摘要：根據(jù)新店外環(huán)路公用隧道工程的電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，公用隧道的電氣部分按功能分為電力電纜、供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)。以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，闡述各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)實(shí)例，分析設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的實(shí)際情況。最后，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，基于公用隧道未來(lái)發(fā)展的需要，展望公用隧道未來(lái)的設(shè)計(jì)理念。

關(guān)鍵字：公用隧道；電氣；防火分隔；照明；監(jiān)控；

引言

 綜合管道走廊起源于法國(guó)巴黎，又稱共同溝和共同管道，是國(guó)外容納兩種或兩種以上工程管道的重要基礎(chǔ)設(shè)施。英國(guó)、德國(guó)、日本、俄羅斯、西班牙等國(guó)家正在建設(shè)綜合管道走廊。在中國(guó)，1958年，北京天安門廣場(chǎng)建設(shè)了1000多米的綜合管道走廊。目前，中國(guó)現(xiàn)有的地下管道系統(tǒng)大多形成于20世紀(jì)初。隨著城市的發(fā)展和居民生活水平的提高，逐漸老化的管道已經(jīng)不能滿足需求，但滯后于道路建設(shè)的管道擴(kuò)張導(dǎo)導(dǎo)致了反復(fù)挖掘線路和管道事故。

一電力電纜

 在公用隧道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，電力電纜的設(shè)計(jì)除了電壓等級(jí)、絕緣性能、電力容量等一般電力設(shè)計(jì)要求外，還需要考慮電力電纜對(duì)其他管道的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，公用隧道的電力電纜是火災(zāi)的一大隱患。根據(jù)電壓等級(jí)將電力電纜分為不大于1000V的低壓電纜.35kV及以下的中壓電纜和大于35kV的高壓電纜。以現(xiàn)有工程實(shí)例及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,在中低壓電纜的設(shè)計(jì)過(guò)程中，只要采用支架形式、選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的阻燃或不燃電纜,并設(shè)有電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及自動(dòng)滅火裝置,其余參照現(xiàn)行的《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》即可。但由于高壓電纜在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)熱從而引起的火災(zāi)以及干擾弱電信號(hào)的可能,其在設(shè)計(jì)過(guò)程中就有較多的限制,如:不能與通信電纜同艙設(shè)置。基于上述要求并根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需要,在新店外環(huán)路項(xiàng)目中,電力電纜的設(shè)置如圖1所示。

二供電系統(tǒng)

 正常穩(wěn)定的電力供應(yīng)是保證公用隧道內(nèi)所有配套設(shè)備安全可靠運(yùn)行的重要前提。根據(jù)負(fù)荷對(duì)公用隧道安全運(yùn)行的重要性，公用隧道中的電力負(fù)荷分為二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。其中，二級(jí)負(fù)荷主要包括消防設(shè)備、監(jiān)控報(bào)警設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備、天然氣管道艙的管道緊急切斷閥和事故風(fēng)扇，其余電力負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。根據(jù)二級(jí)負(fù)荷的供電要求，應(yīng)采用雙回路供電。當(dāng)雙回路無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，應(yīng)設(shè)置備用電源。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示。

三照明系統(tǒng)

 公用隧道是位于地下的城市管道，缺乏自然光源，照明系統(tǒng)依靠人工敷設(shè)。公用隧道的照明系統(tǒng)可以是一般照明和應(yīng)急照明的兩部分。根據(jù)用途和場(chǎng)合，可細(xì)分為五類:公用隧道一般照明、公用隧道應(yīng)急照明、公用隧道疏散照明、設(shè)備房一般照明和設(shè)備房應(yīng)急照明。為了兼顧能源的節(jié)約和運(yùn)維人員在日常維護(hù)中的安全和工作，以及應(yīng)對(duì)緊急情況下的疏散需求，新店外環(huán)路公用隧道項(xiàng)目照明系統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)略高于GB50838的要求，其主要照明系統(tǒng)設(shè)置如表1所示。

四監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)

 監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)故障隱患、限制故障范圍、保護(hù)工作人員和設(shè)備安全等方面發(fā)揮著重要作用，通常包括環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和統(tǒng)一管理信息平臺(tái)等。在新店外環(huán)路公用隧道項(xiàng)目中，根據(jù)公用隧道內(nèi)的實(shí)際情況和實(shí)際工程要求，將在火災(zāi)防護(hù)部分獨(dú)立設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)主要分為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。

