項(xiàng)立榕

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院　福建福州　350004)

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城市綜合管廊艙構(gòu)式變電站隔離特性論證

項(xiàng)立榕

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院福建福州350004)

針對(duì)綜合管廊配電節(jié)點(diǎn)處無隔離措施的現(xiàn)象，闡述艙構(gòu)式變電站在綜合管廊應(yīng)用的可避險(xiǎn)功能，提出綜合管廊節(jié)點(diǎn)安全保障的核心特征，是綜合管廊與艙構(gòu)式變電站之間的隔離措施。結(jié)合國家電氣相關(guān)規(guī)范對(duì)管廊變電站設(shè)置要求尚無規(guī)定，指出預(yù)留操作間距、檢修通道的必要性，及其對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境避險(xiǎn)應(yīng)用的重大意義。同時(shí)根據(jù)管廊所處的道路情況，充分利用管廊艙構(gòu)式變電站的地面與地下隔離措施，優(yōu)化管廊變電站靠近電源、靠近負(fù)荷中心的供電方法，并將路面照明及其控制用電設(shè)備一并結(jié)合納入管廊艙構(gòu)式變電站的供電系統(tǒng)，避免和減少地面變電站占用土地。

綜合管廊；艙構(gòu)式變電站；操作空間；隔離檢修；隔離通道； 隔離措施

1　概述

綜合管廊是新型城市市政基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。其重要作用，是將道路沿線的架空和埋設(shè)的管線集中在綜合管廊內(nèi)敷設(shè)與維護(hù)，避免建設(shè)工程在埋設(shè)管線與維修管線時(shí)路面重復(fù)開挖的現(xiàn)象。本文就綜合管廊與管廊艙構(gòu)式變電站隔離措施這一核心特征，闡述艙構(gòu)式變電站預(yù)留隔離門、隔離安全逃生通道和隔離檢修操作空間的重要性。在探討滿足綜合管廊各類孔口結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》BG50838-2015第 5.4.1條：“綜合管廊的每個(gè)艙室應(yīng)設(shè)置人員出入口、逃生口、吊裝口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、管線分支口等”[1]的設(shè)計(jì)要求，以及管廊艙構(gòu)式變電站特有的隔離措施和隔離功能，將管廊外部變電站的高/低壓系統(tǒng)。整體隔離移入到綜合管廊的內(nèi)部。其中的隔離結(jié)構(gòu)必要性設(shè)置就顯得尤其重要。

管廊艙構(gòu)式變電站，通過隔離措施不但對(duì)綜合管廊內(nèi)部消防、報(bào)警、通風(fēng)、照明等用電設(shè)備起到重要作用，還可通過擴(kuò)展將路面照明系統(tǒng)及其控制用電設(shè)備一并結(jié)合納入的供電系統(tǒng)，因此在考慮供電半徑范圍的變壓器尺寸的布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50052-2009 5.0.4 “正常運(yùn)行情況下，用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值宜符合下列規(guī)定要求：

(1)電動(dòng)機(jī)為±5%額定電壓。

(2) 照明：在一般工作場(chǎng)所為±5%額定電壓；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所，難以滿足上述要求時(shí)，可為+5%，-10%額定電壓；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為+5%，-10%額定電壓。

(3) “其他用電設(shè)備當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)為±5%額定電壓”[1]同時(shí)，還應(yīng)符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》BG50838-2015“ 5.4.5. 綜合管廊吊裝口的最大間距不宜超過400m”[2]的規(guī)定，來計(jì)算供電距離和選擇變壓器尺寸。由于地下綜合管廊內(nèi)的照明面積和照度與地面道路的照明面積和照度的要求比較起來小很多，因此從集中供配電角度考慮，可將地下和地面部分的照明用電容量一并納入管廊艙構(gòu)式變電站。這樣既解決了管廊變電站的重復(fù)設(shè)置問題，也減少了地面變電站占用人行道和綠化帶以及遮擋視線的矛盾。

2　管廊變電站無隔離措施的危險(xiǎn)性分析

2.1地面型變電站分析

因?yàn)榫C合管廊本身結(jié)構(gòu)尺寸限制，采用地面型的戶外高壓/低壓預(yù)裝式變電站時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)體積龐大，受到供配電設(shè)備操作安全尺寸的限制，無法將成套設(shè)備整體納入管廊地下附屬艙室內(nèi)，因此地面變電站設(shè)備會(huì)受到地下水位的影響，又因其占地面積大、密封條件差，安裝隔離防水措施薄弱。對(duì)此地面型變電站會(huì)造成以下不足和危險(xiǎn)：

