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浅谈肇庆新区综合管廊防雷

发表时间：2021/3/16 来源：《城市建设》2021年1月作者：陈阳

[导读] 肇庆新区地下综合管廊将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体埋入，避免了由于埋设或维修管线而导致道路重复开挖的麻烦，也不会有被腐蚀的风险，而且免于被人为干扰破坏，延长了管线的使用寿命，解决城市“空中蜘蛛网”“马路拉链”问题，由此可见综合管廊的重要性。那么综合管廊这一类地下建筑物是否存在防雷安全风险？这一类的建筑是否需要做防雷，应该怎么做？本文简单阐述综合管廊防雷方面的情况，重点针对综

广东肇庆市气象局陈阳 526060

摘要：肇庆新区地下综合管廊将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体埋入，避免了由于埋设或维修管线而导致道路重复开挖的麻烦，也不会有被腐蚀的风险，而且免于被人为干扰破坏，延长了管线的使用寿命，解决城市“空中蜘蛛网”“马路拉链”问题，由此可见综合管廊的重要性。那么综合管廊这一类地下建筑物是否存在防雷安全风险？这一类的建筑是否需要做防雷，应该怎么做？本文简单阐述综合管廊防雷方面的情况，重点针对综合管廊雷电风险与防护等相关问题进行探讨。
关键词：肇庆新区、综合管廊、防雷
        1、引言
        走进广东肇庆新区，可以看到各类市政基础设施及配套工程日趋成熟，医院、学校、湿地酒店、商务中心、体育中心、商住小区等接连拔地而起。仅用3年时间，肇庆新区实现华丽蝶变，从昔日的荒地鱼塘摇身成为粤港澳大湾区高质量发展新引擎。在这片热火朝天搞建设和客商纷至沓来的投资热土，地上看不见一根管道，空中看不到一条电线，维修不挖一寸道路，机器人可24小时往返巡检，实现了管控自动化、可视化、智能化，这得益于肇庆市委、市政府大手笔、高规格在肇庆新区打造地下综合管廊。那么综合管廊的设备安全就变得尤为重要，涉及安全方面的问题有很多，本文就肇庆新区地下综合管廊雷电风险及防护措施等方面入手，对综合管廊防雷做一个探讨。
        2、综合管廊概述
        2.1基本情况及雷电风险
        城市地下综合管廊，是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广电、给排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。
        城市综合管廊内部不仅整合了维持城市功能的自来水、煤气、电力、通信管线，而且管廊自身功能使用的动力、照明、排水等设备繁多，无论纳入管线出现故障，还是自身附属设备出现故障，都将造成沿线城市功能的瘫痪。综合管廊看似在地下，但其中配电系统、管廊正式照明系统、管廊支架体系、通讯系统、监控系统、燃气管道及附属设施设备等都是由外部接入，当外部设备遭受雷电时，雷电流散流不及时，则会进入综合管廊中，管廊中线路错综复杂，雷电流经过时容易传播电磁脉冲和过电压，受到感应雷威胁的可能性大大提高，如无雷电防护措施，则最终可能造成设备、系统等的损坏。
        因此对城市综合管廊中配电系统、管廊正式照明系统、管廊支架体系、通讯系统、监控系统、燃气管道等多个不同功能系统的整体雷电防护的重要性显得尤为重要。
        2.2综合管廊的作用及防雷必要性
        综合管廊又称共同沟，它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施。是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。显而易见，综合管廊是十分重要的，而它的安全性也尤为重要，而防雷作为其中安全的一个模块也是必不可少，但在综合管廊的安全运行规范中，对防雷模块的要求仅仅是接地以及年检，这对于综合管廊的防雷来说是远远不够的。而本单位作为鼎湖防雷的分中心，安全生产以及防灾减灾一直是本单位的工作重点，而综合管廊防雷的不完善，在我们看来是存在安全隐患的，经过学习探讨完善综合管廊防雷是完全有必要的，同时也是本单位贯彻安全生产、防灾减灾的行动。
        2.3广东肇庆新区综合管廊防雷现状
        “地上看不见一根管，空中看不到一条线，维修不挖一寸土。”说的就是广东肇庆新区大手笔、高规格投资 91 亿元建设城市地下综合管廊，打造城市百年“动脉”。该项目更是肇庆新区建设低碳绿色、健康宜居智慧新城的例证。如此重要的工程，其安全措施也是必不可少的，而防雷作为其较薄弱的环节，有必要进行完善。而广东肇庆新区如此大的综合管廊，想要面面俱到，着实困难，并且综合管廊关于防雷的文献了了无几，这些是本项目的技术难点；而对于综合管廊经探讨后提出的防雷方案是否足够严谨也是本项目的关键问题。

