浅谈城市综合管廊预防电气火灾的监控系统

前言

综合管廊（日本称“共同沟”、中国台湾称“共同管道”），就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，推进城市地下综合管廊建设，是创新城市基础设施建设的重要举措，不仅可以逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，用好地下空间资源，提高城市综合承载能力，满足民生需求，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升城市发展质量，为经济发展增添新动力。

关键字： 综合管廊  电力监控  消防应急照明和疏散指示系统  能效管理  

综合管廊类型介绍

（一）按其所容纳的管线划分：

1.干线综合管廊：一般设置于道路中央下方或道路红线外综合管廊带内，主要输送原站(如自来水厂、发电厂、燃气制造厂等)到支线综合管廊，其一般不直接服务沿线地区。其主要收容的管线为电力、通讯、自来水、燃气、热力等管线，有时根据需要也将排水管线收容在内。在干线综合管廊内，电力从超高压变电站输送至一、二次变电站，通讯主要为转接局之间的信号传输，燃气主要为燃气厂至高压调压站之间的输送。干线综合管廊的断面通常为圆形或多格箱形，综合管廊内一般要求设置工作通道及照明、通风等设备。干线综合管廊的特点主要为：稳定大流量的运输、高度的安全性、内部结构紧凑、兼顾直接供给到稳定使用的大型用户、一般需要专用的设备、管理及运营比较简单。

2.支线型综合管廊：主要负责将各种供给从干线综合管廊分配、输送至各直接用户。其一般设置在道路的两旁，收容直接服务的各种管线。支线综合管廊的断面以矩形断面较为常见，一为单格或双格箱型结构。内部要求设置工作通道及照明、通风设备。主要特点为：有效(内部空间)断面较小、结构简单施工方便、设备多为常用定型设备、一般不直接服务大型用户。

3.缆线型综合管廊：主要负责将市区架空的电力、通讯、有线电视、道路照明等电缆收容至埋地的管道。一般设置在道路的人行道下面，其埋深较浅，一般在1.5米左右。以矩形断面较为常见，一般不要求设置工作通道及照明、通风等设备，仅增设供维修时用的工作手孔即可。

4.干支线混合型综合管廊：干支线混合综合管廊在干线综合管廊和支线综合管廊的优缺点的基础上各有取舍，一般适用于道路较宽的城市道路。

（二）按断面形式划分：

1.矩形综合管廊

2.半圆形综合管廊

3.圆形综合管廊

4.拱形综合管廊

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台

综合管廊（Underground Pipe Gallery;utility tunnel）一般是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，将电力、自来水、热力、煤气、电信、网络等市政公用管线根据规划要求集中敷设在同一个构建物内，实施统一设计、施工、管理的市政公用隧道空间，并且还具备排水、通风、照明、通信和监控等功能。主要的作用就是为了避免城市道路被反复开挖，减少城市污染，为城市运转提供各种能源和通信，保证城市运转的高效。无论承载的管线出现故障，还是自身附属设备出现故障，都可能造成部分功能的瘫痪，因此建设综合管廊时需要设置各类现场传感器用于监测和控制管廊内部设施运行情况。通常包括：管廊附属地面及内部供电系统、照明系统、消防系统、排水排烟系统、环境温、湿度，可燃气体探测、门禁、入侵检测、视频、巡更等。

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理系统集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持。

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台

（一）电力监控/能源管理系统板块

综合管廊电力监控系统板块主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等，电力监控系统可以直观显示一次系统图，并实时显示各电压等级各回路的遥测量、遥信量和报警信号等，遥测量包括电压、电流、功率、功率、电能等电参量，高低压柜内电气节点温度值等。

综合管廊能电力监控系统

变电站运行监视

遥信量包括中压开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合状态，柜内弧光探头的链路状态、断路器弹簧储能状态及远方就地控制状态；

报警信号包括微机保护装置的告警信号、保护跳闸信号及装置异常信号线路弧光保护动作信号、节点温度告警及设备通信异常告警，异常信号可以通过声光报警。

事件顺序记录

故障录波分析

无线测温

（二）电气安全系统板块

AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

1.电气火灾监测系统板块

电气火灾探测器一般设置在变电所0.4kV馈线侧，采集数据漏电电流和线缆温度后上传至监控主机，实现对电气安全预警。现场设置的传感器监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，异常时实时发出报警信号。

