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城市地下综合管廊电气工程设计与维护解析

城市地下综合管廊产业联盟2022-06-21 10:10:24

自控工程设计

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城市综合管廊工程的电气自控工程特点

城市综合管廊环境除具有一般地下空间工程的鲜明特点外,还有其运行要求的特殊性:

a. 没有自然采光,需要通过人工照明保持正常工作光环境。

b. 常年潮湿、阴冷,通风不畅,需要通风机保证换气和散热,电气自控设备防护等级要求很高。

c. 为保证人员安全和设备可靠运行,满足供电连续性要求,供电负荷等级按二级负荷,消防设备、应急照明、监控与报警系统多采用EPS或UPS以保证供电的连续性。

d. 只有定期巡视检修人员进入管廊,平时基本无人驻留,可不设置消防应急广播,消防措施也与一般地下建筑物不同。

e. 由于其人员和设备运行安全性要求,需要一整套环境和设备监控系统以保证系统正常运行,同时需要安防、通信系统、预警与报警系统保证人员的安全。

f. 电力舱有大量的10 kV电力电缆,甚至110 kV、220 kV电力电缆,密集排放,发热量大,存在火灾隐患,需要做专门的实时温度监测系统。

f. 电力舱有大量的10 kV电力电缆,甚至110 kV、220 kV电力电缆,密集排放,发热量大,存在火灾隐患,需要做专门的实时温度监测系统。

g. 天然气舱有天然气管道,属于爆炸危险区域,有别于其他普通场所,对电气、监控设备均有防爆要求,应做独立的可燃气体探测报警系统。

从整体角度来看,通常管廊工程长度较长,需要按照供电和监控要求划分供电区间和监控区域,需要采取相应措施解决长距离配电可靠性和信息传输可靠性问题。种种特点,使得城市综合管廊工程的电气自控设计具有突出特点,需要总结其设计规律和设计要点。

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电气自控专业的规范

GB 50838 - 2015《城市综合管廊工程技术规范》中,引用相关规范总计72项,其中电气规范28项,基本都是电气自控专业设计的常用规范,电气自控专业设计时需要罗列,

另外还需要补充GB 50053 - 2013《20kV及以下变电所设计规范》,

GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》,

GB 50055 - 2011《通用用电设备配电设计规范》,

JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》,

GB 50034 - 2013《建筑照明设计标准》等多本电气常用规范,

GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》等相关专业设计规范。

需要注意的是,其中GB 50174 - 2008《电子信息系统机房设计规范》已变更为GB 50174 - 2017《数据中心设计规范》。

《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》(报批稿)共罗列24项相关规范,相比GB 50838新增加8项电气自控专业设计及产品技术规范。

另外,建议在设计文件中,不要罗列产品标准或规范,应该以设计施工规范为主。

现在可以参考的城镇综合管廊工程标准图集主要有:

湘2015SZ102 - 3《城市综合管廊 附属工程》,

山东省L16M103《城市综合管廊工程 (三) 附属设施》。

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设计方案

关于设计文件编制深度的规定,现行标准有:《建筑工程设计文件编制深度规定》(2016版)和《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2013年版)。

城市综合管廊工程属于市政公用工程范畴,但《市政公用工程设计文件编制深度规定》(2013年版)相关章节没有完全适用的工程类型。建议管廊部分的说明文件编制章节可参照GB 50838 - 2015第7章附属设施设计的要求编制,将电气自控专业内容分为:供电系统、照明系统、监控与报警三部分。对于说明书中章节编排,建议电气自控设计章节内容参照《市政公用工程设计文件编制深度规定》相关章节,如:隧道工程。监控中心部分的电气自控设计章节参照《建筑工程设计文件编制深度规定》建筑电气的章节顺序编写。

在编制说明书时,除非当地消防审查有特殊要求,火灾自动报警系统可作为监控与报警系统的预警与报警系统里的子系统描述。监控中心管廊统一管理信息平台和地理信息系统软硬件设计技术要求放在监控与报警系统章节。建议单独描述整个系统的通信系统设置方式,将监控与报警系统几个子系统的信号传输通道作为一个整体的信息平台考虑。

中国市政工程西北设计研究院有限公司现已完成《综合管廊可行性研究报告文件编制深度(试行)》和《综合管廊初步设计文件编制深度规定(试行)》,并逐步试用执行中,对我院综合管廊工程的可行性研究和初步设计有一定指导意义。

电气自控专业图纸在充分满足管廊附属设施规范技术要求基础上,设计表达方式也是设计人员需要解决的问题:

a. 长距离工程图纸的清晰表达,要做到整体与局部表达完整,一目了然。

b. 设备编号与电缆编号的规则统一,保证设计简洁明了。

c. 监控与报警系统设计,建议总结形成模块化设计方案,满足与集成商的衔接。

d. 监控与报警系统要充分考虑系统集成,减少扯皮,便于实施。

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供电负荷计算问题

负荷计算通常采用需要系数法计算,因为在现有的资料文献中没有合适的需要系数Kd可参考,电气设计人员需要依靠电气理论知识和设计经验积累,对工程运行有正确认识了解,按照计算负荷的定义:

