市政电气设计中的主要问题分析

胡欣

摘要：作为市政工程施工的重要组成部分，电气设计是保证施工质量的关键。本文主要从强电设计、弱电设计及电力电缆通道设计等方面对市政工程电气设计中的问题进行分析。

关键词：市政工程；电气设计；强电设计

在市政工程建设中，合理的电气设计是保证建筑物安全用电的前提条件。同时，电气设计的质量还会影响着城市景观。其中，市政电气的强电设计、弱电设计包括照明、接地、防雷、通信及管道等设计。而电力电缆通道设计则是为了保证市政电气的安全，因此要与电气设计的科学性与合理性相符合，避免以电气设计不合理而引起安全事故，造成重大的经济损失。本文就对市政工程电气设计中的主要问题进行探讨。

1、强电设计

强电设计涉及的内容比较多，其中包括高压供电系统及其保护、照明和配电系统、接地及防雷系统等设计。因此，要根据市政工程的相关要求进行设计，以满足市政风貌及供电系统对照明、电缆等方面的要求。

1.1照明设计

作为市政电气设计的重要组成部分，照明工程既包括配电设计，还会涉及到照明均衡、市政景观等方面的因素，并注重实现电力的供应与市政的美化。因此在照明设计的过程中，要充分考虑路灯的节能问题，特别是在城市电力资源紧缺的环境下，对照明设计的核心应摆在道路的节能照明上。在市政道路照明节能设计的过程中，通常都是选取高效光源。在一些城市中，会选用一些新光源作为道路照明光源。另外，在市政照明设计中，还要着重考虑电力负荷。因市政照明最大的电力负荷都是在晚上出现的，其基本上与电力系统的夜间负荷曲线峰值时间是一致的，容易导致城市用电紧张。因此，在照明设计的过程中，必须要对供电的紧张情况进行充分的考虑。特别是在夏季，必须以实现用电高峰的有效调节为基础，以实现城市的节能用电与安全用电。现阶段，在我国道路照明设计中，主要采用的照明设计方法包括以下几种：（1）半夜灯隔盏亮的设计方案：该方案为上半夜的路灯全亮，而到下半夜就隔盏关闭，以到达节能的目的。这个设计方案需要进行特殊布线，因电力供应为三相线，若采取1/ 2的功率进行控制，容易造成电力变压器的三相出现不平衡现象。但如果采取双电缆供电，前期需要投入的资金比较多，且日常维护的难度比较大。而且，该方案的灯隔盏关闭容易出现斑马效应，给道路行车安全带来一定的隐患。（2）传统的按时段电磁换档控制方案。该方案目前还有大部分的城市在用，其照明节能产品都采用了电磁换档技术。而该设计方案在照明的过程中，容易出现烧毁等现象。主要是由于其在工作的过程中违背了电磁的基本原理，导致在切换档的过程中对电网进行冲击，通过击穿变压器绝缘，导致变压器被烧坏。（3）双灯泡灯具控制方案。目前，在一些较宽、等级较高的城市道路上同开始采用这种方案。也就是在灯具中安装两个灯泡，但其电源应来自两条不一样的电缆。在上半夜全开，到了下半夜将其中一根电源关闭。这种设计方案能有效避免第一方案中斑马效应的出现，但却需要较大的投资，而且在路面较窄、等级较低的道路上不适用。（4）Mni智能电感控制方案：作为一种理想的照明节能技术，Mni智能电感技术的耗铜、耗硅钢量只为电磁产品的3%，不仅能起到节省自然资源的效果，还能实现对照明的智能化控制。