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        3、综合管廊雷电防护相关措施
        跟据规范，按使用功能和重要程度，首先对其所在场所进行建筑物防雷等级判定，城市综合管廊系统应属于二类建筑物。根据综合管廊的特殊性，下面从综合管廊防雷接地、管廊内部防雷以及管廊外相关设备防雷三个方面来探讨：
        3.1、综合管廊防雷接地
        综合管廊为地下构筑物，管内工作接地、保护接地和自控设备接地共用接地装置，接地电阻不大于1Ω，除利用构筑物主筋作为自然接地体，利用综合管廊的顶板、底板、侧壁内的结构主筋焊接连通，形成一个立体、闭合的自然接地体，如不能满足接地电阻要求，则再加装人工接地体。管内通长接地干线与管内电气设备外壳、支架、桥架、穿线钢管、建筑钢筋均应与接地干线妥善连接。接地线干线采用-40x5mm热镀锌扁钢沿综合管廊电缆自用支架（或管廊侧墙顶部）通长敷设。管廊结构过变形缝时，应将两侧预埋镀锌接地钢板跨接，保证电气通路。燃气管道由于其传输易燃易爆气体的特点，还需要设计静电保护装置。接地连接板与结构主筋、接地扁钢焊接连通，通过-40x5mm热镀锌接地扁钢相连通，接地连接均采用焊接，焊接处应做防锈处理。
        3.2、综合管廊外相关设备防雷措施
        综合管廊不需要设防直击雷设施。但在管廊的上方道路的路灯、监控等设备虽不属于综合管廊系统，但其电气线路、信号线路等却在管廊中通过，这就存在了雷击风险。路灯、监控等防雷一般有两个部份，一个是外部支柱、外壳等防雷，一个是内部线路防雷。一般的路灯、监控等外部支柱都是导体材料，本身就相当于一个避雷针，因此路灯监控外壳支柱等必须安装独立地网，并与内部防雷分别作独立接地。内部配电系统线路做好屏蔽，并在电源处加装浪涌保护器，并进行等电位连接。这样可避免路灯监控等因直击雷引起综合管廊遭受雷电灾害而发生故障。
综合管廊通风口、人员出入口等地上结构物按规范要求设置直击雷保护。
        3.3、综合管廊内部防雷
        综合管廊内部几乎不存在直击雷的风险，但在其上方各种建筑物或设备受直击雷而后引雷入地，在引雷过程中，由于入地雷电流强度大（可达几百kA），放电时间短（通常为几十μs），因此在接闪装置周围将产生瞬时强磁场。在强磁场作用下，处于磁场之中的导体上将产生幅度可达几千至几十kV的感应电压，如此之高的感应电压势必造成设备的损坏。因此，综合管廊内所有外界可导电金属（金属管道、金属电缆支架等）、所有配电设备不带电的金属外壳、电缆桥架、支架、风机外壳及基础，金属管线、预埋管件等均应可靠接地或直接与接地干线连接。燃气舱内设置等电位系统，所有裸露的装置外部可导电部分接入等电位系统。
        同时，管廊内配电系统需安装电源浪涌保护器。根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的要求，应对其进行3～4级的电源防护措施，第一级应该在其低压配电室内入线处安装一个不下于80kA的电源电涌保护器，第二级在分配电柜的空开处安装一个40kA的电源防雷模块，第三级即在终端设备（机房电柜、各设备终端电箱等）前安装不小于10kA的电源防雷模块或者把现有的普通插座换成电源防雷插排。
        4、结语
        综上所述，综合管廊已经成为我国城市一大重要地下系统，实现了各种管线的集中建设与集约化管理。雷电防护是管廊工程中重要的一个环节，其为管廊内照明、监控、消防、通风、排水等提供安全保障，必须做好供配电系统、电缆、电气设备、照明系统以及监控与报警系统等雷电防护相关问题，实现管廊的稳定、安全运营。
参考文献
[1]GB51354-2019 城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准
[2]GB50838-2015 城市综合管廊工程技术规范
[3]GB50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范
[4]GB50057-2010 建筑物防雷设计规范
[5]甘管乐.综合管廊电气工程相关问题的探讨.低碳世界[J].?2017,06:90~92.
[6]银智钢.城市地下综合管廊电气设计.电工技术[J].?2020,20:57~60.
作者简介：陈阳（1989.06）男，汉族，广东省高州人，本科学历，助理工程师，从事雷电防御工作。