地下污水處理廠電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析

黃叢慧

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的環(huán)保理念逐漸增強(qiáng)，很多城市建立了地下污水廠，主要是將所有的構(gòu)筑物置于地下箱體內(nèi)，將地上部分建設(shè)成綠地公園，不僅能夠達(dá)到對(duì)土地的合理利用，還完善了對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，營(yíng)造了良好的城市發(fā)展環(huán)境。但是針對(duì)地下污水處理廠的電氣設(shè)計(jì)，其內(nèi)容需要綜合考慮各個(gè)方面的因素，需要從供配電、防雷接地和照明等方面做好有效設(shè)計(jì)。

2 變配電室供配電系統(tǒng)的設(shè)置

2.1 配電室的布局

在污水處理廠的設(shè)計(jì)中，會(huì)使用到很多大功率的污水處理設(shè)備，其中有提升泵、污泥脫水機(jī)等成套的設(shè)備，對(duì)配電室進(jìn)行布局，要考慮到配電室位置布局在靠近負(fù)荷的中心，確保變壓器的半徑不能太大，需要靠近箱體的通道位置[1]。

2.2 供配電系統(tǒng)的設(shè)置

污水處理廠的電力負(fù)荷等級(jí)通常都是二級(jí)，采用的是10kV 的線路進(jìn)行供電，單母線分段結(jié)線，采用放射式的供電形式。各個(gè)變壓器是均勻布置在10kV的母線上，如果設(shè)置有分變配電室，需要采用線路變壓器組方式，將電源從主配電室中引出，在分設(shè)的配電室進(jìn)線位置設(shè)置負(fù)荷開(kāi)關(guān)，能夠及時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行檢修。在配電室0.4kV 的系統(tǒng)中，主要供應(yīng)的設(shè)備有水泵、鼓風(fēng)機(jī)和污泥脫水系統(tǒng)等，都是采用單母線分段的方式，采用放射式供電的形式。另外，小容量的設(shè)備有電動(dòng)閘門(mén)、排水泵等都是采用動(dòng)力配電箱，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電控箱的有效配備，能夠充分保障供電的可靠性。

2.3 低壓系統(tǒng)接地配置

在地上污水廠低壓系統(tǒng)的接地配置過(guò)程中，因?yàn)楦鱾€(gè)處理單元的分布比較分散，整個(gè)廠區(qū)只需要設(shè)置1 個(gè)接地系統(tǒng)，通常的低壓系統(tǒng)采用TN-C-S 的接地方式，利用各個(gè)構(gòu)筑物中的鋼筋進(jìn)行自然接地，但是有時(shí)并不能滿(mǎn)足接地的要求，還需要設(shè)置人工接地極[2]。但是在地下水廠的低壓系統(tǒng)配置中，箱體本身就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的，地下埋深較深，箱體內(nèi)的板、梁和柱之間都是相互貫通的，會(huì)形成地下鋼筋網(wǎng)，將其作為一種自然的接地體，可有效滿(mǎn)足接地的要求。在對(duì)電氣裝置的外露部分進(jìn)行設(shè)置時(shí)，都設(shè)置成等電位連接，可以減小不同金屬之間產(chǎn)生的電位差，降低觸電的概率，也能夠確保人身的安全。另外，由于箱體結(jié)構(gòu)中設(shè)置有伸縮縫，還需要在兩側(cè)設(shè)置預(yù)埋件，進(jìn)行有效焊接，可以在兩側(cè)形成電氣通路。

2.4 地下電氣系統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)

針對(duì)地下電氣系統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)，通常在箱體內(nèi)設(shè)置有正常照明和應(yīng)急照明裝置，采用的是智能照明控制系統(tǒng)，針對(duì)地下不同情況的照明進(jìn)行控制，能夠有效節(jié)約能源，也能夠?qū)⒄彰餍Чl(fā)揮到最佳，有效提高對(duì)電氣系統(tǒng)的 管理。

地下電氣系統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)，需要確保照明的照度和可靠性，同時(shí)由于地下環(huán)境比較潮濕，很容易對(duì)線路的質(zhì)量和燈具造成一定的損壞，因此，在地下照明燈具的選擇，需要確保燈具的質(zhì)量。在箱體大空間中適宜選用防水防腐的LED 工礦燈，但是需要安裝在金屬線槽下，有利于后期的檢修。另外，在消防控制室、防煙區(qū)域等都需要設(shè)置疏散照明燈。針對(duì)應(yīng)急照明燈設(shè)置，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)控制，如果發(fā)生緊急情況，可以通過(guò)消防控制室進(jìn)行控制，及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急照明。同時(shí)廠區(qū)道路和景觀區(qū)的照明主要是以裝飾燈具為主，要與廠區(qū)的整體布局相協(xié)調(diào)，營(yíng)造一種良好的氛圍，更好地滿(mǎn)足廠區(qū)布設(shè)的需求。

