浅析长距离大断面电力电缆隧道的通风设计

浅析长距离大断面电力电缆隧道的通风设计

穿越中心城区的电力隧道，出地面的通风井受城市景观规划，尤其受现状条件的约束很大，通风井基本上结合隧道工作井布置，如此以来，隧道通风区段距离加长，最长间隔约1.4km；此外，隧道断面大，规划敷设的电缆多，通风量也较大，通风井规模随之增加，从而使得通风井与地面景观规划的矛盾更加突出。

1 通风量的确定

本工程电力隧道采用机械进风、机械排风分区段的推拉型纵向通风方式，即隧道区段一端送风、另一端排风，风机布置在工作井处。通风量是确定通风井规模的唯一因素，严格来说，通风量的确定是一个复杂的过程，既要考虑排除电力电缆发热，又要考虑隧道周围土体介质蓄热的因素，还要考虑隧道运营的实际情况。

1．1隧道热平衡分析

电缆运行时散发大量热量，如果不通风，会使隧道内温度持续升高，电缆的载流量降低，浪费能源，直接造成经济损失。另外，维修人员需定期进入隧道检修，隧道内温度也不能太高，为满足电力隧道正常运行的温度环境要求，需要对隧道进行热平衡分析。

隧道热平衡就是分析隧道内得热量和失热量的各种影响因素，电力隧道得热量主要为电缆发热量，隧道失热量，即向隧道结构外传递的热量，包括通过隧道侧壁及土壤传向地面的热量，启动通风系统排除的热量，以及隧道周围土壤吸收隧道余热后蓄存的热量，而从运营角度考虑，隧道周围土壤蓄存的热量在冬季和春秋季会向隧道内释放，成为隧道得热量。因此，隧道热平衡分析应建立在全年运行的基础上。

就全年运行而言，土壤排热约占电缆发热量的比例在50％以上，在考虑隧道周围土壤蓄热量和释热量相等的前提下，仅靠土壤排热不能满足隧道内温度环境的要求，需通过通风系统排除隧道内热量。

1．2通风量计算

根据上述分析，电力隧道通风量的确定需适当考虑隧道周围土体介质蓄热的因素，以及通风系统年运行时间的合理分配。

在已建类似工程中，电力隧道通风量一般取用6次／h的换气标准，本工程电力隧道通过隧道热平衡分析，以及考虑到土壤蓄热的因素，各通风区段的通风量按不小于3次／h换气次数计算。

2 通风运营策略分析

隧道通风排热与通风系统送排风温差成正比，选择不同时间段开启通风系统，对隧道通风降温效果有一定影响。夏季室外温度较高，除高温报警通风外，一般不进行冷却通风，隧道内电缆散发的热量，一部分通过隧道周围土体排除，大部分积聚到隧道周围土体内，经历一段时间后土体温度逐渐升高，蓄存了一定的热量。冬季和春秋季室外气

温比较低，送排风温差大，通风系统排热量相应增大，期间开启送、排风机，可以利用室外空气的冷量抵消积存在隧道周围土体内的热量，从而可以周而复始地将隧道内温度平衡在一定温度范围内，形成良性循环。因此，在满足隧道内温度环境要求的情况下，通过对通风系统运行时间的合理组合，既可以保证较小的通风量达到较好的降温效果，又可以减少隧道全年通风运行时间，进而减少通风运营能耗，降低通风运营成本。

3 通风

本工程敷设多根500kV和220kV电缆，均为采用阻燃外护套的交联电缆，并安装继电保护装置。根据本工程特点，按消防部门要求，除工作井两端设置防火门外，隧道内防火门间隔不大于450m。

电力隧道内平时没有人员出入，通风消防的目的是为了立即灭火，通过切断氧气供应而熄灭，确保其他防火区段的电缆免受损害。当电力隧道某一防火区段发生火灾时，火灾报警控制系统立即自动关闭该防火分区两端的防火门(也可以就地手动控制)，并确认或联动关闭所有在运行的风机和电动防火阀，以最大限度降低火灾事故带来的损失；待确认火灾熄灭后，重新打开隧道防火门以及风机前的防火阀，并启动防火分区两端工作井内的送风机和排风机，进行事故通风，以便工作人员进入隧道抢修。

4 结束语

(1)对于长距离大断面穿越城市中心的电力电缆隧道，通风设计应将景观规划的制约因素纳入重点考虑范围之内，为此，要对隧道进行热平衡分析，并结合当地各月气象参数条件复核隧道通风量，以期尽量减少通风规模，本文介绍的工程采用3～4次／h的换气次数标准计算通风量，可供类似工程参考。

(2)电力隧道采用防火门进行防火分隔，就长距离电力隧道而言，在采用相应降低火灾危险等级的措施后，防火间隔越长，对通风风机配置及运营能耗的降低越有利。