天津中交鸿达道桥技术开发有限责任公司天津市300122
摘要：在城市综合管廊工程中，电气系统是重要组成部分，其设计质量直接影响到综合管廊的使用安全性。现阶段，人们越来越关注城市综合管廊工程的电气自控设计。文章结合实例对城市综合管廊工程电气自控设计进行简要探讨，希望能为相关行业提供有益参考。
关键词：城市；综合管廊工程；电气自控设计；要点
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1地下综合管廊概况
地下综合管廊是城市地下工程的重要部分，它可以有效容纳电力、通信、燃气以及给水等不同的管线。在城市电气系统方面，地下综合管廊可以容纳各种市政公用管线如干线、支线以及电缆沟等。大多数的地下综合管廊的建设应用了集约化的设计理念，这样不仅可以实现对地下空间的高效利用，也避免了各种专业管线分开施工和不定期开挖现象，从而减轻了对交通以及周围建筑物的影响，具有良好的经济效益和社会效益。目前，地下综合管廊的设计理念不断创新，设计方法不断发展和完善，建设规模也在不断加大，对于城市的发展具有重要作用。综合管廊的大力推广首先出现在法国，有效提升了城市环境的质量。如今，地下综合管廊的管理和技术应用上都在不断完善，在西方很多发达国家地下综合管廊已经非常普遍，在我国的一线城市，地下综合管廊的建设力度也在不断加大，并融入了技术水平较高的电气设计，其安全性能和实用性能都得到了充分的提升。
2综合管廊电气设计内容
综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，通常情况下，综合管廊以200m作为一个防火分区，每个防火分区的两端分别设置一个排风口、一个投料口兼进风口。综合管廊内的监控、消防、照明、排水、通风等系统的安全运行都需要稳定的电力供应，电气设计是综合管廊重要的附属工程，其主要内容包括变配电系统及供配电设计、电缆敷设设计以及照明、防雷、接地系统设计。
3城市综合管廊工程电气自控设计
3.1变配电系统
（1）控制中心10kV变电所设置二台变压器，采用单母线分段联络手动备投接线形式由10kVI、II段母排直接供电。当一路10kV电源因故退出运行时，另一路10kV电源为全部负荷供电。（2）含燃气仓综合管廊的分变电所内设置2台变压器，2台变压器互为备用，变压器低压侧采用单母线分段联络形式。当一台10kV电源断电或任意一台变压器故障时，另一变压器可以负担全部二级负荷。（3）消防负荷、监控等二级负荷由双电源供电并在末端自动切换。
3.2低压配电系统
综合管廊内低压配电系统应以防火分区段作为配电单元，在日常管理或事故、火灾发生时，配电系统都能方便地对每个防火分区内的用电负荷及消防设备做出控制与联动。每个防火区段内设置两台二级负荷动力配电箱及两台三级负荷动力配电箱。其中1台二级负荷配电箱及三级负荷配电箱负责该防火分区段内综合、电力、热力等普通舱室的动力、照明、自控、消防等用电设备的配电；另1台二级负荷配电箱及三级负荷配电箱负责该防火分区段内燃气舱相关设备的配电。二级负荷配电箱采用2路低压电源供电，且来自不同段母排，三级负荷配电箱采用1路低压电源供电。低压配电系统采用树干式与放射式结合的方式向各防火分区配电箱供电。各防火分区配电箱集中设置于每个防火分区排风口配电间。
3.3照明系统
