析

现有的综合管廊容纳了给水、雨水、污水、再生水、天然气、热水、电力、通信等城市工程管线，从结构的复杂性和四周环境的潮湿角度分析，综合管廊内存在爆炸、火灾危险和水淹的危险。为此《城市综合管廊工程技术规范》BG50838-2015“第 7.3.4.条：综合管廊内电气设备应符合下列规定。

(1) 电气设备防护等级应适应地下环境的使用要求，应采取防水防潮措施，防护等级不应低于IP54。

(2) 电气设备应安装在便于维护和操作的地方，不应安装在低洼、可能受积水浸入的地方；

(3) 电源总配电箱宜安装在管廊进出口处；

(4) 天然气管道舱内的电气设备应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058有关爆炸性气体环境2区的防爆规定。[1,3]

上述规范的规定，是防止舱室之间突发，对维护人员和设备进行必要的避险和隔离。而从综合管廊变电站隔离设置角度，上述规范的规定，尚可增加地下变电站的设置要求和隔离逃生要求以及必要的防火、防水的隔离措施，以确保维修人员对电气设备检修时的安全，将事故范围减小控制在一定区域。

管廊舱构式变电站逃生的重要环节，就是除了综合管廊之间需要隔离措施，对管廊与管廊变电站之间，还应该在设置隔离防火门、检修操作空间以及相应的排烟设施的同时，留出带隔离措施的逃生通道。这一点改善了现有地上、地下式、地埋式变电站都不具备管廊的隔离逃生条件。管廊舱构式变电站通过隔离措施，使管廊变电站具备与综合管廊节点间之间的隔离条件下的互连互通条件，形成具有特有的一体成型的管廊舱构式变电站隔离特征详图1和图2。分体成型管廊舱构式变电站的隔离特征详图3和图4。

图2　一体成型剖面示意图

图3　分体成型平面示意图

图4　分体成型剖面示意图

这两种管廊附属电气舱室组成的管廊舱构式变电站。都具有与其它管廊附舱位置相通的连接通道和通过防火门连接到管廊主体，并可灵活调整管廊的电气舱室位置，方便电气设备系统的配套隔离设置，方便缆线进出和带隔离措施，方便检修并安全避险的特点。

4　管廊变电站舱构式隔离的优点

(1)从管廊构筑物空间结构设置方面：管廊舱构式变电站不占用路边的绿化面积和人行通道，对放置位置不用设置防护围栏，不会长期受到日晒和风雨的侵蚀，不会受到地面的洪水冲击。

(2)从管廊构筑物标准设置方面：当综合管廊在遇到构筑物不规则结构段时，地面变电站位置会造成设置上无法避让道路周围其它设施，分体管廊舱构式变电站可以灵活调整就近电气装置位置，避免综合管廊改线和供配电设施远离电源和负荷中心以及经济性价比的不合理现象。

(3)从设置电气装置技术方面：解决了变压器不在管廊内，造成增大供电距离，偏离管廊低压供配电设备的负荷中心，和低压联络电缆引入到舱室的长度和数量等线路损耗；也克服了管廊内、外之间的多级重复低压配电级数，甚至超过规范规定低压配电不宜超过三级的要求，以及达不到管廊就地控制的使用要求。

(4)从电气装置技术密封方面：依据规范“电气设备防护等级应适应地下环境的使用要求，应采取防水防潮措施，防护等级不应低于IP54”。综合管廊处于四周环境潮湿的地下投料供配电舱，可以满足规范规定的密封、散热的防护要求，也达到防水防潮的规范规定要求。

(5)从电气装置紧凑技术设置方面：解决了地下式变压器自带的紧凑型变配电设施，缺少高压隔离保护和变电站现场不能高压隔离进行检修，以及发生水淹灾害时设备无法及时抢修等问题，并能可靠保证现场维修时的电气设备与人身安全。同时还能通过整体加大投料舱建筑空间结构面积，解决变压器、高低压现场保护设备的安装位置对管廊的土建结构影响和降低工程造价。

5　结论

无论是基于地面型变电站，还是地下式变压器自带紧凑型变配电设施的方式变电站，以及采用整套埋地式措施的变电站，都达不到在综合管廊内就地设置隔离措施完善的高/低压供配电装置，和就地解决带高/低压隔离设备的控制和检修，以及就地保障人身安全的隔离通道的综合条件要求，因此，上述管廊舱构式变电站特有隔离特征，对变电站和检修人员具有显著的安全避险优点。

[1]GB 50052-2009 供配电系统设计规范[S].

[2]GB 50838-2015城市综合管廊工程技术规范[S].

[3]GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范[S].

Demonstration of isolation characteristic of Cabin type substation in urban comprehensive pipe gallery

XIANG Lirong

(Fujian Communications planning and Design Institute,Fuzhou 350004)

Based on the comprehensive pipe Gallery distribution node without the phenomenon of isolation measures,this Cabin type substation of substation can be safe in the composite pipe gallery application function, put forward the core of the Comprehensive pipe Gallery node security features, is a comprehensive pipe Gallery and isolation measures between the Cabin type structure type transformer substation. Combining with the national electrical related specification requirement for pipe gallery substation Settings insufficient , Points out the necessity of the reserved channel spacing operation, maintenance, and its significance on the application of the dangerous environment safety. At the same time, according to the pipe rack of road conditions, make full use of the pipe gallery module structure type of the ground and underground substation isolation measures, optimization of pipe gallery substation near the power supply, close to the center of the load power supply method, and will road lighting and control electricity equipment together comprehensive pipe Gallery class frame Cabin type substation of power, and to out avoid and reduced ground substation occupied land of solution approach.

Comprehensive pipe Gallery； Cabin type substation；Operating space；Isolation repair；Isolation channel；buffer action; buffer function

项立榕(1959.6-),男，工程师。

E-mail:cnxlr@qq.com

2016-06-11

TU852

A

1004-6135(2016)08-0115-03