城市綜合管廊工程電氣自控的應用

吳勇

[摘 ? ?要]在我國經濟發展、城市建設的過程中，城市的功能性不斷提升，滿足了人們的生活需求。在城市市政工程建設中，綜合管廊是其中的重要組成部分，其運行情況將直接關系到其中管線的正常運作與對應行業的正常服務供應。其中，電氣自控設計是綜合管廊工程的重點內容，需要能夠結合實際做好城市綜合管廊工程電氣自控的應用。

[關鍵詞]城市;綜合管廊;電氣自控;應用

[中圖分類號]TU990.3 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）05–0–03

Application of Electrical Automatic Control in

Urban Comprehensive Pipe Gallery Project

Wu Yong

[Abstract]In the process of my country's economic development and urban construction， the functions of cities are constantly improving， which better meets people's living needs. In the construction of urban municipal engineering， the comprehensive pipe gallery is an important part， and its operation will be directly related to the normal operation of the pipeline and the normal service supply of the corresponding industry. Among them， the electrical automatic control design is the key content of the comprehensive pipe gallery project， and it is necessary to be able to do a good job in the application of the electrical automatic control of the urban comprehensive pipe gallery project in combination with the actual situation.

[Keywords]city; integrated pipe gallery; electrical automatic control; application

綜合管廊是現今城市建設發展的重要部分，關系到城市多個管線的穩定運行。在綜合管廊中，也設置有監控系統與檢修口，以此實現對綜合管廊的日常管理與監控。在綜合管廊工程建設中，要嚴格根據規定要求開展設計，以合理、科學的原則設計方案，保證電氣系統的安全、高效運行，為綜合管廊工程的順利運行提供保障。

1 綜合管廊概述

綜合管廊是處于城市地下的綜合管道。即是在城市地下修建通道，將城市的通信管道、電力管道與給排水管道集合在一處，是具有綜合性特征的工程項目。在現今城市發展中，綜合管廊的作用十分突出，已經成為保障城市運行穩定的重要基礎設施，也是城市開展地下空間建設的關鍵部分。在綜合管廊應用中，管道在后期鋪設、安裝、維護等環節不再需要填土與開挖，在對工作量有效減少的情況下能夠較好地控制生產成本。管線處于管廊中，能夠有效避免直接與土壤、地下水接觸而銹蝕，延長了不同類型管道的使用壽命，且能夠使城市地下空間具有了秩序性與規范性，對以往各類管線錯綜復雜的情況進行了避免，保證城市地下空間的系統性。在我國近年來科學技術進一步發展的情況下，綜合管廊建設面積不斷擴大，在功能上也具有了優化與升級，具有較好的發展空間。在綜合管廊當中，電氣自控是重要的系統類型，將關系到管廊內部的照明、通信與監控等，是綜合管廊建設當中的一項重點。

2 電氣自控設計與應用

2.1 設備監控系統

（1）計算機系統。在管廊中建設監控中心，中心設置安防監控計算機、工作站計算機、各類數據服務器與以太網光電交換機等設備。在監控中心中，可以對管廊不同防火分區的運行進行監控。其中，監控計算機通過以太網交換機交流現場控制PLC控制器，向PLC控制器發送指令，以此實現現場設備的暫?；蛘邌⑼９芾?。計算機方面，應用SCADA操作平臺，使顯示屏上能夠以形象、生動的方式體現出設備控制模擬圖，做好設備故障數據信息與運行狀態的呈現。同時，監控計算機能夠同報警系統后臺進行通信，在獲得火災信息后，能夠控制PLC控制器將消防設備控制權移交至報警控制器。同時監控計算機與視頻監控主機、安防主機通信，確保能夠獲得管廊當中的報警信號與安防報警器，在計算機屏幕上呈現視頻監控圖像，網絡服務器與監控中心數據服務器也能夠形成完整的網絡監控平臺。在實際工作中，可以應用互聯網實現與監控平臺的連接，可以應用智能手機、移動電腦等做好管廊運行狀態的了解，在一定權限范圍內做好管廊設備的控制。

