综合管廊电气设计思路及应用分析

(中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北 武汉 430010)

引言

城市发展进程的加快与城市人口数量的提升让传统的管道设施很难满足现代城市的需求，各类管线难以同步实施的缺陷普遍存在。由于综合管廊的电气设计是一项系统化的复杂工程，涉及的知识较为广泛，如何针对电气设计中存在的问题进行针对性处理，是提升设计效率与安全性的重要方式。

一、我国综合管廊存在的技术问题

(一)缺乏技术规范体系。由于地下空间不像地上空间一样具有可再生性，对于低下空间的开发与建立需要建立在制度体系的基础之上。从目前的情况来看，在设计与施工中存在的问题相对较少，但是在规划实施环节，却涉及到多个部门的管理，尤其是电气设计需要专业管理手段来进行支持，以便于在规划、设计、运营管理等工作中促进技术规范体系的形成[1]。

(二)管理协调问题。管线的建设与管理需要长期规划，但对于工作的协调却缺乏合理的管控。例如扩容管线虽然体量较小，但强电管线对于空间的需求较大，入廊费用较高，这些类似的建设成本问题产生的原因也在于未建立有效的沟通协商机制，从而影响综合管廊的建设工作。

二、入廊管线规划。按照《城市综合管廊工程技术规范》的相关要求，综合管廊的管道包括雨水、热力、电力、通讯管道等。其中，电气设计的管道非常重要。以电力管线与通信管线为例，这两种管线受到外部环境的影响因素较大。电力管线包括埋设与架空两种模式，但城市建设中进行架空处理必然会导致城市形象受损。而埋设方式会受到扩容与维修工作的影响。将通讯管线同时纳入综合管廊建设当中，其目的在于减少信号干扰等技术问题的产生。

但由于电缆因短路、漏电情况容易出现火灾，对于高压电缆来说应该做好防火措施。所以，现阶段的电缆材料多选择阻燃性与防火性电缆，在控制好电流密度的前提下可以有效地规划电缆的发热温度，设置感温装置。如果某处电缆出现温度异常，管理人员也需要及时检查，必要时将电源直接切断。

三、电气设计的思路与应用

(一)供电系统设计。综合管廊的供电系统是其内部最基础的附属设施，其正常运行是内部电气设计的重要环节。按照《供配电系统设计规范》(GB50052)的相关要求，在综合管廊内的所有消防设备、报警设备、监控设备等都需要采用二级负荷供电，如果两回线路供电存在阻碍时，则应该重新设置好备用电源，将其它用电设备按照三级负荷供电的标准来处理。为了保障供电系统的合理运行，电力电缆不能与其它管道同舱敷设，特别是110kV以上的电力电缆还需要远离通信电缆。穿过分隔墙的区域需要采用阻火包进行封堵，安装在管廊内的金属构件的接地电阻需保持在1Ω以下。另外，接地系统的配电需要设置电阻测试箱[2]。

当综合管廊的湿度超过75%，通风系统开启，管廊内需要控制好相对湿度，保障电气设备的正常使用。因此，对于供电系统的防潮、防水要求相对较高，防护等级与防爆等级同样有明确要求。

(二)照明系统设计。照明系统的设计方面，出入口与设备操作的区域需要进行节能灯规划，除去特殊断面意外，管廊内的平均照度须符合要求。局部的维修照明可以使用工作灯进行补偿，然后设置铅蓄电池作为应急电源，能够保障1h以上的持续供应时间。照明器具从出口至灯具以金属管内PVC线施工，然后做好隔离密封处理措施。

(三)监控系统设计。在综合管廊内部的设计工作中，无论是电力、通信还是照明系统出现问题，必然影响城市的正常功能保障，因而，建立综合管廊监控系统的现实意义非常显著。监控系统主要包括设备监控与环境监控两个方面，从而对电气设计方案与系统进行准确处理，保障管廊的正常运行。按照技术规范的要求，沿着管廊设置好投料口、通风口，然后实现与设备的自动化对接。在监控中心控制室内部，可以通过系统数字的形式来实现环境参数的分析，基站可以接受监控中心的系统命令，负责区域内照明设备等的操作。

四、工程实例

某开发区内一共被分为数个地块，其中的每一栋建筑都需要基础保障设施，包括电力、热水、通信、给水等。综合管廊为钢筋混凝土结构，且主要敷设在绿化带之下，少部分位于道路下方，全长约为2km，埋深为5m，净高度2.5m。在建设过程中，在管线互不干扰的前提下将其全部设计在一个舱内，如果管线有干扰情况，可以将高压输电管线与通信管线设置在不同的舱室。从综合管廊的整体系统来看，包括排水系统、照明系统、通风系统等，并设置了不同的防火分区，按照技术规范设置了逃生通道，地块也设置了接口[3]。

电气设备的施工负荷《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303的有关规定，而火灾报警监控系统也符合《火灾自动报警系统施工及验收规范》BG50166的相关要求，无明显技术缺陷存在。

(一)供配电系统规划。从供配电系统规划来看，考虑到综合管廊的长度较长，其内部的照明、监控和消防设备属于二级负荷，其余为三级负荷。在高压供电标准上选择10kV，然后结合220/380V电源供电半径的相关要求，通过安装箱式变电站的模式来为所有用电设备提供供电电源。另外，防火分区设置了配电单元，可以针对火灾情况下进行规划，防止影响正常工作。此外，为了避免因故障导致的突然断电，供配电系统配置了EPS应急电源满足需求，并设有IP54防护等级的检修插座。

(二)照明系统规划。照明系统按照相关的技术标准进行了设计，结合实际需求合理地调整照明度。一般情况下在工作人员对设备进行检修的过程中会开启综合管廊内部的照明设备，所以照明光源采用了LED节能光源，并且在安全出口与防火门区域设置了警示灯与反射标识[4]。

(三)电缆敷设。考虑到管廊全场达到了2km，所以考虑到电缆截面的选择要求，进行了严格的电压降计算。如果未能达到具体要求，可以提升电缆截面，保障设备稳定运行。在分析照明支路距离之后，选择矿物绝缘电缆，沿桥架进行敷设，可以实现稳定的供电，控制好消防排空供电距离，以满足综合管廊的技术要求。

五、结语

本次研究重点分析了综合管廊电气设计的具体方案，包括影响设计的因素、内部电气设计的具体方案，结合工程实例的分析探究了综合管廊的电气设计理念。综合管廊可以实现长距离的稳定供电，在设计过程中也应该进行合理规划，对于二级负荷具有更高的供电等级要求，此时，应重点分析供电方案，针对综合管廊内的管线布置进行设计评估，从问题入手探究最优的设计模式。