(1)地面變電站占用綠化面積和人行通道，需要隔離圍欄防護(hù)，設(shè)備故障時(shí)容易傷害到變電站周圍的人；

(2)地面變電站長期受到日曬和風(fēng)雨的侵蝕，因無隔離防水措施，容易受到洪水沖擊造成設(shè)備短路故障；

(3)地面變電站放置在綜合管廊外部，管廊總配電箱無隔離措施，達(dá)不到就地控制和保護(hù)要求。

2.2地下式變電站分析

圖1　一體成型平面示意圖

地下式變電站分兩種形式，一種采用地下式變壓器與自帶的緊湊型低壓配電設(shè)施的組合配電方式，可設(shè)置在綜合管廊內(nèi)，但缺少高壓隔離設(shè)備保護(hù)；另一種，地埋整體式高/低壓變電站，帶高壓隔離保護(hù)，全套設(shè)備可埋入地下，因體積龐大，不能設(shè)置在綜合管廊內(nèi)。雖然以上兩種形式的地下變電站，都采用全密封電纜連接防水保護(hù)，但都存在無隔離檢修通道和管廊隔離措施，因此在發(fā)生火災(zāi)和水淹災(zāi)害時(shí)，仍然會(huì)造成變電站設(shè)備無法得到及時(shí)與管廊隔離和搶修現(xiàn)象。所以簡(jiǎn)單采用地下式變壓器等埋地設(shè)施，并不能可靠保證現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備維修與人身安全。

3　管廊變電站艙構(gòu)式隔離通道的必要性分析

現(xiàn)有的綜合管廊容納了給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱水、電力、通信等城市工程管線，從結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和四周環(huán)境的潮濕角度分析，綜合管廊內(nèi)存在爆炸、火災(zāi)危險(xiǎn)和水淹的危險(xiǎn)。為此《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》BG50838-2015“第 7.3.4.條：綜合管廊內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定。

(1) 電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)應(yīng)適應(yīng)地下環(huán)境的使用要求，應(yīng)采取防水防潮措施，防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54。

(2) 電氣設(shè)備應(yīng)安裝在便于維護(hù)和操作的地方，不應(yīng)安裝在低洼、可能受積水浸入的地方；

(3) 電源總配電箱宜安裝在管廊進(jìn)出口處；

(4) 天然氣管道艙內(nèi)的電氣設(shè)備應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50058有關(guān)爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)的防爆規(guī)定。[1,3]

上述規(guī)范的規(guī)定，是防止艙室之間突發(fā)，對(duì)維護(hù)人員和設(shè)備進(jìn)行必要的避險(xiǎn)和隔離。而從綜合管廊變電站隔離設(shè)置角度，上述規(guī)范的規(guī)定，尚可增加地下變電站的設(shè)置要求和隔離逃生要求以及必要的防火、防水的隔離措施，以確保維修人員對(duì)電氣設(shè)備檢修時(shí)的安全，將事故范圍減小控制在一定區(qū)域。

管廊艙構(gòu)式變電站逃生的重要環(huán)節(jié)，就是除了綜合管廊之間需要隔離措施，對(duì)管廊與管廊變電站之間，還應(yīng)該在設(shè)置隔離防火門、檢修操作空間以及相應(yīng)的排煙設(shè)施的同時(shí)，留出帶隔離措施的逃生通道。這一點(diǎn)改善了現(xiàn)有地上、地下式、地埋式變電站都不具備管廊的隔離逃生條件。管廊艙構(gòu)式變電站通過隔離措施，使管廊變電站具備與綜合管廊節(jié)點(diǎn)間之間的隔離條件下的互連互通條件，形成具有特有的一體成型的管廊艙構(gòu)式變電站隔離特征詳圖1和圖2。分體成型管廊艙構(gòu)式變電站的隔離特征詳圖3和圖4。

圖2　一體成型剖面示意圖

圖3　分體成型平面示意圖

圖4　分體成型剖面示意圖

這兩種管廊附屬電氣艙室組成的管廊艙構(gòu)式變電站。都具有與其它管廊附艙位置相通的連接通道和通過防火門連接到管廊主體，并可靈活調(diào)整管廊的電氣艙室位置，方便電氣設(shè)備系統(tǒng)的配套隔離設(shè)置，方便纜線進(jìn)出和帶隔離措施，方便檢修并安全避險(xiǎn)的特點(diǎn)。

4　管廊變電站艙構(gòu)式隔離的優(yōu)點(diǎn)