（2）現場控制站。在綜合管廊中，兩個防火分區設置有PLC控制站，內部含有UPS電源、PLC控制器與以太網光電交換機。在使用到的控制器中，帶有觸摸屏，能夠根據工作需求在現場設定程序、調試設備。在不同PLC控制器之間，使用以太網交換機通信，與監控計算機連接，使用單模輕開光纖作為傳輸介質。PLC控制器在運行中，將采集區段內含氧量、溫度、濕度、配電系統狀態、排風閥、雙速電機、潛水泵與引流風機的信號，以此掌握其故障情況以及運行狀態。同時，控制器還將控制系統中的引流風機、雙速風機、集水坑排水泵與排風閥設備，并按照以下原則實施控制：①雙速風機。在管廊中，不同防火分區中都具有雙速風機的設置，主要功能包括散熱、通風，以及在火災狀態下進行排煙。②引流風機。這是管廊排煙、通風工作當中的輔助設備，按照等同于雙速風機的方式進行控制。③排風閥控制。在管廊中，不同分區雙速風機位置都具有防火閥的設置，日常作為排風閥使用，可以通過PLC對其啟閉情況進行控制，向監控中心反饋故障信息與運行狀態，以便于日常檢修、巡查工作的進行。防火閥在應用為消防排煙閥時，PLC將退出控制風閥，轉而以火災報警器進行控制。④潛水泵。在管廊防火分區中，其中的集水坑都設置了潛水泵，在泵中設置有浮球開關，能夠結合水泵水位情況實現潛水泵的啟閉。在具體運行當中，PLC不僅能夠以遠程的方式做好潛水泵的啟閉處理，且能夠做好潛水泵故障、狀態信號的采集并將其傳送到監控中心，為日常檢修巡查相關工作的開展提供基礎數據。

2.2 火災報警系統

在該系統中，應用了監控中心系統，由區域火災控制器、火災探測器、火災警告裝置與手動報警按鈕組成。其中，區域報警系統由感煙探測器、報警控制器、測溫監控主機、感溫光纜、中繼器、手動報警按鈕與警鈴等設備組成。沿著管廊在橋架下設置感煙探測器，沿著電纜橋架設置感溫光纜，按照每層通長方式鋪設。當火災情況發生時，系統則將會對該區域警鈴啟動，及時發出信息使管廊人員撤離，同時將現場設備啟動，關閉排風閥、風機、進風閥，通過延時自動裝置的應用實現滅火裝置的啟動，開始滅火處理。

2.3 環境監測系統

在管廊當中，因地勢較低將沉積一定的廢氣，且微生物、維修人員在其中的活動也將影響到其中氧氣的含量。為了節約能源，減少通風次數，最大程度保障人員生命安全，需要能夠采取措施全程做好管廊內部氧氣含量的監控。因管廊是一個封閉的環境，內部電纜在運行產生熱量后，要想向外散發存在難度，也需要以全程的方式做好內部溫度的控制。管廊處于地下，具有較高的濕度，可能因此影響到自動化設備、電氣設備的長時間運行，也需要全程做好管廊空氣濕度的監控。在該情況下，則需要在管廊防火分區中做好溫度、濕度與氧氣檢測儀表的設置。

2.4 防外部入侵系統

防入侵也是綜合管廊建設應用當中的重點內容，其中，可以使用雙光鑒探測器負責該項工作。在具體工作中，該探測器將通過紅外線、微波的方式進行探測，獲得數據信號后，將其發送給系統中心，由系統進行分析。在相關技術不斷發展的過程中，現階段探測器已經能夠對存在的干擾情況進行有效的屏蔽，當有人進入到探測范圍后將及時發出報警信號，且報警在精確度方面具有好的表現，杜絕了誤報以及漏報情況。根據現有設計規范，在綜合管廊的投料口、設備房、出口、通風口與配電室等都需要做好探測器的設置，在設置完成后使其連接總控制中心，當探測器探測異常情況后，將會及時報警，且控制中心也將發出警報。在實際應用中，該探測器系統也能夠有效識別人體。在具體工作中，可以提前在檢測系統中錄入工作人員信息，以保證探測器探測發現工作人員后不會報警，只有經過檢測發現有未錄入信息人員進入后才會發出報警信號。具體信號方面，在發送時將分為兩組：第一組信號將傳輸到監控中心，信息內容即報警的位置;第二組信號將傳輸到周邊區域的攝像頭，在接收到信號后，攝像頭將拍攝警報的發出地點，保證在后續進行問題處理時，具有相應的視頻信息為證。

2.5 視頻監控系統

因綜合管廊長度長、監控點布置較為分散，常規監控攝像機在使用同軸電纜時，在傳輸信號方面無法滿足遠距離信號傳輸要求。同其相比，網絡監控攝像機在應用當中能夠將視頻模擬信號實現對數字信號的轉換，這是一種經過網絡協議編碼的信號類型，經過網絡方式傳輸后，則能夠有效實現傳輸距離的增加。如果使用的是普通電纜類型，其傳輸最大距離在90 m以內，無法滿足視頻監控需求。對此，可以選擇單模輕鎧光纖，適合應用在綜合管廊當中，能夠較好地應對多信號干擾、強磁場影響因素。