假想的持续性负荷,它在一定的时间间隔中产生的特定效应与变动的实际负荷相等,按照用电情况选取合适的需要系数。

通常设计按照6个串接的防火分区考虑一个供电区间,如果采用高压供电,选用两台变压器同时工作,当一台变压器故障停运时,另一台变压器运行能满足全部二级及以上负荷,连续负荷主要应考虑照明、应急照明、风机、监控系统等用电负荷,由于地下建筑物特点,通常照明负荷不用区分工程地域和管廊舱室形式性质,用电负荷比较固定。

风机负荷由于不同工程对通风、散热的要求不同,负荷差别较大。排水泵、防盗井盖、检修箱等短时负荷,对工程负荷计算影响不大。

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监控与报警系统的系统集成

■ 系统集成图

根据GB 50838 - 2015笔者在设计实践中总结了系统集成图,如图1所示。其中一些系统集成做法可以有所区别,供设计人员根据具体情况选择。系统集成图可作为招标分包用,也可作为当同一路段由不同设计单位分包时,对弱电系统的设计统一原则。

城市综合管廊监控与报警系统集成图

■ 系统构成的调整

在设计系统集成时,根据设备特点和系统要求,图1中某些子系统设备可能会集成到其他子系统中,总结如下:

a. 安防系统中的人员定位系统和通信系统中的无线对讲系统,规范要求为宜设置的子系统,可根据工程情况由设计人员考虑设置方式。

b. 固定式电话与消防专用电话可以合用,但必须采用独立通信系统。

c. 经当地管线公司同意,各专业管线配套监控系统可与环境与设备监控系统合并。

d. 电力系统可设置电缆温度监测、接地故障电流监测系统、电缆局部放电监测和电缆护套环流监测等,并可与火灾自动报警系统联动。

e. 特殊要求的管廊设置最低点水位探测器和管廊结构位移监测系统,可集成到环境与设备监控系统。

f. 给排水、热力、燃气专业可设置对管道温度、压力、流量监测,对重要阀门进行调节与控制,可集成到环境与设备监控系统。

g. 统一管理平台根据工程具体要求,可设置在监控中心或临时监控中心内,保证管廊正常运行。

日常维护

一、低压配电系统

1、主要管养范围

(1)低压配电柜

主要包括进线柜、控制柜、电容柜等。

(2)供电系统

主要包括:配电箱、通风机配电箱、排水泵控制箱、雨水泵控制箱、管廊插座电源箱、照明电源箱、各种动力电力电缆、电缆支架等。

2、维护保养

(1)配电系统中低压变配电设备应在每季度各进行一次停电、清扫、检修工作。

(2)供电线路的养护按照电力部门的有关规定进行。当供电线路存在异常情况时,采取措施并及时通知电力部门和主管部门。

(3)各种配电箱每两周巡视检查一次,检查内容:盘面指示状态、内部开关有无跳闸、内部元件有无损坏烧痕、箱体内是否清洁潮湿等。

(4)节假日期间(如春节、国庆节、五一节等)增加巡视检查次数,以确保设备运行正常。

(5)雨季对排水泵、控制箱加强巡查,每周两次,另外根据气象部门预报,每次暴雨、大雨前均应对泵房水泵控制箱检查一次。

(6)每次巡视检查均应做好记录。

(7)检修作业前需切断该配电箱电源,特殊情况不能断电时,做好绝缘防护措施;

(8)现场检修人员每组不得少于2人,并携带通讯工具,随时与变电所值班人员联络;

(9)每年对所有配电柜、控制箱外壳、支架、接地装置等锈蚀状况进行除锈、防腐、油漆处理。

二、照明系统

1、主要管养范围

主要包括照明管线维护、照明配电箱维护检修、各种照明灯具检修等。

2、维护保养

照明设施应每天进行日常巡查,每月进行经常性检修,每年进行定期检修。

三、通风系统

1、主要管养范围

主要包括混流风机、防烟防火阀、手动风阀、百叶窗、扶手、爬梯等配套设施。

2、维护保养

通风设施应进行日常检查,主要观察设备运转有无异常,确定设备是否存在隐患,并及时排除故障。

四、给排水与消防系统

1、主要管养范围

主要包括自动灭火装置、手提式灭火器、潜水排污泵、手动闸阀、止回阀等。

2、维护保养

给排水、消防系统应定期巡视检查并按照养护计划进行维护保养,发现缺陷及时维修更新。

五、监控系统

1、主要管养范围

、设备监控(含通风、水泵、电力、照明、监控中心设备)系统、安防系统、火灾报警系统。

2、维护保养

(1)每月对硬件设备进行一次外观保养,对设备外表面及其机柜内外进行除尘、除锈保养;

(2)每年对管廊内和控制中心的所有按钮、声光报警器、指示灯进行两次除尘和固定件紧固;

(3)每年对所有摄像机进行两次外观除尘、配件紧固和对焦调整等维护工作;

(4)每天查看监控图像,对图像模糊或视线污染较为严重的摄像机及时调整、清理;

(5)每年进行一次软件维护;

(6)每年对弱电接地体系进行一次接地绝缘检测;

(7)每年对抗静电地板进行一次检查;

(8)每月对管廊火灾探测设备进行一次巡检,查看感温光纤和手报按钮是否安装牢固、有无损坏。

(9)每年对接线端子和电缆标签进行一次检查,应保证端子编号、用途标牌及其他标志完整无缺,书写正确清楚。

(10)日常运行中出现的所有设备设施故障都应按照规定抢修时间进行修复。

(11)按计划进行经常性检修和定期检修。

 

来源:金筑王钢纤维

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