摘要：當前，我國正在不斷加大城市管網建設和改造力度，持續推進綜合管廊建設，以實現城市工程管線集中的敷設、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展情況，重點針對綜合管廊電氣工程相關(guan) 問題展開了探討。

關(guan) 鍵詞：綜合管廊；電氣工程；設計；相關(guan) 問題

0引言

“麵子"是城市的風貌，而“裏子"則是城市的良心，綜合管廊是城市重要的地下公共設施，用於(yu) 容納2類及以上城市工程管線的構築物及附屬設施，以實現“統一規劃、統一建設、統一管理"，對於(yu) 地下空間的綜合利用與(yu) 集約化管理具有重要意義(yi) 。

1我國綜合管廊工程發展情況

綜合管廊，又稱共同溝、共同管道，其建於(yu) 城市地下、用於(yu) 敷設市政公用管線，即在地下構建一個(ge) 公用隧道空間，將多種公用管線進行集中鋪設，設專(zhuan) 門的檢修口、投料口、監測係統，實現統一規劃、設計、建設與(yu) 管理。管廊內(nei) 主要容納的管線包括電力、通訊、自來水、熱力等，根據實際需要也可將排水管線收納在內(nei) 。

2015年，《國務院辦公廳關(guan) 於(yu) 推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》（國辦發[2015]61號）提出，到2020年，建成一批具有水平的地下綜合管廊並投入運營，以有效改善反複開挖地麵的“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式架空線，美化城市地麵景觀；2016年2月6日，《中共中央國務院關(guan) 於(yu) 進一步加強城市規劃建設管理工作的若幹意見》指出，需認真總結推廣試點城市經驗，逐步推進城市地下綜合管廊建設，統籌各類管線敷設，綜合利用地下空間資源，提高城市綜合承載能力。總之，綜合管廊作為(wei) 城市的地下生命線，正突飛猛進般地迎來建設高潮。

2城市綜合管廊電氣工程相關問題

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

2.1供配電係統相關問題

①供電點設置。綜合管廊沿線需設置供電點，電源總配電箱應設置在管廊的進出口處，遵循“數量少、造價(jia) 低"的原則，每處供電點供電防火區間數量控製在5～6個(ge) （供電範圍為(wei) 1～1.2km），②負荷等級。綜合管廊的消防設備、監控與(yu) 報警設備、應急照明設備應按現行國家標準《供配電係統設計規範》（GB50052）規定的二級負荷供電；天然氣管道艙的監控與(yu) 報警設備、管道緊急切斷閥、事故風機需按二級負荷供電，且宜采用兩(liang) 回線路供電；兩(liang) 回線路供電存在困難時，需另外設置備用電源。其餘(yu) 用電設備均可按照三級負荷進行供電。③配電係統。綜合管廊低壓配電係統應采用TN－S接地係統，對於(yu) 用電設備端子處的電壓偏差允許值需滿足《供配電係統設計規範》（GB50052-2009）第5.0.4條規定。

2.2電纜相關問題

①電纜選擇。對於(yu) 非消防設備的供電電纜、控製電纜可選用阻燃電纜，消防設備則要選用耐火電纜或不燃電纜；鼠害嚴(yan) 重場所絕緣電纜需具有金屬包帶或鋼帶鎧裝。②電纜敷設。熱力管道嚴(yan) 禁和電力電纜同艙敷設；110kV及以上電力電纜嚴(yan) 禁和通信電纜同側(ce) 布置；電力電纜艙室需要每隔200m使用耐火時間超過3h的不燃牆體(ti) 進行防火分隔，電纜管線穿越防火隔牆處需使用阻火包等嚴(yan) 密封堵；消防電纜敷設需滿足《建築設計防火規範》（GB50016-2014）有關(guan) 要求。

