3-13 上海电力隧道及运行管理

上海电力隧道及运行管理游智敏 李 海上海电力公司电缆输配电公司摘 要随着上海城市电缆化率的不断提高，电力隧道以其电缆输送容量大；土地利用率高；结构稳定；防范外损等优点得到了广泛的应用。

电力隧道建设规模也向着大长度、大直径方向发展。

因此电力隧道的运行管理工作就显得尤为重要，本文主要对上海电力隧道情况以及隧道的运行管理进行简介，分析运行管理中存在的问题，并提出些建议，仅供参考。

关键词电力隧道 附属设备 运行分析1电力隧道概况上海地区早在1979年就有了第一条专用电力隧道，该隧道是电厂电缆出线专用电力隧道。

目前投运的电力隧道共有15条，均为专用电力隧道。

隧道内运行电缆的电压等级在110KV及以上，但是随着城市主干网电压等级的上升，在近十年投运的主隧道都为220KV及以上电缆（大截面电缆）的专用隧道。

2.2 电力隧道消防电力隧道消防工作一直是电力隧道安全运行的重点，随着电力隧道电压等级越高，重要性越高，相应的消防要求也越高。

在实际运行中上海电力隧道未发生过火灾情况，这是因为电力隧道内敷设、接头条件都较好，减少了由于施工不良所造成的电缆故障；其次电力隧道内高压电缆均遵循“N-1”供电原则，电缆输送容量均有较大的余地；高压电缆线路的继电保护动作时间在百分之几秒，故障运行引发火灾的可能性很小；另外电力隧道内动力照明线路和高压电缆线路分开布置，避免了低压短路造成的火灾。

上海电力隧道消防理念是“预防为主、防消结合”，首先是杜绝火源；其次是掌握现场的温度情况，及时消除隐患；最后是采取隔离方法自熄。

对于喷淋灭火系统、泡沫灭火系统、雾化灭火系统、气体灭火系统，由于安装、运行维护成本过大，设备有效期短等原因而未被采用。

目前上海地区电力隧道防火设施主要有以下几类：2.2.1 采用阻燃电缆或绕包防火胶带上海电力隧道内敷设的电力电缆要求采用阻燃电缆，但对于早年敷设的非阻燃电缆均绕包防火胶带。

阻燃护层或防火胶带可以有效隔热，防止电缆护层延燃，降低金属护套温升速率，保护主绝缘。

由于国内外缺少电力隧道内电缆燃烧试验的相关资料，因此上海电力公司根据IEC60332试验标准进行了一次仿真模拟试验，在等比例的电力隧道内对阻燃电缆燃烧进行燃烧试验。

试验现场见图二燃烧试验点 模拟隧道 燃烧试验采用丙烷加氧气为火源，在电缆下方持续燃烧20分钟，隧道内风速为0.2747m/S （比隧道封闭环境要求更高），试验中检测最高环境温度达到30℃，现场透光率不低于76％，满足IEC 规定60％的标准。

试验结束后阻燃电缆立即自熄，阻燃护层表面有明显烧焦突起，并有少许沥青滴落，金属护套完好无损。

燃烧毒气试验中用的十只老鼠生命特征正常。

部分试验如图三现场燃烧图象 老鼠活动正常 烧焦的电缆外护层306试验证明阻燃电缆在有外界火源环境下，能起到较好的阻燃效果，是电力隧道电缆防火的主要措施。

2.2.2防火槽盒上海电力隧道内电缆防火隔离多采用防火槽盒。

防火槽盒具有良好的密封性能，当电缆本体发生燃烧时，因槽盒内部氧气得不到充分补充，可以在短时间内达到自熄的效果，将火灾控制在最小范围。

同时对防火槽盒外部的火源也能有效的及进行隔离，从而达到保护槽盒内高压电缆安全运行的效果。

隧道内电缆采用水平或三角型敷设（非蛇行敷设）的大多可以安装了防火槽盒。

作为一次性投资的防火设备，防火槽盒的价格可能偏高，但是它具有终生使用、免维护的特点，相比维护、效验繁琐的灭火系统而言有其优势。

防火槽盒的使用会降低槽盒内电缆本体的散热性，有相关报道称采用防火槽盒会降低电缆20％～30％的载流量。

因此对同一隧道内两条同一型号、不同负荷电缆线路的防火槽盒进行了红外测温检测，如图四2174 2173隧道环境温度为21℃，电缆负荷情况如表一：表一测温线路电缆表面温度线路实时负荷允许负荷2173 22℃～23℃ 407A 504A 2174 22℃～23℃ 284A 504A根据红外检测图片分析，两条负荷相差30%的电缆线路，在槽盒出口处温度均为23℃，隧道内电缆表面温度均为21℃左右，温差相差1～2℃。

