某管廊弱电设计过程中的一些感想

唐振华

(悉地(苏州)勘察设计顾问有限公司，苏州 215125)

1 工程概况

本项目为南京浦口经济开发区丰子河路综合管廊工程，综合管廊沿丰子河路布置，起点位于新星大道南侧(桩号K2+530)，终点位于林西路南侧(桩号K11+100)，全长约9.12km，包含8.606km丰子河路管廊以及0.514km相交道路管廊预留段。本期工程为石碛河以北段(K2+530～K6+500)，约3.97km。综合管廊标准段为三舱断面，分别为燃气舱、水信舱和电力舱，净尺寸为11m(宽)×3.9m(高)，纳入管线有电力电缆(2回220kV、6回110kV、20回10kV中压电缆)；18孔通信线缆；1根DN1200给水管道；1根DN300燃气管；1根DN800中水管道。燃气舱东南侧预留1m宽检修通道，水信舱中间预留2.2m宽检修通道，电力舱中部预留1m宽检修通道。

2 总体设计

在介绍弱电总体设计前，简单介绍综合管廊的特点：长度长(动辄几km甚至十几km)；断面小(横断面一般为30～40m2，很少超过80m2)；收纳管线多(包括高压电缆(220kV,110kV,10kV)、弱电电缆、给水管、燃气管、热力管、管廊自用电缆等)。一般在综合管廊设计中，总体专业往往会设计成几个区段的组合，本文以400m一个区段举例。典型的400m区段设计分为两个防火分区(各200m一个防火分区，中间设防火门)，中间上部位置设配供站及排风口，两端上部位置设自然进风口及吊装口。如图1所示。

图1 管廊示意图

中间层区域控制ACU柜及消防报警机柜均安装在配供站内，往下接至弱电设备末端点位，往上通过交换机及光纤与汇聚层或者监控中心连接。

在实际设计中，笔者把一个防火分区命名为一个基本分区，把若干基本分区命名为一个区域分区。本工程中，共分为4个区域分区，24个基本分区。分别为：区域分区S1监控基本分区范围101～104，区域分区S2监控基本分区范围201～208，区域分区S3监控基本分区范围301～308，区域分区S4监控基本分区范围401～404。区域分区监控的范围跟区域变电所供电半径相同，最远端距离不超过800m。

3 视频监控系统

视频摄像机设置原则：每个吊装口、通风口、人员出入口、配控站、交叉口处及每个防火区间中间位置等处各配置彩色转黑白一体化低照度高清固定摄像机或网络球型摄像机(带云台)，由现场 UPS负责供电。视频信号通过阻燃屏蔽超五类网线(线路过长可采用光纤配光端机进行通讯)传输至ACU柜。从而实现管廊内360°无死角监控，可在舱室内发生事故时，先通过摄像机确认到底是何种事故，维修人员进入是否有危险。

系统构成：在每两个基本分区间(如101,102分区)的配供站内设视频用千兆交换机(千兆单模光口×4、千兆RJ45口×32)。101,102分区内的摄像机均由此交换机引出，往上通过光纤环网，将视频信号传输至分变电所S1内汇聚层千兆交换机(千兆RJ45口×8，千兆单模光口×4)，此交换机负责101～104分区内的摄像机视频信号收集后，再通过主光纤环网送至监控中心核心交换机。系统框架如图2所示。

图2 系统框架示意图

设备参数：(1)数字高清枪机：1/2.8"逐行扫描CMOS,传感器高清红外网络枪式摄像机, 2.0M，1/2.8"CMOS，2.8～12mm电动镜头，红外照射距离最大为30m, 高清网络视频输出：1 920×1 080@30fps,支持宽动态，IP65；(2)智能数字球形摄像机：红外匀速球/摄像机，光学变倍20X，图像传感器1/2.8" CMOS，光圈/焦距F1.6～F3.5, f=4.7～94mm，照度：彩色0.05 lux @ F1.6 AGC ON；黑白：0 lux(IR ON) 夜视距离可达150m，最大分辨率可选 1 920×1 080@30fps，IP65。