2.3電氣設備相關問題

根據城市實際環境，確定綜合管廊供配電設備防護等級，不得低於(yu) 防塵5級、防水4級；天然氣管線艙室內(nei) 的電氣設備需要重視防爆。供配電設備應安裝在便於(yu) 維護和操作的地方，不應安裝在低窪、可能受積水浸入的地方。

2.4照明相關問題

①照度標準。照明係統分為(wei) 正常照明及應急照明，應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於(yu) 10lx，防火分區門等處的局部照度不小於(yu) 100lx；應急照明設置疏散照明，疏散照明包括疏散通道安全照明、疏散指示標誌燈，疏散安全照明照度不小於(yu) 5lx，疏散指示燈照度不小於(yu) 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設置一盞應急照明燈，自帶蓄電池，應急時間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。一般照明供電及線路敷設線路應符合《建築照明設計標準》（GB50034-2013）要求，應急照明供電及線路敷設線路應符合《建築設計防火規範》（GB50016-2014）的有關(guan) 規定。

2.5監控報警係統相關問題

2.5.1自控係統

由於(yu) 綜合管廊都是處於(yu) 地下，空氣質量相對較差、溫度、有毒有害氣體(ti) 、氧氣濃度檢測尤為(wei) 重要。自動控製係統，分為(wei) 控製中心集中監控管理、現場控製站。控製中心主要設備包括中央監控服務器、中控操作站、數據庫服務器、DLP組合式背投等；現場控製站以每3個(ge) 防火分區為(wei) 一個(ge) 單位進行考慮，居中防火分區設置一控製站，左右兩(liang) 邊防火分區設置遠程I/O站。PLC控製站、遠程I/O站均位於(yu) 綜合管廊配電控製間：①PLC控製站工作任務包括：監測各防火分區內(nei) 氧氣、一氧化碳、溫濕度、液位等參數；檢測水泵、風機工作狀態；根據防火區內(nei) 氧氣、溫濕度實時檢測值對各風機進行控製；根據積水坑液位對水泵進行控製；現場可控設備可由操作人員通過就地箱控製，也可由PLC自動控製。②遠程I/O站的監控範圍是相鄰的三段防火分區內(nei) 設備、儀(yi) 表，主要任務為(wei) ：監測各防火分區內(nei) 氧氣、一氧化碳、溫濕度等參數；檢測水泵、風機等工作狀態、設備狀況。

2.5.2火災報警係統

為(wei) 保證綜合管廊安全運行，需要設置火災報警係統，使用以太網技術，在中心控製室通過控製係統、視頻監控係統的中心交換機實現兩(liang) 個(ge) 係統的連接與(yu) 數據交換，火災報警係統控製站接入控製係統交換機，火災報警裝置接入視頻監控係統，實現控製中心各係統的集成及關(guan) 聯互動。綜合管廊內(nei) 探測、報警設備設置如下：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於(yu) 15m布置，可恢複式感溫電纜敷設在電纜橋架上麵；在各個(ge) 防火分區出入口處（防火門）等部位設手動報警按鈕，每個(ge) 手動報警間距50m；在區域設備間和地下綜合管廊內(nei) 間距50m設置消防對講電話（兼作管溝的有線通訊）；每個(ge) 防火分區中間部位設置1個(ge) 聲光報警器。

消防聯動設置：①防火分區中的探測器輸出報警信號，火災報警裝置聯動視頻監控係統，跳出該區視頻畫麵，確認警情。②聯動排煙係統，綜合管廊設排風兼排煙風機，正常情況下為(wei) 通風換氣使用，火災時則作為(wei) 排煙風機使用。火災報警後，消防控製室根據火災情況啟動相關(guan) 防火分區的排煙風機。③聯動電源，火災確認後，利用火災聯動控製器將非消防電源切斷。④聯動消防廣播係統，發生火災後，監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、相鄰防火分區開展廣播疏散。⑤聯動消防電話係統，控製中心可起動消防專(zhuan) 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