1.2接地设计

在市政电气设计的过程中，由于接地故障造成线路短路的情况非常普遍，而也是引发火灾的重要因素之一。因此，在电气设计中，必须要加大对接地设计的重视程度。在接地系统中，由于要求不同，其保障方式也是不同的，特别是常见的TN 系统，非常容易因忽视了对低压配电线路的保护，就会引发事故。在高架桥、隧道等设计中，要注意照明与检修干线回路的负荷要呈带状，而地下水提升泵站及垃圾处理厂等处的配电干线应呈现散状与点状，因此要求设计中要准确校验设备的灵敏度，以防因接地设计不合理问题引发事故。另外，在通过电流保护实现出线接地保护的过程中，应根据变压器、出线电缆及低压侧母线等参数准确计算出出线电缆末端的接地故障的电流值，以对低压断路器的可靠性与稳定性进行有效的判断。

随着城市化进程的不断深入，10 kV 网络电缆越来越多，其电容电流的极值已超过了标准的20A。一旦出现单相接地故障，因电弧能量较大，容易造成线路短路。因此，部分城市已开始采用低电阻接地系统，以降低异常过电压的发生率，从而实现改善电气设备运行状况的目的。但低电阻接地系统的接地电流上升容易影响到变电所，因此在进行接地的设计的过程中必须要严格按照相关的设计标准进行。

2、弱电设计

弱电设计涉及的内容也比较广泛，其中包括电视、网线、电话及电信的电缆通道等设计。在线路通道的设计中一般都是采用全线埋管，在施工期间，必须要严格按照设计图进行。其中，在施工图设计中，对电信管道纵断面的绘制是比较重要的。首先是建立模型。由于电信管道的稳定性较好，若埋深在合理的范围内，其管束厚度的变化较小，当路面高程和图纸内容相符时，就会使纵断面程序框架具有普遍性。其次，在程序的实现方面，因CAI2的接口方式比较多，因此多以DX F 文件作为接口，并将路面高程、井间距及电信管束厚度与长度等信息通过FORTRAN进行文件编制，从而生成DXF文件，并通过CAD导出后，生成纵断面图。对于设计图纸上的不足，应借助信息网络技术，对图纸中的不足进行修改，以提高施工的质量。（3）在设计路桥或隧道的过程中，必须结合实际的情况与相关的规范要求进行。如果桥梁分界线中还留有做电信手孔井的空间，可结合井盖至电信覆盖板底之间的距离设置电信手孔井，使管道能连接入孔井，从而能有效提高通信管道的质量。

3、电力电缆通道设计

作为重要的电气消防配置之一，电力电缆通道在保证供电安全与安全防卫等方面具有重要的意义。在现代化社会中，对电力电缆通道的设计不再是局限在护电与供电方面上，还要求其符合城市的外观形象要求。对电力电缆通道的设计应注意以下几点：（1）电力电缆的通道为电缆沟，但因道路设计、施工场地等因素，使电缆失去了合理放置的位置。因此，在施工中，应在电缆沟比较薄弱的地段填入部分沙土，以起到保护电力电缆的作用。（2）用过路管作为电缆沟时，必须要对电缆通道长时间的安全性进行充分的考虑，而采用无碱玻璃纤维管作为电缆沟，则可以有效预防钢管的生锈及腐蚀等问题。（3）在改造市政电力系统的过程中，除了之前的系统接线，要明确各条电路回路的走向，并明确各线路所带的10 kV 变压器的容量与位置，且要保护好落地电缆。具体操作步骤为：先采用槽钢把电缆对口绑扎起来，将其埋入土中，确保其平面位置处在电缆沟外侧，并加强施工过程中的电缆沟保护。在施工完成后，要合理迁移电缆，使电缆的使用更加合理，从而提高电缆通道设计的科学性。（4）在完成电缆沟施工后，应先保护好电缆沟，在进行电缆敷设的施工。由于电缆沟积水会对电缆装置的安装质量造成影响，因此必须要设置电缆沟排水系统，以保证电缆沟中的电缆安全。

4、结束语

綜上所述，市政电气设计涉及的内容比较多，因此不仅要保证设计施工效果，还要设计与城市的景观、环境形象等相协调，以更好地实现电气的功能，并起到美化城市的效果。因此，在市政电气设计的过程中，必须要遵循设计功能与美观性的原则，根据城市的实际情实现电气的强电、弱电及电信电缆通道等设计。

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