1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

 根據(jù)新店外環(huán)路公用隧道項(xiàng)目的實(shí)際需要，項(xiàng)目中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)由放置在弱電控制室的火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)主機(jī)和各防火區(qū)的區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器和氣體滅火控制器組成。主機(jī)和控制器通過(guò)1000Mbps快速連接到以太環(huán)網(wǎng)。所有火災(zāi)報(bào)警信號(hào)和聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)都可以在弱電控制室監(jiān)控，重要的消防設(shè)備可以控制。該系統(tǒng)的具體設(shè)備包括:火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、火災(zāi)聲光報(bào)警器、消防專用電話、火災(zāi)報(bào)警控制器、溫度檢測(cè)主機(jī)、溫度檢測(cè)控制器、溫度纖維等。以火災(zāi)發(fā)生到滅火為例,系統(tǒng)的主要工作原理如圖3所示。

 當(dāng)探測(cè)器或工作人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)危險(xiǎn)時(shí)，發(fā)送命令氣體滅火控制器，然后啟動(dòng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)、火災(zāi)警報(bào)顯示、門燈顯示和火災(zāi)發(fā)生區(qū)域滅火裝置。除滅火外，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)隔離火災(zāi)發(fā)生區(qū)域，保護(hù)工作人員和其他消防分區(qū)設(shè)備，并引導(dǎo)工作人員離開火災(zāi)區(qū)域。防火門是專門設(shè)計(jì)的，以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。但根據(jù)近年來(lái)事故的分析報(bào)告，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，門體損壞、關(guān)閉不嚴(yán)等隱患較多，無(wú)法發(fā)揮預(yù)期效果，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生變化。

2監(jiān)控系統(tǒng)

 按照GB50838-2015的規(guī)范要求，應(yīng)對(duì)環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備、排水泵、電氣設(shè)備以及各種管道設(shè)置環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)報(bào)警統(tǒng)一管理平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控。

 類似于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，弱電控制室還設(shè)置了監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)與各分區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)通信。每個(gè)分區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)包括:現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表系統(tǒng)、防入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子檢查系統(tǒng)和環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。主要監(jiān)控風(fēng)扇運(yùn)行條件、照明系統(tǒng)運(yùn)行條件、排水泵運(yùn)行條件、配電柜智能網(wǎng)絡(luò)儀表、紅外對(duì)射裝置、H2S、CH，氣、氧濃度值、溫濕度探測(cè)器和靜壓液位計(jì)。其中，環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)如表2所示。

如圖4所示，監(jiān)控系統(tǒng)各部分的相互通信

 各監(jiān)控設(shè)備的敷設(shè)主要按照規(guī)范要求敷設(shè)在電氣設(shè)備之間、送排風(fēng)口、管道閥門等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，如進(jìn)料口、通風(fēng)不利、出入口、電力電纜接頭等。監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行控制原理如下:當(dāng)分區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)溫度高于40C，濕度高于或氧氣濃度低于設(shè)定值時(shí)，控制器啟動(dòng)分區(qū)內(nèi)的通風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制通風(fēng)，確保公用隧道內(nèi)設(shè)施和工作人員的安全；當(dāng)防入侵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到入侵時(shí)，發(fā)出警報(bào)，打開相關(guān)區(qū)域的照明，將報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)畫面切換到的溫度監(jiān)控設(shè)備，當(dāng)分區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出水時(shí)；

五AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺(tái)

1平臺(tái)概述

 AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)控于一體，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面提供數(shù)據(jù)支持。為建立可靠、安全、高效的公用隧道管理系統(tǒng)，解決了公用隧道管理過(guò)程中內(nèi)部干擾性強(qiáng)、用戶多、協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性。

2平臺(tái)組成

 安科瑞城市地下公用隧道能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能電機(jī)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)。用戶可以通過(guò)瀏覽器和手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度管廊用電和用電安全，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3平臺(tái)拓?fù)?/span>

4平臺(tái)子系統(tǒng)

(1)電力監(jiān)測(cè)；(2)環(huán)境監(jiān)測(cè)；(3)電氣安全；

5有關(guān)平臺(tái)部署硬件選擇清單

(1)電力監(jiān)測(cè)和配電室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

六結(jié)論

 在新店外環(huán)路公用隧道工程電氣設(shè)計(jì)中，結(jié)合公用隧道設(shè)計(jì)規(guī)范、工程應(yīng)用實(shí)例及經(jīng)驗(yàn)，主要得出以下結(jié)論：

（1）綜合管廊工況更加復(fù)雜，設(shè)計(jì)規(guī)范更加嚴(yán)格。

（2）公用隧道的意義更大，設(shè)計(jì)需求更大。

 目前，我國(guó)公用隧道的建設(shè)正在快速推進(jìn)，從設(shè)計(jì)、建設(shè)到管理的經(jīng)驗(yàn)還有待完善。公用隧道的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不能復(fù)制，個(gè)別環(huán)境下的設(shè)計(jì)要求應(yīng)該遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要結(jié)合項(xiàng)目落地區(qū)的地理環(huán)境，結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念，制定合理合適的設(shè)計(jì)思路。

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