本文結合某地區綜合管廊電氣工程的設計方案展開了具體(ti) 分析，該工程設計內(nei) 容包括10/0.4kV變配電係統；照明係統及接地係統。

（1）負荷分級與供電電源

（1）負荷分級。Ⅱ級消防負荷：消防設備、監控與(yu) 報警設施、應急照明及疏散指示設施；Ⅱ級非消防負荷：燃氣艙風機；Ⅲ級負荷：管廊內(nei) 的潛水泵、檢修插座箱、正常照明、除燃氣艙外的排風機及進風機。（2）供電電源。本次設計#1、#2箱式變電所分別采用兩(liang) 回10kV線路供電，10kV供電線路由建設單位向供電公司單獨申報。

（2）變配電設計

1.變配電所接線方式。箱式變電所高壓側(ce) 采用線路變壓器組接線。0.4kV側(ce) 采用雙電源單母線分段聯絡的接線方式，兩(liang) 台變壓器分列運行，母聯分閘。管廊內(nei) 采用放射式及樹幹式相結合的方式配電，防火分區內(nei) 以放射式及鏈式配電方式至用電設備。燃氣艙的檢修插座僅(jin) 在環境安全的情況下送電。

2.保護。10kV係統保護：箱式變電所10kV側(ce) 環網櫃采用負荷開關(guan) 操作，采用熔斷器作為(wei) 短路及過載保護；0.4kV係統保護：0.4kV側(ce) 低壓係統總進線斷路器設定時限過電流、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(yu) 計量。低壓開關(guan) 櫃的饋出線回路安裝具有RS-485通訊接口（Modbus通訊協議）的智能型三相綜合電力測控儀(yi) ，測量電流、電壓、功率、電能等電氣參數，其測量精度不低於(yu) 0.2級。

4.無功補償(chang) 。用電設備正常運轉時平均自然功率因數均低於(yu) 0.9，不符合供用電規程的要求。為(wei) 了提高用電設備運行功率因素，在低壓側(ce) 采用集中補償(chang) 方式進行補償(chang) ，補償(chang) 後變壓器高壓側(ce) 功率因數不低於(yu) 0.95。

5.設備啟動與(yu) 控製。綜合管廊內(nei) 設備均采用直接啟動方式。①風機及正常照明主要采用手動、PLC遠程、按鈕箱遠程三種控製方式，由動力及照明配電箱內(nei) 的轉換開關(guan) 選擇切換。水泵主要采用就地手動及PLC自動控製兩(liang) 種控製方式，由水泵控製箱內(nei) 的轉換開關(guan) 選擇切換。②風機及正常照明在各防火分區兩(liang) 端防火門外、逃生口及吊裝口設置本防火分區照明及風機設備的控製按鈕。③管廊內(nei) 風機正常工作時，設備由PLC係統自動控製風機與(yu) 防火閥的聯動。當火災報警係統關(guan) 閉防火閥時，風機被強製切斷。

（3）綜合管廊內照明

1.正常照明。照明燈具安在管廊內(nei) 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，燃氣艙及汙水艙燈具間距6.3m左右。一般照明的平均照度不低於(yu) 25lx，*小照度不小於(yu) 5lx，在人員出入口及設備操作處將平均照度提高到不小於(yu) 100lx。

2.應急照明與(yu) 疏散指示。管廊內(nei) 應急照明照度不低於(yu) 5lx。應急照明與(yu) 疏散指示安裝間距不大於(yu) 20m，由各配電區間消防負荷雙電源切換箱供電，燈具蓄電池供電時間不小於(yu) 60min。在管廊各出入口及防火門上方安裝出口標誌燈。燈光疏散指示標誌設置在距地麵1.0m以下，安裝間距不大於(yu) 20m。

