鄭永熙

(廣州市設(shè)計院，廣州510620)

0 前言

近年來，綜合管廊的形式及數(shù)量日益增多，對電氣設(shè)計的要求也越來越高。為發(fā)揮綜合管廊在城市化建設(shè)中的作用，應(yīng)保證及提高綜合管廊電氣的設(shè)計和施工質(zhì)量。

1 工程概況

本工程為清遠某室外公園園區(qū)內(nèi)綜合管廊，長6.4m，高2.9m，總長為3km，環(huán)形布置。綜合管廊采用單艙形式，包含電力管線、通訊管線、給水管、排水管、消防水管等，主要為園區(qū)內(nèi)各單體建筑的供電、通訊、給排水等功能服務(wù)。綜合管廊按不大于200m設(shè)置防火分區(qū)，共18個防火分區(qū)，防火分區(qū)之間采用甲級防火門分隔。

2 綜合管廊電氣設(shè)計

2.1 供配電系統(tǒng)

(1)負荷等級

本工程為無燃氣艙，管廊內(nèi)消防、監(jiān)控與報警及應(yīng)急照明設(shè)備按照二級負荷供電。正常照明、排水泵、普通風(fēng)機、檢修插座箱等設(shè)備按照三級負荷供電。

(2)供電電源

公園園區(qū)內(nèi)共設(shè)置3處總高壓開關(guān)房，16處分區(qū)變配電房。每個電房從市政不同變電站分別引入2路10kV高壓電源進線，3處總高壓開關(guān)房共6路，可滿足二級負荷供電要求。負荷較大的變配電房采用放射式供電，負荷較小的變配電房采用環(huán)網(wǎng)供電?？紤]到園區(qū)配電房數(shù)量多，故沒有設(shè)置專供綜合管廊使用的配電房。以綜合管廊內(nèi)每一個防火分區(qū)作為一個供電單元，為節(jié)省電纜出線，由園區(qū)內(nèi)就近變配電房內(nèi)的2臺變壓器低壓母線各提供1路380V電源引至該供電單元(防火分區(qū))內(nèi)。

(3)配電系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)每單元設(shè)置一個總雙電源配電箱，為管廊內(nèi)二、三級負荷供電，兩路電源通過ATS自動切換。每個供電單元內(nèi)的火災(zāi)報警控制器、區(qū)域控制器、感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控器、應(yīng)急照明燈具等設(shè)備均自帶蓄電池，保證供電可靠性。

(4)設(shè)備選擇

每個供電單元內(nèi)的雙電源配電箱，風(fēng)機、水泵控制箱、照明配電箱均在綜合管廊內(nèi)靠近人員出入口處吊裝。風(fēng)機、水泵現(xiàn)場控制箱可實現(xiàn)就地手動、PLC自動及監(jiān)控中心遠程控制。綜合管廊內(nèi)設(shè)置帶剩余電流動作保護裝置的檢修插座箱，檢修插座箱間距≤60m，每個容量為15kW，每個防火分區(qū)僅考慮一處同時使用。配電箱、控制箱、檢修插座箱等電氣設(shè)備需適應(yīng)地下環(huán)境工作要求，防護等級為IP54，并需采取防水防潮措施。綜合管廊標準斷面如圖1所示。

圖1 綜合管廊標準斷面示意圖

2.2 照明系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)設(shè)置正常照明及應(yīng)急疏散照明。綜合管廊內(nèi)人行通道上正常照明照度≥15lx，人員出入口和設(shè)備操作處的局部照度為100lx，應(yīng)急疏散照明照度≥5lx，應(yīng)急電源持續(xù)供電時間≥60min。

正常照明燈具供電回路設(shè)置帶剩余電流動作保護裝置，采用防水防潮防撞擊T5熒光燈，防護等級為IP54，吸頂安裝，安裝間距為5m。安全出口指示燈設(shè)置在人員出入口及各防火分區(qū)防火門上，疏散指示燈離地0.3m安裝，安裝間距≤20m。應(yīng)急照明燈具采用不燃材料制作的保護罩。