在进行照明系统设计时，需要综合考虑节能、维修的安全和便利以及紧急疏散等方面的需求。具体的照明设计可以以GB50838-2015中的要求为准，最好保证各项指标都略高于最低值。在具体的设计过程中，要在特殊位置提升照明量度与照明保障，比如地下管廊出入口、设备操作地点以及控制室等关键位置等。同时，还要注意实际值与设计标准值的协调，例如，整个系统对功率密度会有比较严格的要求，在增加照度时必须要保证不超过功率密度标准值。另外，考虑到地下综合管廊的运行环境十分复杂，难以控制，所以要加强防水防尘的要求。就照明灯具而言，可以采用防护等级高于IP54的荧光灯，并加强防触电和防撞击处理。一般的防护措施有：所有能触及导电的地方都要与固定线路的PE线相连，并给发光装置如灯具等进行接地处理；在重要的安全出口或入口要设置明显的指示灯，紧急照明等还要预备能够供电90min的蓄电池，以备不时之需。
3.4电缆、桥架选型及敷设
高压电缆采用WDZCN-YJY-8.7KV/15kV耐火电缆；低压供电电压等级0.6/1kV、450/750V，非消防负荷采用阻燃电缆；消防负荷采用耐火电缆。在天然气舱敷设的电缆不应有中间接头，防爆按《爆炸危险环境电力装置设计规范》[3]规定的2区要求处理。综合管廊内自用电缆采用防火型封闭式金属线槽敷设，材质为钢制或铝合金，外刷防火涂料。在电缆桥架上敷设的电缆在进入和引出桥架时需穿热镀锌钢管保护，分变电所引出的电缆敷设的电缆桥架，其电缆总截面积不应大于桥架内截面面积的40%。
3.5自控系统
利用百兆光纤的以外网将控制中心与各个区域的控制站连接起来，各个区域的管廊内部温湿度、氧含量、排水泵以及排风机等设备由PLC控制站负责控制；管沟内部设备的控制方式分为两种，即手动控制与自动控制。前者通过人口操作控制箱的按钮进行，后者通过中央计算机的监控系统进行。利用控制箱的转换开关，能够实现手动控制与自动控制之间的转换；各个防火分区中设置1个检测点，用于检测温度传感器、湿度传感器及氧量监测仪；在积水坑中设置浮球液位开关。将液位监测高位报警设备设置在积水坑中，将该区域中的管道阀门关闭；在正常条件下，排风机与排烟机发挥通风换气功能，通过自动控制系统进行控制，一旦发生火灾，这些设备则发挥排烟功能，通过消防控制室进行控制。
3.6防雷与接地
综合管廊为地下构筑物，不需设防直击雷设施。地面层箱式变电所10kV电源进线侧装设避雷器作雷电侵入波过电压保护。各变电所低压柜进线处设置Ⅰ级试验电涌保护器。其他对电涌电压敏感的设备处按规范设置Ⅱ级或Ⅲ级电涌保护器。综合管廊内低压配电系统接地形式为TN-S制。综合管廊采用结构钢筋作为自然接地体，电气、仪表、防雷共用接地装置，接地电阻小于1Ω，否则应利用管沟外壁预留接地板增设人工接地体。综合管廊内的接地干线采用-50×5热镀锌扁钢形成环形接地网。接地干线应与每块接地预埋板焊接。过结构变形缝时，应在两侧预埋连接板跨接，保证电气通路，做法详见国标图集14D504。综合管廊所有用电设备不带电金属外壳、金属支架、金属构件均应妥善接地。接地连接均采用焊接，焊接处应做防腐处理。所有电气设备外露导电部分及非电气装置外导电部分都应以最短路径连接至管廊接地干线做等电位连接。配电箱进线电缆PE与接地干线应可靠连接。
结语
如今我国综合管廊虽然在不断地发展，但是相对于发达国家来说，这仍然是我国的短板工程，到发展过程中不能急功近利，要深入研究综合管廊体系的运行要求与建设注意事项，特别是在电气系统方面，要在运行、维护、安全保障等各个方面加强考虑，加强配电、照明、防雷以及电缆系统宿舍的优化设计，为我国城市化建设提供支持。
参考文献：
[1]钱中阳，康潜.城市综合管廊工程电气自控设计探讨[J].建筑电气，2017（11）：8.
[2]颜力行.城市综合管廊电气工程若干问题的探讨[J].工程技术研究，2018（5）：132-133.
[3]付浩程，谭伟.综合管廊电气工程主要设计要点探索[J].建筑节能，2017（6）：168-169.