(1)從管廊構(gòu)筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)置方面：管廊艙構(gòu)式變電站不占用路邊的綠化面積和人行通道，對(duì)放置位置不用設(shè)置防護(hù)圍欄，不會(huì)長期受到日曬和風(fēng)雨的侵蝕，不會(huì)受到地面的洪水沖擊。

(2)從管廊構(gòu)筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置方面：當(dāng)綜合管廊在遇到構(gòu)筑物不規(guī)則結(jié)構(gòu)段時(shí)，地面變電站位置會(huì)造成設(shè)置上無法避讓道路周圍其它設(shè)施，分體管廊艙構(gòu)式變電站可以靈活調(diào)整就近電氣裝置位置，避免綜合管廊改線和供配電設(shè)施遠(yuǎn)離電源和負(fù)荷中心以及經(jīng)濟(jì)性價(jià)比的不合理現(xiàn)象。

(3)從設(shè)置電氣裝置技術(shù)方面：解決了變壓器不在管廊內(nèi)，造成增大供電距離，偏離管廊低壓供配電設(shè)備的負(fù)荷中心，和低壓聯(lián)絡(luò)電纜引入到艙室的長度和數(shù)量等線路損耗；也克服了管廊內(nèi)、外之間的多級(jí)重復(fù)低壓配電級(jí)數(shù)，甚至超過規(guī)范規(guī)定低壓配電不宜超過三級(jí)的要求，以及達(dá)不到管廊就地控制的使用要求。

(4)從電氣裝置技術(shù)密封方面：依據(jù)規(guī)范“電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)應(yīng)適應(yīng)地下環(huán)境的使用要求，應(yīng)采取防水防潮措施，防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54”。綜合管廊處于四周環(huán)境潮濕的地下投料供配電艙，可以滿足規(guī)范規(guī)定的密封、散熱的防護(hù)要求，也達(dá)到防水防潮的規(guī)范規(guī)定要求。

(5)從電氣裝置緊湊技術(shù)設(shè)置方面：解決了地下式變壓器自帶的緊湊型變配電設(shè)施，缺少高壓隔離保護(hù)和變電站現(xiàn)場(chǎng)不能高壓隔離進(jìn)行檢修，以及發(fā)生水淹災(zāi)害時(shí)設(shè)備無法及時(shí)搶修等問題，并能可靠保證現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)的電氣設(shè)備與人身安全。同時(shí)還能通過整體加大投料艙建筑空間結(jié)構(gòu)面積，解決變壓器、高低壓現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)設(shè)備的安裝位置對(duì)管廊的土建結(jié)構(gòu)影響和降低工程造價(jià)。

5　結(jié)論

無論是基于地面型變電站，還是地下式變壓器自帶緊湊型變配電設(shè)施的方式變電站，以及采用整套埋地式措施的變電站，都達(dá)不到在綜合管廊內(nèi)就地設(shè)置隔離措施完善的高/低壓供配電裝置，和就地解決帶高/低壓隔離設(shè)備的控制和檢修，以及就地保障人身安全的隔離通道的綜合條件要求，因此，上述管廊艙構(gòu)式變電站特有隔離特征，對(duì)變電站和檢修人員具有顯著的安全避險(xiǎn)優(yōu)點(diǎn)。

[1]GB 50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50838-2015城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB 50058 爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Demonstration of isolation characteristic of Cabin type substation in urban comprehensive pipe gallery

XIANG Lirong

(Fujian Communications planning and Design Institute,Fuzhou 350004)

Based on the comprehensive pipe Gallery distribution node without the phenomenon of isolation measures,this Cabin type substation of substation can be safe in the composite pipe gallery application function, put forward the core of the Comprehensive pipe Gallery node security features, is a comprehensive pipe Gallery and isolation measures between the Cabin type structure type transformer substation. Combining with the national electrical related specification requirement for pipe gallery substation Settings insufficient , Points out the necessity of the reserved channel spacing operation, maintenance, and its significance on the application of the dangerous environment safety. At the same time, according to the pipe rack of road conditions, make full use of the pipe gallery module structure type of the ground and underground substation isolation measures, optimization of pipe gallery substation near the power supply, close to the center of the load power supply method, and will road lighting and control electricity equipment together comprehensive pipe Gallery class frame Cabin type substation of power, and to out avoid and reduced ground substation occupied land of solution approach.

Comprehensive pipe Gallery； Cabin type substation；Operating space；Isolation repair；Isolation channel；buffer action; buffer function

項(xiàng)立榕(1959.6-),男，工程師。

E-mail:cnxlr@qq.com

2016-06-11

TU852

A

1004-6135(2016)08-0115-03