芻議智能傳媒景觀型地埋式箱變在新型智慧城市建設中的前景分析

胡靚

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司）

0 引言

近些年來，智慧城市建設在全球范圍內方興未艾。同時，我國“十四五”規劃明確提出：“十四五”時期新型智慧城市建設要更加堅持以人民為中心的發展理念，實現人民城市人民建，人民城市為人民。“智慧城市”建設看起來很大，但是卻和百姓們的生活緊密相關。從智慧交通的智慧斑馬線、智慧停車，到路邊功能豐富的智慧燈桿，再到人性化的智能公廁，城市的智慧與我們如影隨形。

隨著智慧城市的建設，景觀建設成為城市建設的重中之重。然而，在智慧城市建設快速發展的同時，卻出現了不少突出性問題，包括但不限于交通擁堵、工作與生活功能區隔分明、城市承擔著飽和的人口數量及叢林般的建筑設施等矛盾。中央城市工作會議中也明確指出：在“建設”與“管理”兩端著力，轉變城市發展方式，完善城市治理體系，提高城市治理能力，解決城市病等突出問題。

1 對國內傳統配電設備應用現狀之分析

針對目前供配電系統，就配電設備類型而言，智慧城市建設過程中的道路配電設備主要包括歐式箱變、美式箱變、架空變壓器以及傳統箱變等配電設備；就配電設備的需求增量而言，隨著智慧城市建設的快速發展以及夜景亮化工程的增多，供配電設備的數量也在持續增加。

其次，作為城市基礎設施之一的傳統箱變，由于其體積龐大及外形不美觀，與城市環境不相協調的問題日益突出，尤其是已無法滿足新型智慧城市建設中的數字化和智慧化的需求。

再者，在新型智慧城市建設發展過程中，傳統箱變無論是在外觀還是性能上的劣勢日益突出，主要表現在： ①外觀臟亂差：普通配電設備一眼看上去顯得“臟、亂、差”，嚴重地影響了城市的景觀形象；②占地面積大：普通箱變占地面積較大，在一些寸土寸金的地方，普通箱變則會占用較大的土地資源；③電磁輻射和噪聲污染：傳統的配電設備保護性能差，變壓器在運行的時候會產生大量的電磁輻射以及噪聲污染，對附近的居民以及生物造成了嚴重的安全隱患；④落后的電纜連接方式：現有的變電設備在電纜的連接方式上非常落后，對電纜連接處的保護不到位，容易引起配電過程中的安全事故；⑤變壓器的防水、防潮及散熱性能較差：傳統的配電設備散熱性能差，在炎熱的夏天以及變壓器的持續運行中會產生大量的熱量不能及時散出，會對設備的運行產生巨大的安全隱患，且防水防潮性能較差，在暴雨陰冷的天氣不能很好地防止水分和潮氣，影響設備的安全運行；⑥維護成本高、檢修難度大：傳統的配電設備由于運行可靠性低，會經常出現問題，政府需要花巨大的人力物力去維護，且箱體經常成為小廣告的載體，嚴重地影響了環境的美觀。

2 智能傳媒景觀型地埋式箱變之優詳述

針對傳統配電設備龐大身軀常常成為城市美麗建設阻礙這一突出問題，智能傳媒景觀型地埋式箱變出現正是順應這一需求，完美地解決了傳統配電設備的不足，更加適宜安裝在人口稠密的商業區和經濟文化中心區域。在輸配供電行業上電力供配電設備無論從理論層面還是從實踐層面看，都要更好地發揮作用。

智能傳媒景觀型地埋式箱變是一種低碳、節能、環保、綠色的整體配電設備，為城市配電提供了整體的解決方案。預裝地下式箱變具有合乎“建設節約型國家”的政策，安全環保、美化環境、運行可靠、免維護、經濟性好、集成功能多等優點。同時，可以提高城市的品質與形象，符合建設資源節約型、環境友好型的兩型社會的施政目標，亮化、美化環境，提高城市的軟實力，充分發揮廣告資源的優勢，充分利用現有資源的價值，支持廣告這一第三產業的發展。

景觀型地埋式箱變是順應城市發展的需求而誕生的箱變產品，是在傳統箱變的技術基礎上做進一步的發展和完善的供配電成套設備，它與傳統箱變對比優勢如下。

2.1 制造工藝

1）多媒體版面。在箱體正反兩面安裝LED顯示屏工藝，根據需要可定制為固定式幕布傳媒、動態式幕布傳媒，實現單色、三色（紅、綠、藍）LED燈光顯示，屏顯精細等級可達到P5高清顯示。同時能實現全息投影，使物體真實三維圖像的記錄和再現，產生立體的空中幻想，能讓參與者與圖像產生互動，造成視覺上的震撼效果，帶動周邊氛圍，提升科技體驗感。

2）自通風系統。通風系統運用了熱控百葉窗工藝技術，根據箱體體積經過精確計算，調整扇葉位置，進行立體無壓循環作用散熱。當過載或者環境溫度過熱時，智能調節系統可自動啟動風機強迫冷卻，達到整體冷卻效果。另為防止小動物從通風口進入，在百葉窗內部安裝隔離網堅固耐用，有效預防小動物進入，進一步提高安全保護。

3）獨有箱體工藝。箱體采用高標準原材料，標號不低于304不銹鋼，在先進的數控機床上進行切割，精細打磨，使其結構嚴謹，誤差不超過0.5mm。酸堿處理，內涂半導加層形成內外等電位防止觸電事故，導熱新材料石墨烯和納米新型超導雙疏（輸油、輸水）材料等共計12層保密配方工藝，在無塵車間噴涂，使箱體防腐、防塵、防潮等提升抗氧化能力，滿足在不同環境下的良好運行。

