摘要：當(dāng)前，我國正在不斷加大城市管網(wǎng)建設(shè)和改造力度，持續(xù)推進綜合管廊建設(shè)，以實現(xiàn)城市工程管線集中的敷設(shè)、地下空間資源的綜合利用。本文簡單闡述了我國綜合管廊工程發(fā)展情況，重點針對綜合管廊電氣工程相關(guān)問題展開了探討。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；電氣工程；設(shè)計；相關(guān)問題

0引言

“面子"是城市的風(fēng)貌，而“里子"則是城市的良心，綜合管廊是城市重要的地下公共設(shè)施，用于容納2類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，以實現(xiàn)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理"，對于地下空間的綜合利用與集約化管理具有重要意義。

1我國綜合管廊工程發(fā)展情況

綜合管廊，又稱共同溝、共同管道，其建于城市地下、用于敷設(shè)市政公用管線，即在地下構(gòu)建一個公用隧道空間，將多種公用管線進行集中鋪設(shè)，設(shè)專門的檢修口、投料口、監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)與管理。管廊內(nèi)主要容納的管線包括電力、通訊、自來水、熱力等，根據(jù)實際需要也可將排水管線收納在內(nèi)。

2015年，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)[2015]61號）提出，到2020年，建成一批具有水平的地下綜合管廊并投入運營，以有效改善反復(fù)開挖地面的“馬路拉鏈"問題，提升管線安全水平，逐步消除主要街道蜘蛛網(wǎng)式架空線，美化城市地面景觀；2016年2月6日，《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》指出，需認真總結(jié)推廣試點城市經(jīng)驗，逐步推進城市地下綜合管廊建設(shè)，統(tǒng)籌各類管線敷設(shè)，綜合利用地下空間資源，提高城市綜合承載能力?？傊C合管廊作為城市的地下生命線，正突飛猛進般地迎來建設(shè)高潮。

2城市綜合管廊電氣工程相關(guān)問題

城市綜合管廊電氣工程主要服務(wù)的是管廊后期的運營管理，下文重點針對此展開了相關(guān)論述。

2.1供配電系統(tǒng)相關(guān)問題

①供電點設(shè)置。綜合管廊沿線需設(shè)置供電點，電源總配電箱應(yīng)設(shè)置在管廊的進出口處，遵循“數(shù)量少、造價低"的原則，每處供電點供電防火區(qū)間數(shù)量控制在5～6個（供電范圍為1～1.2km），②負荷等級。綜合管廊的消防設(shè)備、監(jiān)控與報警設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052）規(guī)定的二級負荷供電；天然氣管道艙的監(jiān)控與報警設(shè)備、管道緊急切斷閥、事故風(fēng)機需按二級負荷供電，且宜采用兩回線路供電；兩回線路供電存在困難時，需另外設(shè)置備用電源。其余用電設(shè)備均可按照三級負荷進行供電。③配電系統(tǒng)。綜合管廊低壓配電系統(tǒng)應(yīng)采用TN－S接地系統(tǒng)，對于用電設(shè)備端子處的電壓偏差允許值需滿足《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052-2009）第5.0.4條規(guī)定。

2.2電纜相關(guān)問題

①電纜選擇。對于非消防設(shè)備的供電電纜、控制電纜可選用阻燃電纜，消防設(shè)備則要選用耐火電纜或不燃電纜；鼠害嚴(yán)重場所絕緣電纜需具有金屬包帶或鋼帶鎧裝。②電纜敷設(shè)。熱力管道嚴(yán)禁和電力電纜同艙敷設(shè)；110kV及以上電力電纜嚴(yán)禁和通信電纜同側(cè)布置；電力電纜艙室需要每隔200m使用耐火時間超過3h的不燃墻體進行防火分隔，電纜管線穿越防火隔墻處需使用阻火包等嚴(yán)密封堵；消防電纜敷設(shè)需滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）有關(guān)要求。