照明系統(tǒng)設(shè)置就地手動控制。通過設(shè)置在人員出入口、各防火分區(qū)防火門旁的手動按鈕完成手動控制，當發(fā)生火災(zāi)時通過火災(zāi)報警控制器信號強制點亮應(yīng)急疏散照明，切斷正常照明回路。

2.3 接地系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)的接地系統(tǒng)成環(huán)網(wǎng)接地網(wǎng)，接地電阻≤1Ω。接地利用綜合管廊結(jié)構(gòu)靠外壁的主鋼筋作為自然接地體，用于接地的鋼筋采用焊接連接，保證電氣通路。鋼筋連接段長度≥六倍鋼筋直接。鋼筋交叉連接采用≥Φ10的鋼筋搭接，搭接連接段長度≥其中較大截面鋼筋直接的六倍?？v向鋼筋接地干線設(shè)于板壁交叉處，每處選兩根≥Φ16的通長主鋼筋。橫向鋼筋環(huán)接地均壓帶縱向每5m設(shè)置一檔，在距離變形縫0.35m處設(shè)置一檔。綜合管廊在過結(jié)構(gòu)變形縫時，需將兩側(cè)預(yù)埋連接板跨接，保證電氣通路。綜合管廊內(nèi)所有用電設(shè)備不帶電金屬外殼、橋架、支架、風(fēng)機外殼及基礎(chǔ)、金屬線槽、金屬管道、金屬構(gòu)件、電源進線PE線等均應(yīng)妥善接地。接地連接均采用焊接，焊接處作防腐處理。

3 綜合管廊火災(zāi)自動報警設(shè)計

本工程報警系統(tǒng)由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)等組成。

3.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

園區(qū)總消防控制中心設(shè)置火災(zāi)報警控制器(聯(lián)動型)，每個防火分區(qū)設(shè)置區(qū)間報警主機，總消防控制中心火災(zāi)報警控制器與每個防火分區(qū)的區(qū)間報警主機通過光纖組成火災(zāi)報警環(huán)網(wǎng)，區(qū)間報警主機通過獨立網(wǎng)絡(luò)將各防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)視、報警、聯(lián)動等信號上傳至園區(qū)總消防控制中心。

(1)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)系統(tǒng)配置

1)區(qū)間報警主機、氣體滅火主機、感溫光纖主機設(shè)置在每個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置。

2)手動報警按鈕、聲光報警器:在防火分區(qū)出入口及管廊內(nèi)≤50m設(shè)置。

3)感煙探測器:在防火分區(qū)內(nèi)頂部≥10m安裝防潮型感煙探測器，距離防火門≤5m。

4)感溫光纖:在防火分區(qū)內(nèi)靠近高壓電纜一側(cè)沿頂部敷設(shè)，采用卡碼固定。

5)氣體滅火主機:在防護區(qū)內(nèi)外均設(shè)置放氣指示燈、聲光報警器、手動/自動轉(zhuǎn)換裝置及緊急啟停按鈕(帶狀態(tài)顯示燈)，管廊內(nèi)每個超細干粉滅火裝置設(shè)置反饋裝置。

