地下综合管廊的电气设计分析

竹 森

（南昌市城市规划设计研究总院， 江西 南昌 330038）

引言

地下综合管廊是现代化城市建设的重要部分，可以容纳多种工程管线，更合理地安排各种线路管道。如今，随着我国一些城市的管线已经面临着老化或损坏等问题，进行管线重建势必会引起大规模的开挖，妨碍交通和人们的正常出行。在建设过程中要避免传统的单一线路，尽量采用综合管廊建设结构，更有效地利用空间，优化施工。与此同时，要充分注重地下管廊电气设计的科学性，保证各管道运行安全，在配电系统、照明系统、防雷系统以及电缆铺设的细节等方面加强控制，提升地下综合管廊的实际效能，更好地为城市化建设服务，为人们的生活服务。

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 地下综合管廊的电气设计要点

2.1 低压配电系统

地下综合管廊是一种重要的地下设施，可以给城市中的各种电力、通信、燃气等提供支持。其中燃气和电力管线是运行要求最高的。对于燃气管线而言，由于燃气易燃易爆，必须要保证燃气舱内有精准的监控仪器来监控内部情况，并保证良好的通风条件，一般要求监控设施和排风系统设备为二级负荷。在用电方面，由于综合管廊处于地下，要设置更加全面的应急系统。人员逃生以及消防用电方面的需求要得到充分保障，并把各个舱室中的消防用电、报警弱电以及应急照明等规定为二级负荷。其他部分的用电负荷可以归属为三级负荷。除此之外，考虑到地下综合管廊中的用电设备大多数比较分散，并且呈现带状分布规律，所以，电压降应该控制在10%以内。对于低压配电而言，其供电半径应该保证不大于500 m，并把1 000 m以内的范围化为一个供电区间，以便实现综合性的管线规划。每个区域应该设置一个箱式变电站，并在内部设置两台互为备用的变压器，保证二级负荷的供电要求可以得到充分满足。另外，地下综合管廊的低压配电箱的配置也要满足防火消防等要求。在设计时要根据综合管廊的结构特点，合理设置防火分区，当发生火灾险情时，相应的防火分区要进行消防控制，并实现每个防火分区内的消防和电气设备可以实现联动控制，并以此为基础，每一个防火分区当作一个低压配电单位，并保持各个易燃易爆舱室之间的严密分隔[1]。

2.2 照明系统

由于综合管廊处于黑暗的地下环境，没有自然光照射，只能依靠人工照明系统。综合管廊的照明系统一般需要从两方面进行设计，即一般照明和应急照明两方面。如果把用途作为分类依据，可以把照明系统分为五部分，即综合管廊一般照明在、应急照明、疏散照明、设备房一般与应急照明。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[2]。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90 min的蓄电池，以备不时之需。

2.3 防雷接地系统

防雷接地系统是保证地下综合管廊内部安全运行的重要措施。虽然综合管廊处于地下环境中，但是很多地上部分的设备、变电站以及输电线都与地下管廊紧密连接，如果地上设备遭到雷击或者雷电落到输电线附近时，很容易造成线路上电压突增，电流过大，对线路的稳定运行完成冲击，甚至损坏相应的连接设备，引发火灾等事故。由于综合管廊承担着城市运行的重要责任，关系到市民的生活安全，所以必须加强防雷接地系统的设计与建造。以某施工项目为例，根据所处地区的环境条件，设定B级防雷系统，融入电子信息技术进行控制。各个配电箱和控制箱通过电源浪涌防护器进行保护；在弱电控制系统中设置三类防雷设计；整体接地方法采用TN-S接地系统，接地体是用综合管廊主钢筋和预埋钢板牢固焊接起来形成的，为工作、防雷、保护接地以及弱电接地共同使用。对于防直接雷，需要充分利用建筑四周埋设热镀锌圆钢，形成避雷网进行防雷。地上部分的建筑物要设置避雷带，并把金属构筑物与避雷带相接。此外，为了防止雷电波侵入，可以在综合管廊中的金属管线入口地点接上防雷接地装置。

2.4 电缆选择及敷设

在地下综合管廊中铺设电缆必须要进行慎重的选择和严谨的铺设处理。一般情况下，会选择能够有效阻燃的供电电缆，对于需要在发生火灾时继续运行的装置要采用矿物绝缘电缆。考虑到地下综合管廊长度较长，在计算电压降时一定要保证电缆横截面积的精度符合标准要求，根据运行要求来合理选择电缆截面。针对不同用途应该选择不同电缆，比如某项目照明支路的最远供电距离为320 m，选用阻燃导线进行配电；功率为7.5 kW的消防排风设备最远需要达到240 m，选用矿物绝缘电缆。该工程园区计划采用10 kV的电缆进行供电，相关设备和电缆的安放要求如下：电缆桥架位于支架最上层，并在桥架内敷设照明、建筑电源以及排水泵等设备的配电电缆；其他的电子数控设备、消防设备等的电缆一般要单独敷设在支架上，其余的支架层供10 kV电缆线的搭设。

3 结语

随着我国城市化建设要求的不断提升，必须要加强地下综合管廊的设计和建设，在电气系统方面做好安全保护与性能优化。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。