摘要：从电源供电方式、照明供电及控制方式、动力设施供电及控制方案、电缆选择及投资4个方面，对电缆隧道的两种供电方案进行技术和经济的对比，最后得出结论：分区段集中供电方案可靠性高，操作方便;以通风井为单元的供电方案町靠性和操作方便程度稍差，但控制及供电方式较为简单。因此，建议电缆隧道的供电方案采用分段集中供电。
0 引言
随着钢铁企业的不断发展，企业规模越来越大，厂区内部的电缆数量不断增加，电缆隧道(或电缆通廊)就成为主要的电缆敷没方式，而电缆隧道的规模也随之增大。例如：某300万t规模的钢铁厂，电缆隧道长度约为2km;某600万t规模的钢铁厂，电缆隧道长度约为5km。因此，选择合理的供电方案非常重要。电缆隧道供电方案应具有可靠性、安全性、经济性和方便性。
电缆隧道中的电气设计主要包括：电缆桥架敷设、隧道内照明、隧道内通风机及排水设施以及隧道内消防设施的控制设计。电缆隧道内的用电设备主要包括隧道内照明灯、为电缆散热设置的通风机和为隧道内排水的排水泵。通常隧道内主要设备的安装方式是照明灯沿整个隧道顶部，每问隔6m设置一盏;而通风机及排水泵则在每个隧道通风井处设置。
电缆隧道供电方案通常采用以通风井为供电单元供电和分区段集中供电。下面分别从电源供电方式、照明供电及控制方式、动力设施供电及控制方式、电缆选择及投资方面，对电缆隧道的这两种供电方案进行比较。
1电源供电方式
以通风井为供电单元的供电方案如图l所示，在每个通风井内设置电源箱(FAL)，由电源箱为通风井内的通风机、排水泵及两个通风井之间的隧道照明灯等用电设备供电。由一路外部引接电源以“链式系统”向各通风井的电源箱供电，如图2所示。此方案的特点是：各通风井之间的照明灯在每个通风井中采用双控开关控制，通风机及排水泵采用单机控制，供电方式较为简单。
分区段集中供电方案如图3所示，把整个隧道按供电电源情况合理分为多个区段，每个区段约400～500m，大约包括6个通风井，两个通风井之间的间距应小于75m。在各区段内分别设置隧道动力箱(SAL)，为区段隧道内的照明、通风机和排水泵等统一供电。此方案的特点是：本区段内的照明灯在该区段内的任意一个通风井中均可统一控制，区段内通风机可在区段内动力箱(SAL)上集中控制。
2照明供电及控制方式
根据《工业企业照明设计标准》[1]规范要求，对于容易触及而又无防触电设施的固定或移动式灯具，安装高度应不高于2.2m，供电电压应不超过24V。又根据《钢铁冶金企业设计防火规范》[2]GB50414规定：连接总降压变电所的电缆隧道应设置水喷雾消防设施，故应在电缆隧道留出300～400mm的消防管道安装位置。因此，一般电缆隧道高度设计为2.5m，隧道照明设计的电压按交流220V考虑。
以通风井为控制单元，在每两个通风井之间设置双控开关来控制照明灯具。双控开关的接线原理是在两个开关之间有两根导线连接，用于双控转换，故照明回路的供电导线长度较其他控制方式增加一倍。此种照明供电及控制方式在巡视隧道时，对每个通风井都需要上去操作一次照明灯开关，日常运行维护不方便。
分区段集中控制，由电缆隧道动力箱(SAL)集中给该区段隧道内所有隧道照明灯具供电，供电采用三相五线制，照明灯具接线按a，b，c，c，b，a顺序接线，以平衡负荷距。在每个通风井均设置该段隧道照明灯控制按钮，控制原理见图4。此种供电及控制方式在区段内任意一个通风井均可开关本区段内的照明灯，日常运行维护方便可靠。
3动力设施供电及控制方式
隧道内动力设施主要包括通风用通风机和隧道内排水用排水泵。根据国标GB50217-94((电力工程电缆设计规范》[3]要求：(1)电缆隧道宜采取自然通风，当有较多电缆缆芯工作温度持续达到70℃以上或其他影响使环境温度显著升高时，可装设机械通风，但机械通风装置应在一旦出现火灾时能可靠关闭。(2)长距离的隧道，宜适当分区段实行相互独立的通风。
以通风井为供电单元供电时，每个通风机单独控制，如图1所示，在每个通风井内设置电源箱(FAL)，通过风机启动器，单独控制每台通风机的启动和停止，从而达到通风降温的作用。此种控制方式的特点是每台通风机单独控制，操作简单，维护方便;但是在任意通风机开启后不能形成独立的循环风系统，不利于隧道内降温，且每台通风机都需要设置一对火灾报警接点，增加了火灾报警接点，降低了系统的可靠性。
