城市综合管廊电气设计论述

张翼鹏

摘 要：本文从综合管廊的概念以及意义出发展开研究，分析了综合管廊电气设计中的一些内容以及建议，希望通过本文的研究对促进综合管廊电气工程设计的发展有所帮助。

关键词：综合管廊；电气工程；建议

1 综合管廊概述

1.1 概念

综合管廊又叫地下综合管廊，指的就是城市地下管道综合管廊。简单来说就是在城市地下建立一个空间，将电力、通讯、给排水、燃气等各种管线集中在空间内，并通过设置专门的检修检测系统，对所有地下管线进行统一规划设计管理，从而保证其正常运行。

1.2 建设综合管廊的意义

地下综合管廊建设一方面有效解决了城市交通拥堵，还方便了对给排水、电力、燃气等设施的维护检修。因为，综合管廊的建设能够避免在敷设或者维修地下管线而对道路进行挖掘时造成的交通干扰出行问题，还能有效的对路面完整性以及美观性进行保持。另外，地下综合管廊具有防震减灾的功能。

2 综合管廊电气设计的组成

综合管廊电气设计共包含三大部分内容：（1）综合管廊的低压配电系统。（2）综合管廊内部的常规照明、应急照明及应急疏散指示灯布置。3）综合管廊的接地及防雷系统。

3 低压配电系统

根据管廊负荷性质及地区电力规划，工程一般采用10kV和0.4kV两个电压等级。

3.1 负荷等级划分

综合管廊属于地下设施，管廊内部有燃气、自来水、热力等市政管线。其中燃气舱内的燃气具有易燃易爆特性，必须保证燃气舱内的监控设备及相关排风设备的运行，故将燃气舱内的监控设备及排风设备均列为二级负荷。管廊为地下设施，必须保证应急情况下，人员的逃生及消防用电，所以将全部舱室的消防用电、监控与报警用电以及应急照明也列为二级负荷；除上述负荷外的其他负荷全部列为三级负荷。由于内含二级负荷，所以按照设计规范，需要双回路供电。就近由城市电网引入2路10kV常用电源。当一路10kV电源因故退出运行时，管廊由另一路10kV电源所带变压器供电。箱变10kV侧均采用单母线分段不联络结线。

3.2 管廊自用箱式变电站的低压接线形式及负荷选择

管廊的特点是用电设备为带状分布而且比较分散，考虑压降不宜大于10%，将低压配电的供电半径控制在500m以内。按照1000m一个供电区间，在每个区间的负荷中心设置一台箱式变电站，每台箱式变电站站内设置2台变压器。每台变压器负责一部分三级负荷供电，二级负荷的供电由两台变压器构成互为备用。在容量选择时，单台变压器容量需满足整个供电区间的一二级负荷，并且负荷率小于80%。工程设置的每座箱式变电站的变压器，一般1号箱变容量为2×250kVA，2号箱变容量为2×200kVA。变电所0.4kV侧均采用放射式配电方式，为控制中心负荷、消防设备以及管廊每一防火分区中的动力照明配电箱供电。配电原则：消防、监控等负荷由不同段母排双电源供电，末端自切；其余负荷由不同段母排单电源交叉供电，通过0.4kV母联开关自切可维持供电。应急照明、监控系统等特别重要的负荷另设在线蓄电池作后备电源。管廊相邻两个防火分区中的动力照明配电箱应分别由变电所不同段母排供电。

3.3 低压配电箱配置

管廊每个防火分区在发生一些事故及火灾时，需要按照防火分区为单位对每个防火分区内的用电设备及消防设备做出控制及联动。针对此特性，将综合管廊的每个防火分区作为一个低压配电单位。管廊的燃气舱由于自己的易燃易爆特性，所以需要将燃气舱的配电与其他舱独立。每个管廊供电区间根据需要设置2台三级负荷配电箱AP，2台二级负荷配电箱EP。电力、综合、污水舱共用1台三级负荷配电箱AP1、1台二级负荷配电箱EP1。燃气舱独立使用1台三级负荷配电箱AP2、1台二级负荷配电箱EP2。三级负荷配电箱AP负责常规照明、检修插座、排水泵、常规排风机等常规负荷的供电。二级负荷配电箱EP负责管廊自控系统、火灾报警系统及应急照明等重要负荷的供电。所有低压配电箱设置于排风口的配电间内。