2.3電氣設(shè)備相關(guān)問題

根據(jù)城市實際環(huán)境，確定綜合管廊供配電設(shè)備防護等級，不得低于防塵5級、防水4級；天然氣管線艙室內(nèi)的電氣設(shè)備需要重視防爆。供配電設(shè)備應(yīng)安裝在便于維護和操作的地方，不應(yīng)安裝在低洼、可能受積水浸入的地方。

2.4照明相關(guān)問題

①照度標(biāo)準(zhǔn)。照明系統(tǒng)分為正常照明及應(yīng)急照明，應(yīng)急照明包括備用照明、疏散照明。其中，普通段正常照明照度不小于10lx，防火分區(qū)門等處的局部照度不小于100lx；應(yīng)急照明設(shè)置疏散照明，疏散照明包括疏散通道安全照明、疏散指示標(biāo)志燈，疏散安全照明照度不小于5lx，疏散指示燈照度不小于0.5lx。②光源選擇。一般照明燈具采用T5型防水防塵熒光燈，每5m一盞，吸頂安裝；備用照明采用每15m設(shè)置一盞應(yīng)急照明燈，自帶蓄電池，應(yīng)急時間90min，吸頂安裝；疏散照明采用疏散指示燈、安全出口指示燈。③照明供電及線路敷設(shè)。一般照明供電及線路敷設(shè)線路應(yīng)符合《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）要求，應(yīng)急照明供電及線路敷設(shè)線路應(yīng)符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）的有關(guān)規(guī)定。

2.5監(jiān)控報警系統(tǒng)相關(guān)問題

2.5.1自控系統(tǒng)

由于綜合管廊都是處于地下，空氣質(zhì)量相對較差、溫度、有毒有害氣體、氧氣濃度檢測尤為重要。自動控制系統(tǒng)，分為控制中心集中監(jiān)控管理、現(xiàn)場控制站?？刂浦行闹饕O(shè)備包括中央監(jiān)控服務(wù)器、中控操作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、DLP組合式背投等；現(xiàn)場控制站以每3個防火分區(qū)為一個單位進行考慮，居中防火分區(qū)設(shè)置一控制站，左右兩邊防火分區(qū)設(shè)置遠程I/O站。PLC控制站、遠程I/O站均位于綜合管廊配電控制間：①PLC控制站工作任務(wù)包括：監(jiān)測各防火分區(qū)內(nèi)氧氣、一氧化碳、溫濕度、液位等參數(shù)；檢測水泵、風(fēng)機工作狀態(tài)；根據(jù)防火區(qū)內(nèi)氧氣、溫濕度實時檢測值對各風(fēng)機進行控制；根據(jù)積水坑液位對水泵進行控制；現(xiàn)場可控設(shè)備可由操作人員通過就地箱控制，也可由PLC自動控制。②遠程I/O站的監(jiān)控范圍是相鄰的三段防火分區(qū)內(nèi)設(shè)備、儀表，主要任務(wù)為：監(jiān)測各防火分區(qū)內(nèi)氧氣、一氧化碳、溫濕度等參數(shù)；檢測水泵、風(fēng)機等工作狀態(tài)、設(shè)備狀況。

2.5.2火災(zāi)報警系統(tǒng)

為保證綜合管廊安全運行，需要設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)，使用以太網(wǎng)技術(shù)，在中心控制室通過控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中心交換機實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的連接與數(shù)據(jù)交換，火災(zāi)報警系統(tǒng)控制站接入控制系統(tǒng)交換機，火災(zāi)報警裝置接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)控制中心各系統(tǒng)的集成及關(guān)聯(lián)互動。綜合管廊內(nèi)探測、報警設(shè)備設(shè)置如下：綜合管廊通道頂部居中安裝感煙探測器，感煙探測器安裝間距小于15m布置，可恢復(fù)式感溫電纜敷設(shè)在電纜橋架上面；在各個防火分區(qū)出入口處（防火門）等部位設(shè)手動報警按鈕，每個手動報警間距50m；在區(qū)域設(shè)備間和地下綜合管廊內(nèi)間距50m設(shè)置消防對講電話（兼作管溝的有線通訊）；每個防火分區(qū)中間部位設(shè)置1個聲光報警器。