4 设备自控系统

每个配控站内设置一套现场 ACU柜(内含控制器单元(负责对应区域内的传感器数据采集、设备控制)、UPS、语音电话接入网关，工业光纤环网交换机等设备)。整个综合管廊所有防火区间现场ACU柜内设备与汇聚层交换机形成次干环网，若干个汇聚层交换机与控制中心千兆核心以太网交换机组成干线千兆以太环网。

每个基本分区内 ACU柜内控制器单元集中采集管廊内信息：(1)人员出入口、紧急出入口、管廊内的影像；(2)通风机运行工况；(3)照明系统运行工况；(4)红外防入侵探测器报警信号；(5)多种气体传感器检测值；(6)温湿度检测仪监测值；(7)液位开关信号；(8)排水泵运行工况；(9)井盖开启工况；(10)电缆本体监测(电缆温度监测、局部放电监测、护套环流监测、载流量评估等功能)信号(预留接口)；(11)自来水管道本体压力检测仪表信号(预留接口)。

PLC设备参数：硬件冗余，CPU主频1.1GHz；双核CPU，内存64M,自带3个千兆以太网口，支持PROFINET；支持热插拔。

5 安防及无线对讲系统

每个井盖(吊装口、通风口等)旁、设备层(吊装口、通风口、人员出入口)人孔处各设置红外防入侵探测装置1套，固定在管廊侧壁且不易被进入者发现的地方。其报警信号通过 ACU柜内交换机传输至监控中心中央监控计算机，使中央监控计算机显示器和大屏画面的相应区间和位置的图像元素闪烁，并产生语音报警信号。

管廊人员定位终端设备吸顶安装于管廊内部，通过间隔≤50m一档，距防火门处≤25m。工作人员携带定位卡进入管廊，当达至定位终端探测范围内时，可在监控中心显示大屏上查看工作人员的位置。定位终端兼无线对讲通话系统发射接收装置，可实现无线对讲通话。

6 火灾自动报警系统

本工程含高压电力电缆的舱室内设火灾自动报警系统，燃气舱中设可燃气体报警系统。

火灾自动报警系统构架：在监控系统汇聚层交换机处设置区域报警分机，往下端通过报警总线引至各末端配供站消防接线端子箱，往上通过主干环网光纤将消防信号传输至消防控制室报警主机。区域报警分机所监控的区域，与视频监控区域一致，即一台汇聚层交换机对应一台区域报警分机，一个末端ACU柜对应一台消防接线端子箱。舱室内高压电缆上均设置感温光纤报警系统，感温光纤报警主机设在末端配供站内，通过通讯线与消防报警主机联络后上传信号至消防控制室。

感烟探测器(含高压电缆的舱室设置)：设置在每个防火分区设备间、通风口设备层、分变电所(含变压器室)及含电力电缆的舱室顶部，安装间距应≤15m(管廊宽度≤3 m)，距防火门间距应≤安装间距的1/2,如遇障碍物可适当减小互相避让。感烟探测器由火灾自动报警系统引出，用于火灾时消防联动。

手动报警按钮、声光报警器：在每个防火分区人员出入口及防火门两侧各设置一套。手动报警按钮设置在明显和便于操作的部位，当采用壁挂方式安装时，距地约为1.3～1.5 m。火灾声光报警器采用壁挂式安装时，其底边距地高度应>2.2m。

可燃气体报警系统构架：在综合管廊内每个配控站设置一套可燃气体报警控制器，通过现场总线(485通讯线)上传至监控中心报警控制主机。通过光纤环网与监控中心可燃气体报警控制上位主机连接。在燃气舱内最高气体易于聚集处每隔15m设置一套可燃气体报警探测器，每两个防火分区内设置一套可燃气体报警控制器，接入所辖两防火分

区内的可燃气体报警探测器。燃气舱内当可燃气体浓度超过报警浓度设定值(爆炸下限的20%,也可以燃气管线单位要求为准)时，由可燃气体报警控制器启动本区间可燃气体声光报警装置，并发出报警信号至本区间可燃气体报警控制器，由可燃气体报警控制器联动启动燃气舱事故段及其相邻区间的事故风机。可燃气体报警控制器的报警信息和故障信息，应在消防控制室图形显示装置或起集中控制功能的火灾报警控制器上显示，但该类信息与火警信息的显示应有区别。

按规范要求设置防火门监控系统及消防电源监控系统，消防电话系统与平时电话系统合用。

7 结束语