检测证明由于电力隧道埋设较深，具有冬暖夏凉的特性（隧道内常年温度在20℃～25℃之间），为防火槽盒内电缆提供了良好的散热环境，根据红外测温试验证明在隧道恒温的环境下电缆表面温度随电缆负荷变化相对较小。

而当2173/2174电缆进变电站后直接暴露在日光下，电缆表面温度达到了四十多度（如图五所示）。

因此对一条敷设在不同区域的电缆而言，电力隧道防火槽盒的热效应与户外电缆表面温度的热效应相比可忽略不计。

- -307户外电缆测温图五2.2.3分布式光纤测温系统（DTS）由于分布式光纤测温技术的运用使隧道消防理念由被动接受逐步转变为在控、可控。

分布式光纤可分别安装在电缆表面或直接将光纤制作在电缆金属护套内部。

2005年8月上海第一次在两条220KV电缆线路上使用了英国Sensa公司的分布式光纤测温系统，该电缆穿越的隧道、工井、通道、竖井等多种环境。

现场安装了两路光纤，一根光纤敷设于隧道或工井顶端用于监测空间环境温度，另一根光纤敷设于电缆表面用于监测电缆表面温度。

温度监控的精度小于1℃，距离小于1米。

系统还根据用户的要求开发了应用软件，将现场地形、接头位置同光纤点的分布相对应，从而可以更加直观的了解现场电缆和接头的温度变化情况。

如图四：光纤地理位置分布电缆接头位置分布2007年底试用了另一套分布式测温系统----德国Lios公司的系统，该系统是将光纤制作于一回220KV交联电缆金属护层内部，用于监测电缆和接头内部温度，并能通过实测的电缆绝缘热阻系数和电缆负荷测算出电缆导体温度。

系统报警形式多样，即可通过监控屏报警，也可通过短信方式报警。

308三相温度实时检测单相电缆温度曲线电缆导体温度分布式光纤测温系统运行稳定可靠，能实时监测环境温度、电缆和接头的表面温度，以及电缆导体温度，为掌握现场火灾隐患；电缆早期缺陷提供了可靠的判据和技术支持。

2.2.4感温电缆同分布式光纤测温系统类似，感温电缆能实时监测电缆周围的火情，并有报警功能。

感温电缆是以网状形式分布于电缆敷设较密集的通道或高压电缆与中低压电缆混放的通道内，有较好的监测火情的功能，但是只有报警功能，不能进行实时分析和统计查询。

2.2.5防火门当电力隧道发生火灾情况后，防火门将是最后的屏障，它可将电力隧道的火灾控制在某一区域内，从而降低火灾的损失。

目前上海电力隧道防火门间隔在70～300米左右。

防火墙和防火门均采用无机耐火材料制成，运行中的隧道防火门是开的，以确保隧道的通风和散热，根据设计要求当隧道温度达到70℃时自动关闭防火门。

2.3电力隧道监控、技防系统近些年来上海电力隧道建设的速度和规模是前所未有的，传统的运行管理模式已经不适合当前的管理要求，因此需要应用先进的监测技术和通讯技术对隧道内电器设备（照明、水泵、排风、防火门、温湿度计等设备）进行实时监控。

通过触摸屏可检查隧道内所有设备的运行工况和故障情况，可以控制隧道设备运行和关闭。

提高了运行管理的工作效率。

由于奥运会和世博会的相续召开，电力隧道技防工作就显得尤为重要，目前上海电力隧道技防系统主要由以下功能组成：功能名称功能布撤防进入隧道未撤防会及时报警，并可记录实时影像资料供取证分析。