消防聯(lián)動設(shè)置：①防火分區(qū)中的探測器輸出報警信號，火災(zāi)報警裝置聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，跳出該區(qū)視頻畫面，確認警情。②聯(lián)動排煙系統(tǒng)，綜合管廊設(shè)排風(fēng)兼排煙風(fēng)機，正常情況下為通風(fēng)換氣使用，火災(zāi)時則作為排煙風(fēng)機使用。火災(zāi)報警后，消防控制室根據(jù)火災(zāi)情況啟動相關(guān)防火分區(qū)的排煙風(fēng)機。③聯(lián)動電源，火災(zāi)確認后，利用火災(zāi)聯(lián)動控制器將非消防電源切斷。④聯(lián)動消防廣播系統(tǒng)，發(fā)生火災(zāi)后，監(jiān)控中心啟動廣播切換模塊進行消防廣播，對報警的防火分區(qū)、相鄰防火分區(qū)開展廣播疏散。⑤聯(lián)動消防電話系統(tǒng)，控制中心可起動消防專用模塊和任一電話分機進行通話。

3實例分析綜合管廊電氣工程

本文結(jié)合某地區(qū)綜合管廊電氣工程的設(shè)計方案展開了具體分析，該工程設(shè)計內(nèi)容包括10/0.4kV變配電系統(tǒng)；照明系統(tǒng)及接地系統(tǒng)。

（1）負荷分級與供電電源

（1）負荷分級。Ⅱ級消防負荷：消防設(shè)備、監(jiān)控與報警設(shè)施、應(yīng)急照明及疏散指示設(shè)施；Ⅱ級非消防負荷：燃氣艙風(fēng)機；Ⅲ級負荷：管廊內(nèi)的潛水泵、檢修插座箱、正常照明、除燃氣艙外的排風(fēng)機及進風(fēng)機。（2）供電電源。本次設(shè)計#1、#2箱式變電所分別采用兩回10kV線路供電，10kV供電線路由建設(shè)單位向供電公司單獨申報。

（2）變配電設(shè)計

1.變配電所接線方式。箱式變電所高壓側(cè)采用線路變壓器組接線。0.4kV側(cè)采用雙電源單母線分段聯(lián)絡(luò)的接線方式，兩臺變壓器分列運行，母聯(lián)分閘。管廊內(nèi)采用放射式及樹干式相結(jié)合的方式配電，防火分區(qū)內(nèi)以放射式及鏈?zhǔn)脚潆姺绞街劣秒娫O(shè)備。燃氣艙的檢修插座僅在環(huán)境安全的情況下送電。

2.保護。10kV系統(tǒng)保護：箱式變電所10kV側(cè)環(huán)網(wǎng)柜采用負荷開關(guān)操作，采用熔斷器作為短路及過載保護；0.4kV系統(tǒng)保護：0.4kV側(cè)低壓系統(tǒng)總進線斷路器設(shè)定時限過電流、反時限過電流及零序電流保護。小型電機采用“斷路器+接觸器+熱繼電器"保護方式。一般饋電線路采用低壓斷路器保護。

3.電力測量與計量。低壓開關(guān)柜的饋出線回路安裝具有RS-485通訊接口（Modbus通訊協(xié)議）的智能型三相綜合電力測控儀，測量電流、電壓、功率、電能等電氣參數(shù)，其測量精度不低于0.2級。

4.無功補償。用電設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時平均自然功率因數(shù)均低于0.9，不符合供用電規(guī)程的要求。為了提高用電設(shè)備運行功率因素，在低壓側(cè)采用集中補償方式進行補償，補償后變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。