电气火灾监控系统作为火灾自动报警系统的预警子系统，由电气火灾监控主机、电气火灾监控单元、剩余电流式电气火灾探测器以及测温式电气火灾探测器组成，通过现场总线构成一套完整的预防电气火灾的监控系统，数据可集成至管廊的AcrelEMS-UT能效管理系统并提供预警信号。

2.消防设备电源监控系统板块

管廊消防设备比较多，消防设备电源监控系统主要功能就是用于监测消防设备的工作电源是否正常，保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

消防设备电源监控监控系统采用消防二总线，以机房分区设置区域分机采集消防设备电源状态，区域分机通过二总线接收多台传感器的电压、电流信息和开关状态信息，以此实现对消防设备电源工作状态的实时监视。

3. 防火门监控系统板块

防火门监控系统主要是通过防火门监控模块及其附件来检测现场常开，常闭防火门的状态；当火灾发生时，控制现场的常开防火门关闭，并通过门磁开关来反馈现场的防火门的关闭状态，有效抑制火势蔓延阻止烟气扩散，确保人员安全疏散及减少火灾损失。

4.消防应急照明和疏散指示系统板块

根据消防要求还需要设置消防应急照明和疏散指示系统，用于火灾状态下人员的疏散指示，一旦发生火灾，通过消防应急照明和疏散指示灯具指引快速疏散。　

消防应急照明和疏散指示系统由主机、集中电源、指示灯具和照明灯具组成，可以根据预先设置的应急预案快速启动疏散方案引导人员疏散。

根据管廊环境要求，可以选择高防护等级或防爆型照明和指示灯具。

（三）智能照明系统板块

1.防火分区单独控制，分区内设置智能控制面板就地驱动器；开关驱动器连接消防报警系统，接收消防报警信息，强制打开驱动器回路。

2.廊内上方安装智能照明传感器，使人员进入管廊内自动开启灯具，在管廊内停留灯具保持常亮，离开后灯具关闭。

3.除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。

4.考虑现场模块分布较广，距离过长，除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。

5.系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，支持延时控制，避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统，可独立工作，每个模块均自带时间模块，可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。

（四） 变电站环境监测系统板块

变电所环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

1.温湿度监测

管廊配电室区域对环境温湿度要求比较高，检测重要区域的温湿度分布，通过温湿度传感器连接到网关通讯接口上传平台，完成管廊配电室温湿度监控功能。

2.水浸监测

水浸属于开关报警监测量，可以用开关量检测获得。具体方法是：通过漏水感应线紧贴在空调下面的地板下，传感器检测报警信号接开关量采集装置，然后在软件配置相应的名称和告警阈值，即简单方便地完成了防盗红外、漏水和烟雾检测监控。

3.烟雾报警

烟感属于开关报警监测量，可以用ARTU开关量检测模块采集，将烟雾传感器安装在天花板顶上，避免空调直接对准方位，通过烟雾传感器可以感知管廊产生的烟雾并提前预警。

4.气体报警

综合管廊然气舱室连接变电站可能会产生一定的可燃气体，比如天然气，这是一种易爆的气体，达到一定的浓度必须启动排风设备及时清除。

可在网关设置自动启动风机逻辑，当网关检测到氢气浓度超过设定值，在发出预警信号的同时可以自动启动排风风机，确保氢气浓度在安全程度内。

5.门禁及红外监测

系统可以采集管廊门禁状态和红外报警，并在系统平面图上显示门禁开闭状态并通过颜色预警，防止有人意外进入未授权区域。

6.空气质量监测

系统可以监测管廊变电站内空气质量和粉尘含量。

安科瑞综合管廊能效管理平台的应用

面向未来，根据用户需求，配置AcrelEMS-UT综合管廊能效管理系统，将为管廊提供全方位的监测和控制，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。

未来，安科瑞将为更多城市建设数以千计的综合管廊能效管理系统，继续为建设智慧管廊、安全管廊提供数据支持。

编辑：黄飞