4 管廊内部电气设备的布置原则

（1）照明部分：管廊为全地下设施，故在管廊内部设置常规照明，考虑LED的节能、寿命长等优点选择LED光源。按照规范要求，常规照明平均照度应大于15lx，应急照明平均照度大于5lx。一般根据管廊的横断面和所选照明光源类型，设计照明光源瓦数、间距与数量，并且根据光源设置推算出所需应急照明灯布置位置与数量。

（2）应急疏散：距地1m处设置应急疏散指示灯，间距20m，并且以每个防火分区的中心为分界点，疏散指示方向应分别指向两个出口。同时在每个防火分区的逃生口附近安装出口指示灯。

（3）检修电源：管廊内设置带剩余电流保护断路器的检修插座箱，距离防火门不大于30m，相邻检修插座箱之间不大于60m。

（4）电能计量：电能计量采用高供高计。

（5）無功功率补偿：各箱式变电站均采用自动无功补偿装置，低压无功补偿在0.4kV低压母线处装设低压电容自动补偿柜，要求补偿后10kV侧功率因数在0.92以上。补偿装置选用对高次谐波有滤波功能的电容自动补偿装置，以抑制谐波，保护设备。

5 电缆选型及电缆敷设

（1）变电所设置在地面绿化带中，变电所馈电干线通常选用ZR-YJV电缆穿热浸镀锌钢管后，埋地敷设直接进入管廊排风口配电间内，配电间预留9孔出入口，并预埋防水组件。进入配电间后，沿墙明敷进入配电间内配电箱。配电间内预留500×300孔作为配电箱的馈电电缆通往管廊内部使用，馈电电缆经预留孔进入管廊后，沿自用桥架敷设。（2）管廊内一般设备采用ZR-YJV电缆，火灾时仍需工作的设备采用ZN-YJV电缆。（3）管廊内所有自用电缆沿管廊自用桥架敷设，电缆出桥架后穿热镀锌钢管明敷。照明电缆穿热镀锌钢管明敷。应急照明通常采用ZN-YJV电缆，穿管并涂防火涂料。电缆及电缆桥架穿越防火分区时应做防火、防爆封堵。4）在燃气舱内电缆线路采用镀锌焊接钢管配线，并应进行隔离密封防爆处理。

6 供电电源

通常情况下，我们将综合管廊以及相关的控制中心看为一个整体单一用户，通常会设置一路或者两路高压电源，一般会使用树干式配电的方法对综合管廊沿途各个部分的分变电所箱变进行供电。在对电源进行设计时，箱变负载一般都是由单一的防火分区的照明、排水泵、风机、抢修工具等进行负荷变化设计。对于小型的综合管廊也能够通过城市公共电网分别进行电源供电，一般情况下，主接线主要就是通过使用单母线分段的形式进行。

7 防雷及接地

管廊内集中敷设了大量的电缆与低压电气设备，为了管廊运行安全，必须可靠接地。0.4kV低压接地系统通常采用TN-S制。管廊接地极利用管廊混凝土结构内钢筋作为自然接地极，如不能满足接地电阻要求，另行增加人工接地极。在管廊侧壁设置纵向通长40×4扁钢，作为管廊设备的接地线连接使用，在结构变形缝处需预埋跨接钢板保证电气通路。管廊内所有电气设备、金属管道及电缆敷设支架、桥架、槽盒等应可靠接地。管廊内实施总等电位联结。燃气舱内由于天然气的易燃易爆性，需设置静电防护措施。

8 结束语

总之，城市综合管廊中的电气设计属于综合性、复杂性的工程，属于城市建设过程中的基础内容。做好城市综合管廊工程能够有效地解决管线直埋带来的一些维护难题，还可以有效节约城市用地，便于对管网的维护等优点，对于城市建设来说具有较好的经济效益。

参考文献：

[1] 胡伟，焦建雷.城市综合管廊电气设计要点[J].电世界，2016（10）：34～35.

[2] GB 50838-2015.城市综合管廊工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2015.