5.設(shè)備啟動與控制。綜合管廊內(nèi)設(shè)備均采用直接啟動方式。①風(fēng)機及正常照明主要采用手動、PLC遠程、按鈕箱遠程三種控制方式，由動力及照明配電箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇切換。水泵主要采用就地手動及PLC自動控制兩種控制方式，由水泵控制箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇切換。②風(fēng)機及正常照明在各防火分區(qū)兩端防火門外、逃生口及吊裝口設(shè)置本防火分區(qū)照明及風(fēng)機設(shè)備的控制按鈕。③管廊內(nèi)風(fēng)機正常工作時，設(shè)備由PLC系統(tǒng)自動控制風(fēng)機與防火閥的聯(lián)動。當(dāng)火災(zāi)報警系統(tǒng)關(guān)閉防火閥時，風(fēng)機被強制切斷。

（3）綜合管廊內(nèi)照明

1.正常照明。照明燈具安在管廊內(nèi)吸頂安裝，綜合艙燈具布置間距6.5m左右，電力艙燈具間距4.6m左右，燃氣艙及污水艙燈具間距6.3m左右。一般照明的平均照度不低于25lx，*小照度不小于5lx，在人員出入口及設(shè)備操作處將平均照度提高到不小于100lx。

2.應(yīng)急照明與疏散指示。管廊內(nèi)應(yīng)急照明照度不低于5lx。應(yīng)急照明與疏散指示安裝間距不大于20m，由各配電區(qū)間消防負荷雙電源切換箱供電，燈具蓄電池供電時間不小于60min。在管廊各出入口及防火門上方安裝出口標(biāo)志燈。燈光疏散指示標(biāo)志設(shè)置在距地面1.0m以下，安裝間距不大于20m。

3.光源、燈具要求。采用LED光源。綜合管廊內(nèi)采用防觸電保護等級為Ⅰ類的防水防潮燈具，防護等級不低于IP54。燃氣艙照明燈具采用防爆型燈具，防爆等級ExdⅡBT4。

4.照明配電要求。管廊上層各節(jié)點內(nèi)正常照明、應(yīng)急照明及疏散指示采用DC24V供電，管廊下層各艙室內(nèi)正常照明、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志及安全出口標(biāo)志燈采用AC220V供電。

（4）電纜電線選擇及敷設(shè)

綜合管廊消防設(shè)備、應(yīng)急照明、疏散照明采用耐火銅芯電纜、電線，除以上設(shè)備外其他用電設(shè)備均采用阻燃電纜、電線。

電力艙、綜合艙及污水艙自用電纜沿工藝專業(yè)設(shè)計的自用電纜橋架敷設(shè)，燃氣艙電纜沿電氣專業(yè)自設(shè)的橋架敷設(shè)，橋架穿越防火墻時分區(qū)段設(shè)防火封堵，電纜出橋架后沿墻或頂板穿鋼管明敷。電纜、穿線管、橋架等過結(jié)構(gòu)伸縮縫時需做伸縮處理，并保持良好的電氣通路。消防線路明敷時，應(yīng)敷設(shè)于涂防火材料的金屬管內(nèi)。

普通電力電纜與消防電力電纜單獨設(shè)置電纜橋架或敷設(shè)在有防火分隔的橋架內(nèi)，敷設(shè)消防線路的橋架外需涂防火材料；動力電纜與信號及控制電纜分開設(shè)置電纜橋架。

燃氣艙內(nèi)的照明線路、動力線路等均采用低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管配線，穿入燃氣艙墻體的電纜、電線、套管穿線后進行隔離密封防爆處理。穿入電力艙、綜合艙及污水艙墻體的電纜、電線、套管穿線后進行防火封堵。