(2)系統(tǒng)聯(lián)動

采用綜合管廊內(nèi)感煙探測器及感溫光纖作為火災(zāi)探測器。當感溫光纖或任一感煙探測器報警，開啟相應(yīng)防火分區(qū)內(nèi)的聲光報警器和該防火分區(qū)防火門外的聲光報警器，同時將報警信號通過火災(zāi)報警網(wǎng)絡(luò)上傳至園區(qū)總消防控制中心的火災(zāi)報警控制器。1)感溫光纖和任一感煙探測器；2)任意兩個感煙探測器；3)感溫光纖或任一感煙探測器和任意一個手動報警按鈕當以下任一回合的火災(zāi)報警信號作為聯(lián)動觸發(fā)信號，同時發(fā)生報警時，切斷非消防回路，關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域排風(fēng)機及防火閥，強制點亮應(yīng)急照明，同時將報警信號通過火災(zāi)報警網(wǎng)絡(luò)上傳至園區(qū)總消防控制中心的火災(zāi)報警控制器。經(jīng)過30s延時后開啟現(xiàn)場放氣指示燈，啟動超細干粉滅火裝置實施滅火。噴放動作信號及故障報警信號反饋至區(qū)間報警主機及園區(qū)總消防控制中心的火災(zāi)報警控制器上。30s延時內(nèi)管廊內(nèi)若有工作人員發(fā)現(xiàn)火警未發(fā)生，可按下緊急啟停裝置，取消滅火。

3.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

(1)配電箱電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

在每個防火分區(qū)總配電箱內(nèi)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，每個防火分區(qū)設(shè)置一臺配電箱電氣火災(zāi)監(jiān)控器，通過單獨光纖環(huán)網(wǎng)將電氣火災(zāi)監(jiān)控信號傳輸至園區(qū)總消防控制中心。

(2)感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

在每個防火分區(qū)設(shè)置感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測被測對象的溫度，一旦探測到超過設(shè)定溫度，將立即通過感溫電纜電氣火災(zāi)監(jiān)控器將電氣火災(zāi)監(jiān)控信號傳輸至園區(qū)總消防控制中心。感溫電纜敷設(shè)在所有電力電纜支架上(不包括自用電纜)。在電纜層上安裝時采用S型、接觸式敷設(shè)方式，每根感溫電纜探測長度不超過100m。在電纜接頭、端子等發(fā)熱部位保證有效探測長度。

3.3 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

在綜合管廊內(nèi)防火分區(qū)邊界上的防火門處設(shè)置防火門監(jiān)控系統(tǒng)，每個防火門的開啟、關(guān)閉及故障信號通過防火門監(jiān)控模塊，采用獨光纖環(huán)網(wǎng)傳輸至園區(qū)總消防控制中心的防火門監(jiān)控主機。

3.4 消防電話系統(tǒng)

每個防火分區(qū)設(shè)置消防電話，間距不超過100m。消防電話主機設(shè)置在園區(qū)總消防控制中心。

4 綜合管廊智能化設(shè)計

4.1 綜合管理平臺系統(tǒng)

本系統(tǒng)綜合管理平臺對環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、視頻安防監(jiān)控、出入口控制等各組成系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成，并具有數(shù)據(jù)通信、信息采集和綜合處理功能。系統(tǒng)預(yù)留與園區(qū)總控中心的通信接口，預(yù)留與城市市政基礎(chǔ)設(shè)施地理信息系統(tǒng)的通信接口。

4.2 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

本綜合管廊設(shè)置一套網(wǎng)絡(luò)，即設(shè)備專網(wǎng)。設(shè)備專網(wǎng)采用兩層架構(gòu)，分別為核心層和接入層，核心層與接入層之間、接入層與接入層之間均采用千兆光纖環(huán)網(wǎng)連接，整個網(wǎng)絡(luò)形成一個大環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信和傳輸。核心交換機及接入層交換機均采用千兆環(huán)網(wǎng)交換機。

4.3 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)由前端攝像機、解碼器、交換機、監(jiān)視器、屏幕墻、視頻管理服務(wù)器、視頻存儲服務(wù)器、磁盤陣列等組成。系統(tǒng)采用1080P全高清IP攝像機，由UPS電源供電。監(jiān)控中心采用IP SAN結(jié)構(gòu)進行數(shù)字存儲，視頻數(shù)據(jù)通過智能化專網(wǎng)直接寫入磁盤陣列，錄像以720P或1080P格式存儲，存儲不小于31天計算。所選攝像機具有背光補償、強光抑制以及數(shù)字寬動態(tài)等功能，根據(jù)安裝環(huán)境情況選擇防爆防潮攝像機。