3.光源、燈具要求。采用LED光源。綜合管廊內(nei) 采用防觸電保護等級為(wei) Ⅰ類的防水防潮燈具，防護等級不低於(yu) 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。管廊上層各節點內(nei) 正常照明、應急照明及疏散指示采用DC24V供電，管廊下層各艙室內(nei) 正常照明、應急照明、疏散指示標誌及安全出口標誌燈采用AC220V供電。

（4）電纜電線選擇及敷設

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

電力艙、綜合艙及汙水艙自用電纜沿工藝專(zhuan) 業(ye) 設計的自用電纜橋架敷設，燃氣艙電纜沿電氣專(zhuan) 業(ye) 自設的橋架敷設，橋架穿越防火牆時分區段設防火封堵，電纜出橋架後沿牆或頂板穿鋼管明敷。電纜、穿線管、橋架等過結構伸縮縫時需做伸縮處理，並保持良好的電氣通路。消防線路明敷時，應敷設於(yu) 塗防火材料的金屬管內(nei) 。

普通電力電纜與(yu) 消防電力電纜單獨設置電纜橋架或敷設在有防火分隔的橋架內(nei) ，敷設消防線路的橋架外需塗防火材料；動力電纜與(yu) 信號及控製電纜分開設置電纜橋架。

燃氣艙內(nei) 的照明線路、動力線路等均采用低壓流體(ti) 輸送用鍍鋅焊接鋼管配線，穿入燃氣艙牆體(ti) 的電纜、電線、套管穿線後進行隔離密封防爆處理。穿入電力艙、綜合艙及汙水艙牆體(ti) 的電纜、電線、套管穿線後進行防火封堵。

（5）電氣設備選擇

10kV開關(guan) 櫃采用全絕緣負荷開關(guan) 型環網櫃；變電所的10/0.4kV變壓器均采用高效節能幹式變壓器；低壓開關(guan) 櫃采用固定式戶內(nei) 成套櫃。綜合管廊各艙內(nei) 動力箱、控製箱、插座箱、接線盒等電氣設備應防水防潮，防護等級不低於(yu) IP54。燃氣艙的要求：動力箱、控製箱、插座箱、接線盒等電氣設備選用防爆設備，其防爆等級為(wei) ExdⅡBT4；供配電線路不得采用無護套的電線；電氣線路不應有中間接頭，所有的接線需要在防爆接線盒或防爆接線箱內(nei) ；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(wei) 地下建築，不需設防直擊雷設施。工作接地、保護接地共用接地體(ti) 接地電阻不大於(yu) 1Ω。

接地體(ti) 優(you) 先利用綜合管廊結構內(nei) 的主鋼筋。接地線幹線采用50X5熱鍍鋅扁鋼沿綜合管廊電纜自用支架（或管廊側(ce) 牆頂部）通長敷設，並與(yu) 各金屬電纜支架焊接連接。綜合管廊內(nei) 所有外界可導電金屬（金屬管道、金屬電纜支架等）、外露可導電金屬（設備外殼等）和PE線等均應以*短的路徑與(yu) 接地幹線做等電位聯結。

燃氣艙內(nei) 設置等電位聯結，所有裸露的裝置外部可導電部分接入等電位係統。燃氣管的防靜電接地采用管廊接地係統。

（7）燃氣艙內電氣設備選擇及線纜敷設要求

1.爆炸性環境電氣設備防爆等級選擇

爆炸性氣體(ti) 環境危險區域劃分：本次設計燃氣艙內(nei) 天然氣管道正常運行時不太可能出現燃氣泄露情況，且出現泄漏時，可保證緊急切斷閥關(guan) 斷泄露管道。設計考慮將燃氣艙定為(wei) 爆炸性氣體(ti) 環境2區。爆炸性環境內(nei) 電器設備保護級別選擇：天然氣主要成分為(wei) 甲烷，其爆炸性氣體(ti) 分級為(wei) Ⅱ，引燃溫度組別為(wei) T1。根據《爆炸危險環境電力裝置設計規範》（GB50058-2014），將電氣設備保護級別定為(wei) Gb級，防爆結構定為(wei) 隔爆型（d），電氣設備類別定為(wei) ⅡB，溫度組別定為(wei) T4。所以本次設計電氣設備防爆等級為(wei) EXdⅡBT4。