2.5 廠區(qū)電線的敷設(shè)

污水處理廠地上部分的線纜敷設(shè)都是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的，地上部分的電纜敷設(shè)通常采用的是排管和直埋敷設(shè)的方式，電纜敷設(shè)的過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單。但是，地下污水處理廠箱體內(nèi)的電纜敷設(shè)與地上有很大的不同，需要采用電纜敷設(shè)橋架和保護(hù)管進(jìn)行敷設(shè)，需要充分做好對(duì)橋架的布置，橋架的路徑要沿著梁或柱進(jìn)行布置，高度需控制在2.5m ～4m 左右，橋架從設(shè)備頂端進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，需要采用鋼管敷設(shè)。如果局部地區(qū)的電纜敷設(shè)比較集中，可以在地面上進(jìn)行對(duì)橋架的敷設(shè)。另外，動(dòng)力、消防和信號(hào)等都是需要單獨(dú)進(jìn)行橋架的敷設(shè)。在地下箱體內(nèi)管道的敷設(shè)中，會(huì)存在通風(fēng)管道、消防管道和電力管道等的交叉敷設(shè)，會(huì)形成一種錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象，而且電纜橋架與電纜保護(hù)管的出線較多，線路分布比較分散，在后期的維修過(guò)程中更加復(fù)雜，因此，在對(duì)管線進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，需要將其布設(shè)在最下層，接近設(shè)備的地方，有效確保管線布設(shè)的完整和美觀[3]。

3 地下環(huán)境對(duì)管線設(shè)計(jì)的影響

3.1 地下管線防水和防潮設(shè)計(jì)

由于變配電室位于地下箱體內(nèi)，在進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮到地下的環(huán)境情況，做好對(duì)變配電室的防水和防潮設(shè)計(jì)。

①為了防止變配電室頂部的滯水，頂部的高度設(shè)計(jì)需要適當(dāng)高于周?chē)捻斆?，在?yīng)用到的鋼筋混凝土材料中摻入抗裂防水劑。

②變配電室墻面的設(shè)計(jì)，要采用防水涂料或者是防水布，防止有滲水情況。

③變配電室地面的設(shè)計(jì)，高度需要高于箱體負(fù)一層的底板，這樣能夠有效防止污水進(jìn)入到變配電室內(nèi)。

另外，做好變配電室的防潮工作，能夠有效保障配電室內(nèi)各項(xiàng)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，這就需要在配電室內(nèi)的所有高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)部設(shè)置溫濕度控制裝置，能夠針對(duì)內(nèi)部的溫度和濕度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，還需要通過(guò)安裝除濕裝置對(duì)配電室內(nèi)的濕度進(jìn)行有效去除。同時(shí)地下污水廠中存在的腐蝕性氣體會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成一定的腐蝕，還需要做好對(duì)腐蝕氣體的有效預(yù)防，通過(guò)布設(shè)獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)，確保變配電室內(nèi)能夠始終處于正壓的狀態(tài)，也就能夠防止腐蝕氣體進(jìn)入到配電室 內(nèi)[4]。

3.2 地下環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備造成的影響

地下污水處理廠的所有電氣設(shè)備都是布設(shè)在一個(gè)封閉的墻體中，內(nèi)部設(shè)置有污水池、排水管道等，整個(gè)箱體內(nèi)部本身就比較潮濕，在進(jìn)行污水的處理過(guò)程中，進(jìn)水前端，氧化階段和污泥處理階段都是會(huì)產(chǎn)生硫化氫等腐蝕氣體的，會(huì)腐蝕箱體內(nèi)的電氣設(shè)備。雖然在箱體內(nèi)布設(shè)有機(jī)械通風(fēng)裝置等，但是沒(méi)有對(duì)相關(guān)的電氣設(shè)備做好防潮防腐防漫的布置，很容易給設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)影響。因此，需要對(duì)箱體內(nèi)各個(gè)單體的配電箱進(jìn)行防腐設(shè)置，采用不銹鋼或聚碳酸酯材料進(jìn)行防腐設(shè)置，電纜橋架則采用不銹鋼的橋架。同時(shí)整個(gè)箱體內(nèi)的布設(shè)比較嚴(yán)密，導(dǎo)致散熱較慢，在選擇低壓電氣設(shè)備時(shí)需要考慮到降溫，成套配電裝置的布設(shè)不能夠過(guò)于緊湊，防止影響到電氣設(shè)備的散熱。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)地下污水廠的建設(shè)，需要始終遵循安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)原則，需要不斷加強(qiáng)對(duì)地下電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)需要結(jié)合地下的環(huán)境做好防腐防潮的設(shè)計(jì)，要因地制宜，確保設(shè)計(jì)的合理性。