（5）電氣設(shè)備選擇

10kV開關(guān)柜采用全絕緣負荷開關(guān)型環(huán)網(wǎng)柜；變電所的10/0.4kV變壓器均采用高效節(jié)能干式變壓器；低壓開關(guān)柜采用固定式戶內(nèi)成套柜。綜合管廊各艙內(nèi)動力箱、控制箱、插座箱、接線盒等電氣設(shè)備應(yīng)防水防潮，防護等級不低于IP54。燃氣艙的要求：動力箱、控制箱、插座箱、接線盒等電氣設(shè)備選用防爆設(shè)備，其防爆等級為ExdⅡBT4；供配電線路不得采用無護套的電線；電氣線路不應(yīng)有中間接頭，所有的接線需要在防爆接線盒或防爆接線箱內(nèi)；進出燃氣艙的線路需要進行防火防爆氣密性封堵。

（6）管廊接地

綜合管廊為地下建筑，不需設(shè)防直擊雷設(shè)施。工作接地、保護接地共用接地體接地電阻不大于1Ω。

接地體優(yōu)先利用綜合管廊結(jié)構(gòu)內(nèi)的主鋼筋。接地線干線采用50X5熱鍍鋅扁鋼沿綜合管廊電纜自用支架（或管廊側(cè)墻頂部）通長敷設(shè)，并與各金屬電纜支架焊接連接。綜合管廊內(nèi)所有外界可導(dǎo)電金屬（金屬管道、金屬電纜支架等）、外露可導(dǎo)電金屬（設(shè)備外殼等）和PE線等均應(yīng)以*短的路徑與接地干線做等電位聯(lián)結(jié)。

燃氣艙內(nèi)設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)，所有裸露的裝置外部可導(dǎo)電部分接入等電位系統(tǒng)。燃氣管的防靜電接地采用管廊接地系統(tǒng)。

（7）燃氣艙內(nèi)電氣設(shè)備選擇及線纜敷設(shè)要求

1.爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備防爆等級選擇

爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域劃分：本次設(shè)計燃氣艙內(nèi)天然氣管道正常運行時不太可能出現(xiàn)燃氣泄露情況，且出現(xiàn)泄漏時，可保證緊急切斷閥關(guān)斷泄露管道。設(shè)計考慮將燃氣艙定為爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)。爆炸性環(huán)境內(nèi)電器設(shè)備保護級別選擇：天然氣主要成分為甲烷，其爆炸性氣體分級為Ⅱ，引燃溫度組別為T1。根據(jù)《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-2014），將電氣設(shè)備保護級別定為Gb級，防爆結(jié)構(gòu)定為隔爆型（d），電氣設(shè)備類別定為ⅡB，溫度組別定為T4。所以本次設(shè)計電氣設(shè)備防爆等級為EXdⅡBT4。

2爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備安裝及線纜敷設(shè)要求

燃氣艙內(nèi)電氣線路和設(shè)備裝設(shè)過載、短路和接地保護，進、排風(fēng)機還應(yīng)裝設(shè)斷相保護；燃氣艙內(nèi)線纜敷設(shè)穿越防火墻或艙室頂板時，應(yīng)采用非燃性材料嚴(yán)密封堵；燃氣艙內(nèi)線纜敷設(shè)時，應(yīng)盡量避開可能受到機械損傷、振動、腐蝕等可能對線纜造成損傷的區(qū)域，不能避開時，應(yīng)采取預(yù)防措施；燃氣艙內(nèi)線纜保護管采用低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管。鋼管的螺紋部分應(yīng)涂以鉛油或磷化膏；燃氣艙內(nèi)鋼管配線的電氣線路應(yīng)*好隔離密封。

5 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

（1）平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

（2）平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

6結(jié)束語

綜上所述，城市綜合管廊的建設(shè)不僅可以規(guī)劃城市的地下空間，也是國家發(fā)展和進步的體現(xiàn)。相關(guān)人員應(yīng)明確綜合管廊工程中電氣自控工程的特點，以及綜合管廊工程中電氣自控的設(shè)計要點，做好相關(guān)設(shè)計、建造工作，為綜合管廊項目的順利實施與完工，為城市發(fā)展和國家進步奠定堅實的基礎(chǔ)。