工井盖防盗当工井盖在未撤防的情况下被提起，系统立刻会启动声光报警和远程报警，起到震慑作用，如强行进入隧道会启动监控摄像记录。

门禁门禁系统的应用，可自动识别进入隧道的人员信息、工作时间，对非法撬门可远程报警。

红外监控对每个出入口进行红外监控。

遥视监控对于发生未撤防而造成工井开启、铁门撬开或红外监控异常等情况，可自动启动遥视摄像机抓捕现场影像。

同时也可为运行人员提供隧道实时图象信息。

- -309数据通讯是将隧道内数据信息上传至相关电站，并电站自动化通讯网络资源将数据传输至电缆调度控制室和运行管理人员，不在现场就可实现对电力隧道的监视控制，为运行管理人员提供现场实时信息。

图五为电力隧道监控屏控制界面图隧道区段分布图电器状态控制件2.4电力隧道通讯目前上海电力隧道使用的通讯设备有三类：第一类是内部通讯电话；第二类是市话接入；第三类是接入CDMA无线信号；前两种通讯方式都要在隧道出入口、竖井、通道敷设电话线，安装内部程控电话机，通电话前需找到附近的固定电话。

由于隧道内支架都安装有电缆，电话机只能安装在顶端支架或小线槽盒侧面，由于位置较高，使用不便，因此有线通讯利用率也相对较低。

当前无线通讯技术发展日趋成熟，在地下室，地铁、大楼内部，电梯等公共场所得到广泛的应用。

因此无线通讯技术也同样适用于电力隧道。

在隧道两端出入口安装高性能接收天线，以保证传入道道内的信号足够强；信号传输采用带屏蔽专用射频电缆，外加耦合器、功率分配器和功率放大器，确保信号在不衰减的前提下进行准确传输。

目前在一条500多米的越江隧道进行试用，为了提高隧道空间利用效率射频电缆安装于电缆支架的背面，由于信号受到密集金属支架的干扰，增加了接收小天线数量，确保了隧道内信号的全覆盖。

因此对于圆形隧道宜将射频电缆敷设于隧道顶部的空旷区域，减少无线信号受到金属支架干扰而衰减。

无线通讯设备作为成熟产品，其设备购置费和安装费用已经日趋合理，在隧道建设费用中只占很小的比重。

3电力隧道的运行管理3.1隧道工程的早期参与隧道的运行单位要提前参与电力隧道建设中的各个环节（如设计初设、设计交底、产品选型等），根据运行单位的管理要求从源头上把好设计关，并在电力隧道建设中的加强过程监控，找出设计或施工中存在的问题，并督促整改。

3.2电力隧道的验收和接收电力隧道在移交前要做好隧道的验收工作，由于隧道验收项目众多、专业性强，因此运行单位310应该落实项目验收小组：可分土建组、附属设备组、资料组，根据设计规范和专业特性进行专项验收。

表二列举了电力隧道验收中可能存在的几类缺陷及处理方法：表二 序号缺陷 类型 缺陷内容 处理方法 1隧道竖井与通道连接处渗水；工井井口渗水 基建单位提高连接工艺和密封技术 2隧道通道内的地坪凹凸不平积水 通道有坡度，并按规范施工；对中间低两端高的通道可在中间设水泵设备 3隧道竖井隔层地坪积水 要求竖井各层地坪设积水沟和引流管，将水引入底层排水系统 4隧道墙面平整度不达标 提高土建施工质量 5隧道吊物孔无遮拦 吊物孔边圈设防止挡板和护栏 6土 建 类 缺 陷 隧道出入口布置与市容环境不相称 设计单位根据出入口周边环境采用布置绿化、建造标志型建筑等方式使出入口融入城市景观 1接线槽盒、防火板材、接地扁铁等材料发霉、锈烂 尽量采用不锈材料和防酶防蛀材料 2 铭牌加工放置不合理 隧道进出口设简介牌；竖井和通道设方向指示牌；电器设备统一编号；电线控制线挂双向铭牌、长路挂铭牌；电器箱附电系图等 3 隧道电表箱装于隧道内，抄表工作量大 采用远程抄表；或尽量将电表安装于地面上方，便于读数。