分区段集中供电时，在区段隧道动力箱(SAL)上操作，可实现区段内通风井的送风机与排风机成组启动。区段内通风机启动是为隧道降温，当发生火灾时，火灾报警器输出一个接点，使通风机电源断开，统一关闭该区段的通风系统。此种控制方式的特点是：区段通风机集中控制，减少了火灾报警接点的数量，提高了系统的可靠性;开启风机时，巡视人员只需到隧道动力箱(SAL)处闭合开关即可，操作简便;送风机和排风机成组控制，当通风机启动后可以形成相对独立的循环风系统，有利于隧道降温。
4电缆选择及投资
两种方案的动力设施按照每个通风井内设两台1.5kW通风机和一台1.5kW排水泵考虑;照明灯具采用24w的隧道照明专用灯，每间隔6m安装一盏灯具，共需要64盏;隧道长度按5×75=375m考虑，均由端部供电。
分区段集中供电方案电缆选择时，考虑6个通风井的通风机总负荷为18kW、电动机末端电压降不大于5%，通风机电缆按负荷距及电压降要求选择，ZR—YJV-0.6/1kV-1(4×16mm2)。同理，6个通风井内排水泵总负荷为9kW，电缆采用ZR—YJV-0.6/1kV.1(4X6 mm2)。照明系统中的照明控制电缆采用ZR—KVV一500V一1(7×2.5 mm2)。
照明导线选择时，6个通风井间的照明采用三相带零线供电，如图5所示。
式中，∑M为线路中总负荷距，kW·m;i为灯具的编号1～64;n为64。
6个通风井问的照明灯允许电压降为0.6%，其线路总计算负荷距∑M=299.52kW·m，根据《钢铁企业电力设计手册》[5]查表，本段照明导线截面应选用BV.500V一10 mm2铜线。分区段集中供电方案的电缆投资见表1。
以通风井为供电单元的供电方案选择电缆时，六个通风井的总动力负荷为27kW;根据照明灯具的电压降不大于2.5%、末端总电压降不大于2%的要求，且动力电缆按负荷距及电压降要求选择，采用ZR—YJV一0.6/lkV一1(3×70 mm2+1×35 mm2)电缆。两个通风井之间设有13盏灯，采用220V电压单相供电，电压降按0.3%考虑，照明导线根据计算的负荷距选用BV-500V-6 mm2的铜线。通风井供电方案的电缆投资见表2。
5 方案比较及结论
下面从两个方案的可靠性及方便性进行比较 ， 见表 3 。
方案可靠性方便性选用范围
以通风井为单元供电供电点，火灾报警节点多，系统可靠性低照明灯及通风机供电设计简单，控制点较多，运行维护操作不便。较短距离隧道
分区段集中供电供电点，火灾报警节点多，系统可靠性高照明灯及通风机供电设计复杂，控制方式简单，运行维护操作方便。所有隧道
分区段集中供电方案与以通风井为单元的供电方案相比较，供电可靠性高，操作方便。由表1和表2可以看出两种方案的电缆投资相差较少，分区段供电方案虽然设计较为复杂，但是优点较多，因此推荐采用分区段集中供电方案。
参考文献 ：
[1] 中华人民共和国建设部.GB50034-92，中华人民共和国国家标准——工业企业照明设计标准[S].北京：中国计划出版社，1993.
[2] 中华人民共和国公安部.GB50414—2007，中华人民共和国国家标准——钢铁冶金企业设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2007.
[3] 中华人民共和国电力工业部.GB50217—94，中华人民共和国国家标准——电力工程电缆设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.
[4] 北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册[M].北京：中国电力出版社，1998.
[5] 陈延镖，陆乃城，王敏杰.钢铁企业电力设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1996