2爆炸性環境電氣設備安裝及線纜敷設要求

燃氣艙內(nei) 電氣線路和設備裝設過載、短路和接地保護，進、排風機還應裝設斷相保護；燃氣艙內(nei) 線纜敷設穿越防火牆或艙室頂板時，應采用非燃性材料嚴(yan) 密封堵；燃氣艙內(nei) 線纜敷設時，應盡量避開可能受到機械損傷(shang) 、振動、腐蝕等可能對線纜造成損傷(shang) 的區域，不能避開時，應采取預防措施；燃氣艙內(nei) 線纜保護管采用低壓流體(ti) 輸送用鍍鋅焊接鋼管。鋼管的螺紋部分應塗以鉛油或磷化膏；燃氣艙內(nei) 鋼管配線的電氣線路應*好隔離密封。

5 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台

（1）平台概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台集18luck新客户端、能源管理、電氣安全、照明控製、環境監測於(yu) 一體(ti) ，為(wei) 建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體(ti) 係提供數據支持，從(cong) 數據采集、通信網絡、係統架構、聯動控製和綜合數據服務等方麵的設計，解決(jue) 了綜合管廊在管理過程中存在內(nei) 部幹擾性強、使用單位多及協調複雜的根本問題，大大提高了係統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢複效率。

（2）平台組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理係統是一個(ge) 深度集成的自動化平台，它集成了10KV/O.4KV變電站18luck新客户端係統、變電所環境監控係統、智能馬達監控係統、電氣火災監控係統、消防設備電源係統、防火門監控係統、智能照明係統、消防應急照明和疏散指示係統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個(ge) 平台即可全局、整體(ti) 的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

（3）平台拓撲圖

（4）平台子係統

18luck新客户端

18luck新客户端主要針對10/0.4kV地麵或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀(yi) 表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀(yi) 表，用於(yu) 測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電係統開關(guan) 櫃、變壓器微機保護測控裝置、發電機控製櫃、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

環境監測

環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體(ti) 濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內(nei) 的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方係統完成管廊環境綜合監控。

馬達監控

馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控製。

電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理係統針對配電係統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，並且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

智能照明控製

防火分區單獨控製，分區內(nei) 設置智能控製麵板就地驅動器；開關(guan) 驅動器連接消防報警係統，接收消防報警信息，強製打開驅動器回路。

廊內(nei) 上方安裝智能照明傳(chuan) 感器，使人員進入管廊內(nei) 自動開啟燈具，在管廊內(nei) 停留燈具保持常亮，離開後燈具關(guan) 閉。

除了現場的控製方式外，還可用電腦端實現集中控製，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控製該區域的照明。

考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控製方式外，還可用電腦端實現集中控製，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控製該區域的照明。

係統支持單控、區域控製、自動控製、感應控製、定時控製、場景控製、調光控製等多種控製方式，支持延時控製，避免同時亮燈負荷對配電係統造成衝(chong) 擊。模塊不依賴係統，可獨立工作，每個(ge) 模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控製功能。

4相關平台部署硬件選型清單

18luck新客户端及配電室環境監控係統

6結語

綜上所述，綜合管廊已經成為(wei) 我國城市一大重要地下係統，實現了各種管線的集中建設與(yu) 集約化管理。電氣工程是管廊工程中*主要的附屬工程，其為(wei) 管廊內(nei) 照明、監控、消防、通風、排水等提供電力保障，需要做好供配電係統、電纜、電氣設備、照明係統以及監控與(yu) 報警係統等相關(guan) 問題的分析，實現管廊的穩定、安全運營。

安科瑞侯文莉