2.6 電纜敷設方式設置

在管廊配電結構當中，主要以樹干式方式設計，以剛性密集母線與預分支方式處理。其中，剛性母線具有較大的空間占用，且在施工中具有較大的難度而很少使用。與其相比，預分支電纜占用空間小、性能良好、安裝便利，并因此得到了較多的應用，但也存在一定的不足，即難以在現場修復質量故障，且電纜在應用中是針對特定工程加工的，互換性不足。目前，城市綜合管廊已經成為城市發展的重要部分，在土建方面與相鄰道路管廊聯通，逐漸形成了閉環的理念，以分支電纜樹干方式處理，在確定后分支電纜長度，上級配電柜內部設置為固定負荷開關。在施工完成后，后期無法對出現容量進行增加，只能夠對整條配出電纜更改，存在較多的費用與影響。對于該種情況，則可以按照放射方式做好配電形式的優化，由低壓配電柜將電纜傳輸到節點分區。該方式在應用中，能夠有效地減少纜線線徑，同一變電所能夠滿足4、5個防火分區，在控制成本的同時有效地提升了供電可靠性，且更便于后期改造。

2.7 管廊風機配電

綜合管廊的作用即是做好各類型管線的敷設。與建筑內部風機不同，管廊內部風機僅僅在人員作業、巡查工作中根據要求運行。通常情況下，間隔配置送風與排風口，在火災發生后關閉，從電氣角度一般將該類型風機設計為三級負荷。排風口風機在設計中，需要對最不利狀況進行考慮，保證能夠排出高溫煙氣，一般來說，需要保證在火災狀況下具有30 min的運行時間，或在280 ℃狀況下閥門發生動作后關閉。同時，在火災事故發生時，現場溫度較高，如處于管廊內部的控制箱、消防配電箱沒有專門的防火措施，當箱體溫度達到200 ℃以上后，電氣元件將發生跳閘與外殼變形等情況，無法保障消防供電。對此，設計中則需要做好控制箱、配電箱的防火措施應用，使其處于配電間當中，配電間要做好防火防護，內部可以使用巖棉等材料保證滿足防火要求。同時，根據現有經驗了解到，目前管廊排風機很多使用的是普通風機配電，在火災發生后關斷電源，事故風機應使用了耐高溫電機，具有備用電源接口的預留。但在火災事故當中，管廊內部可燃物將快速燃燒，具有較大的放熱速度，內部呈現出持續性高溫環境，溫度會達到1 000 ℃以上，無論使用何種風機，都無法在該溫度狀況下保持完好，且火災中形成的大量熱量。煙氣也將積累在管廊內部，可能因此導致形成次生災害。且消防設備也有可能無法完全將火勢撲滅，甚至可能在火焰蔓延的情況下對建筑構件形成熱作用，影響建筑承載力，可能導致建筑局部倒塌問題。對此，在設計中則需要強化與暖通設計人員的協調，做好控制要求的確認，考慮到可能發生的情況，對不完善的內容及時改進，保證管廊運行安全。

2.8 管廊接地

在現有規范當中，對于管廊接地有著較為詳細的規定，考慮到管廊運行特點，以及信息化建設方面的要求，一般使用TN-S作為管廊的低壓接地系統。除應用管廊鋼筋為接地系統外，也可以使用熱鍍鋅扁鋼應用為內部接地網，在分區防火門位置使用暗敷的方式進行處理。在現今部分工程當中，可以發現管廊設備、管線存在缺少接地位置的情況，在設計中，則可以在節點位置設置MEB電位端子箱進行接地，并在引出口、通風口與投料口位置做好等電位端子箱的設置。

3 結束語

城市綜合管廊是現今城市發展當中的重點工程，也是市政工程的重要組成部分。在實際運行過程中，不僅能夠對城市用地緊張的局面進行緩解，且能夠對管線起到較好的保護作用，降低管網鋪設可能對城市道路造成的破壞。電氣系統是綜合管廊設計的重點工作，一直以來，容量分散、供電距離遠都是系統的主要問題。在實際工作開展中，需要能夠對該項工作引起重視，以科學方式的應用做好電氣自控設計，為綜合管廊工程的穩定運行。

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