4.4 出入口控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用TCP/IP方式，由工作站、服務(wù)器、門禁控制器、讀卡器、門磁、開門按鈕、消防通道鎖等組成。門禁控制器通過設(shè)備專網(wǎng)集成至綜合管理平臺實現(xiàn)與其他弱電子系統(tǒng)的聯(lián)動和統(tǒng)一管理。

4.5 入侵報警系統(tǒng)

系統(tǒng)采用總線式結(jié)構(gòu)，由紅外微波雙鑒探測器、防區(qū)編址模塊、入侵報警主機、工作站等設(shè)備構(gòu)成，報警主機通過設(shè)備專網(wǎng)集成至綜合管理平臺，實現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動和統(tǒng)一管理。

4.6 巡查管理系統(tǒng)

采用離線式巡更系統(tǒng)，警衛(wèi)需按照預(yù)先安排的巡更線路和時間到達巡更點并作記錄，回至安防控制室后連接系統(tǒng)提取及儲存巡查記錄。本系統(tǒng)主要考慮對綜合管廊重點部位進行巡視檢查，巡更點設(shè)置在綜合管廊附屬設(shè)備安裝處、管道閥門安裝處、電力電纜接頭處等位置。

4.7 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)由工作站、服務(wù)器、可編程PLC控制器、末端傳感器等組成。監(jiān)控內(nèi)容包括:集水井液位，潛水泵運行狀態(tài)及故障報警、手自動狀態(tài)，排風(fēng)機啟停、運行狀態(tài)及故障報警、手自動狀態(tài)，管廊內(nèi)部溫濕度、氧氣濃度、甲烷濃度以及一氧化碳濃度。系統(tǒng)聯(lián)動控制功能:當綜合管理某區(qū)間溫度過高(≥38℃)或O2含量過低(＜19%)、CH4濃度或CO濃度過高時，啟動排風(fēng)機強制通風(fēng)換氣，以保證管廊內(nèi)設(shè)施和工作人員的安全。

4.8 無線對講系統(tǒng)

在綜合管廊內(nèi)部設(shè)置數(shù)字式無線對講系統(tǒng)作為安裝、維護人員的內(nèi)部通信，系統(tǒng)由對講機、中繼臺、放大器及天饋系統(tǒng)組成。系統(tǒng)滿足DMR、PDT協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)多信道共享管理。

5 設(shè)計要點

本項目為公園園區(qū)內(nèi)綜合管廊，主要為園區(qū)內(nèi)建筑服務(wù)，故無建設(shè)綜合管廊專用變配電所，由園區(qū)內(nèi)各個分區(qū)變配電房為管廊供電。從分區(qū)變配電房至綜合管廊，電纜敷設(shè)長度較長，需適當增大電纜截面，按照相關(guān)規(guī)范做好電壓降及載流量計算。

綜合管廊主要為二、三級負荷，從經(jīng)濟角度出發(fā)，三級負荷不單獨設(shè)置配電箱。每個防火分區(qū)總電源進線采用耐火電纜，三級負荷出線采用阻燃電纜。綜合管廊內(nèi)設(shè)備的配電電纜均在綜合管廊頂部沿金屬槽盒敷設(shè)，管廊兩邊支架分別敷設(shè)10kV電纜和弱電線纜。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)需與智能化系統(tǒng)的視頻監(jiān)控、出入口監(jiān)控系統(tǒng)等聯(lián)動，在發(fā)生報警時可將報警區(qū)域視頻信號切換至控制中心，觀察火情大小或是否誤報，確認火災(zāi)時出入口安全門應(yīng)自動打開，方便人員疏散。

6 結(jié)束語

綜上所述，我國對于地下管道的需求越來越大，城市綜合管廊是未來發(fā)展的方向，這需要相關(guān)人員不斷完善及提高綜合管廊的設(shè)計、建筑水平。