地下污水处理厂电气设计的特点分析

黄丛慧

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司）

1 引言

近年来，随着社会经济的快速发展，人们的环保理念逐渐增强，很多城市建立了地下污水厂，主要是将所有的构筑物置于地下箱体内，将地上部分建设成绿地公园，不仅能够达到对土地的合理利用，还完善了对城市基础设施的建设，营造了良好的城市发展环境。但是针对地下污水处理厂的电气设计，其内容需要综合考虑各个方面的因素，需要从供配电、防雷接地和照明等方面做好有效设计。

2 变配电室供配电系统的设置

2.1 配电室的布局

在污水处理厂的设计中，会使用到很多大功率的污水处理设备，其中有提升泵、污泥脱水机等成套的设备，对配电室进行布局，要考虑到配电室位置布局在靠近负荷的中心，确保变压器的半径不能太大，需要靠近箱体的通道位置[1]。

2.2 供配电系统的设置

污水处理厂的电力负荷等级通常都是二级，采用的是10kV 的线路进行供电，单母线分段结线，采用放射式的供电形式。各个变压器是均匀布置在10kV的母线上，如果设置有分变配电室，需要采用线路变压器组方式，将电源从主配电室中引出，在分设的配电室进线位置设置负荷开关，能够及时对变压器进行检修。在配电室0.4kV 的系统中，主要供应的设备有水泵、鼓风机和污泥脱水系统等，都是采用单母线分段的方式，采用放射式供电的形式。另外，小容量的设备有电动闸门、排水泵等都是采用动力配电箱，进行现场电控箱的有效配备，能够充分保障供电的可靠性。

2.3 低压系统接地配置

在地上污水厂低压系统的接地配置过程中，因为各个处理单元的分布比较分散，整个厂区只需要设置1 个接地系统，通常的低压系统采用TN-C-S 的接地方式，利用各个构筑物中的钢筋进行自然接地，但是有时并不能满足接地的要求，还需要设置人工接地极[2]。但是在地下水厂的低压系统配置中，箱体本身就是钢筋混凝土结构的，地下埋深较深，箱体内的板、梁和柱之间都是相互贯通的，会形成地下钢筋网，将其作为一种自然的接地体，可有效满足接地的要求。在对电气装置的外露部分进行设置时，都设置成等电位连接，可以减小不同金属之间产生的电位差，降低触电的概率，也能够确保人身的安全。另外，由于箱体结构中设置有伸缩缝，还需要在两侧设置预埋件，进行有效焊接，可以在两侧形成电气通路。

2.4 地下电气系统的照明设计

针对地下电气系统的照明设计，通常在箱体内设置有正常照明和应急照明装置，采用的是智能照明控制系统，针对地下不同情况的照明进行控制，能够有效节约能源，也能够将照明效果发挥到最佳，有效提高对电气系统的 管理。

地下电气系统的照明设计，需要确保照明的照度和可靠性，同时由于地下环境比较潮湿，很容易对线路的质量和灯具造成一定的损坏，因此，在地下照明灯具的选择，需要确保灯具的质量。在箱体大空间中适宜选用防水防腐的LED 工矿灯，但是需要安装在金属线槽下，有利于后期的检修。另外，在消防控制室、防烟区域等都需要设置疏散照明灯。针对应急照明灯设置，可以在现场进行手动控制，如果发生紧急情况，可以通过消防控制室进行控制，及时进行应急照明。同时厂区道路和景观区的照明主要是以装饰灯具为主，要与厂区的整体布局相协调，营造一种良好的氛围，更好地满足厂区布设的需求。

2.5 厂区电线的敷设

污水处理厂地上部分的线缆敷设都是相对比较简单的，地上部分的电缆敷设通常采用的是排管和直埋敷设的方式，电缆敷设的过程相对比较简单。但是，地下污水处理厂箱体内的电缆敷设与地上有很大的不同，需要采用电缆敷设桥架和保护管进行敷设，需要充分做好对桥架的布置，桥架的路径要沿着梁或柱进行布置，高度需控制在2.5m ～4m 左右，桥架从设备顶端进行敷设时，需要采用钢管敷设。如果局部地区的电缆敷设比较集中，可以在地面上进行对桥架的敷设。另外，动力、消防和信号等都是需要单独进行桥架的敷设。在地下箱体内管道的敷设中，会存在通风管道、消防管道和电力管道等的交叉敷设，会形成一种错综复杂的现象，而且电缆桥架与电缆保护管的出线较多，线路分布比较分散，在后期的维修过程中更加复杂，因此，在对管线进行敷设时，需要将其布设在最下层，接近设备的地方，有效确保管线布设的完整和美观[3]。

3 地下环境对管线设计的影响

3.1 地下管线防水和防潮设计

由于变配电室位于地下箱体内，在进行实际的设计过程中，需要充分考虑到地下的环境情况，做好对变配电室的防水和防潮设计。

①为了防止变配电室顶部的滞水，顶部的高度设计需要适当高于周围的顶面，在应用到的钢筋混凝土材料中掺入抗裂防水剂。

②变配电室墙面的设计，要采用防水涂料或者是防水布，防止有渗水情况。

③变配电室地面的设计，高度需要高于箱体负一层的底板，这样能够有效防止污水进入到变配电室内。

另外，做好变配电室的防潮工作，能够有效保障配电室内各项电气设备的稳定运行，这就需要在配电室内的所有高压开关内部设置温湿度控制装置，能够针对内部的温度和湿度进行有效调节，还需要通过安装除湿装置对配电室内的湿度进行有效去除。同时地下污水厂中存在的腐蚀性气体会对电气设备造成一定的腐蚀，还需要做好对腐蚀气体的有效预防，通过布设独立的新风系统，确保变配电室内能够始终处于正压的状态，也就能够防止腐蚀气体进入到配电室 内[4]。

3.2 地下环境对电气设备造成的影响

地下污水处理厂的所有电气设备都是布设在一个封闭的墙体中，内部设置有污水池、排水管道等，整个箱体内部本身就比较潮湿，在进行污水的处理过程中，进水前端，氧化阶段和污泥处理阶段都是会产生硫化氢等腐蚀气体的，会腐蚀箱体内的电气设备。虽然在箱体内布设有机械通风装置等，但是没有对相关的电气设备做好防潮防腐防漫的布置，很容易给设备的运行和维护带来影响。因此，需要对箱体内各个单体的配电箱进行防腐设置，采用不锈钢或聚碳酸酯材料进行防腐设置，电缆桥架则采用不锈钢的桥架。同时整个箱体内的布设比较严密，导致散热较慢，在选择低压电气设备时需要考虑到降温，成套配电装置的布设不能够过于紧凑，防止影响到电气设备的散热。

4 结语

综上所述，在对地下污水厂的建设，需要始终遵循安全可靠和经济合理的设计原则，需要不断加强对地下电气设备的优化设计，同时需要结合地下的环境做好防腐防潮的设计，要因地制宜，确保设计的合理性。