4）高低壓控制開關。高低壓開關與國內實力企業強強合作，符合國網、南網合格供應商標準，可根據客戶需求，按照圖紙標準技術參數量身定做，保證產品質量，成套出廠實驗，原廠提供售后服務，確保維修的及時性、有效性以及質量延續性。

5）地下基艙箱體工藝。預制式全金屬（熱軋板）地下變電基艙精細打磨，外形美觀，采用凹型折彎加工工藝，增加與大地接觸面積，使縱向承重較普通工藝增大3倍。經過酸堿處理，加涂半導電層及水性石墨烯防腐材料，防腐工藝可達30年，配備接地系統與整個進線連為一體，因金屬材質及全密封結構，有效屏蔽電磁輻射和低頻干擾，避免對人體健康危害，同時降低了變壓器在運行時產生的空載噪聲，有效減少低頻污染對人體的危害。

6）獨有地下器箱工藝。變壓器使用低損耗的SH15型地下式電力變壓器，外殼材質使用304不銹鋼，變壓器外殼涂抹水性石墨烯，內壁涂抹定向導熱層，從根本上解決了變壓器運行散熱及防腐等問題，同時采用非晶合金材料作為器芯，有效減少變壓器的空載損耗和負載損耗，采用優質低溫性能好的植物油，降低變壓器油的黏度，流動速度加快，增加散熱能力。產品性能達到歐盟認證，結構嚴謹，防腐且堅固，密封性強。

2.2 安全控制

1）四層防水保護使整體防護等級達到最高等級IP68：地下式電力變壓器器身材質采用304不銹鋼，高低壓連接器分別設立獨立密封艙，進行第一層防水保護；專用高低壓線纜連接器防護達到防塵防水最高等級IP68，作為第二層防水保護；密封艙中注入密度大于水的防水絕緣介質，作為第三層防水保護；密封艙的線纜出線尾管使用防水絕緣材料進行三層防水密封工藝進行封堵作為第四層防水保護，從而使地下電力變壓器整體防護等級達到IP68。

2）高壓連接器：地下電力變壓器專用，T型全屏蔽可分離連接器，在提高防水性能的同時達到了變壓器接線簡單與安裝便捷，防水性能達到IP68。

3）雙密封倉裝置達：地埋式變壓器高、低壓連接部分使用雙密封艙裝置進行機械保護，其第一層為專用高低壓連接器，第二層由連接器外部澆注密度大于水的液態絕緣材料和密封式的不銹鋼密封艙做二次保護，達到雙層保護，確保地埋式變壓器整體能夠帶電水下運行，防護等級達到GB4208—2008/IEC 60529—2001《外殼防護等級》最高等級標準IP68，即完全防止外物及灰塵侵入及電器無限期沉沒在指定的水壓下可確保不因浸水而造成損壞。因此，智能傳媒景觀型地埋式箱變雙密封艙連接形式可使其長時間浸泡于水中正常運行而不受影響。此項技術在2014年11月第八屆中國發明展覽會取得金獎。

4）輔助排水系統：在地下基艙低位安置小體積大功率排水系統，測排隱蔽，設備安裝有5cm大小感應芯片，水位達到10cm高度自動感應，排水系統開始抽水運作，將積水經隱蔽排水管排出地坑外部導入綠化帶或下水道。

5）物聯控制系統：實時監控箱變高、低壓側電能質量和基本電參數，并對箱變內部環境監控，對安全性進行分析，達到箱變安全運行、電能質量穩定的目的。通過智能變配電安全監控系統，管理人員足不出戶即能掌握全局；中心控制室可以任意切換，顯示任意一個箱變的當前信息；當變電站有任何警情發生時，信息會即時傳送到中心控制室；能對任意一個監視點進行實時監控，故障尚未造成影響就能第一時間發現，并趕到現場精準維修。

6）電力質量監測：具有電力監測功能，能監測箱變低壓側各相基本電參數，實時測量數據，包含三相（電壓、電流、瞬時有功功率、瞬時無功功率、瞬時視在功率、功率因數、相角、電壓波形失真度、電流波形失真度、零線電流、電網頻率、當前有功需量、當前無功需量、當前視在需量等）；具有箱變低壓側電力諧波測量功能，三相1～31次諧波含有率監測、統計功能，并能通過控制中心平臺軟件以圖表形式展現。

7）變壓器、配電側、線纜監測 ：①變壓器監測。 三相繞組溫度、油溫、油位監測；②配電設備監測。高壓開關投切狀況、輸出開關柜輸出回路通斷狀態檢測；③線纜及接頭溫度監測。電纜高壓接頭無緣無線測溫、低壓側輸出三相電纜溫度。

8）環境監測：環境溫濕度、PM2.5、聲噪、水位監測、漏電監測、傾角及位移監測；SF6、O2、CH4等有毒有害氣體監測報警以及和通風機聯動。

9）安防、消防監控：①安防監控：紅外雙鑒、紅外對射、震動、門禁等安防相關設備接入、攝像頭接入。未授權人員只要觸碰箱體力度達到拍動，震動感應器即可報警，同時攝像頭監控能夠安全聯動報警；②消防監控：煙霧、溫感、明火等火災消防信息接入，一旦有危險信號消防監控傳感器響應，系統即可報警，也可進行自動滅火。

10）智能調節系統：空調控制、新風系統、除濕機控制、照明控制、防凝霜控制、抽水泵控制。溫度、濕度、光度、淹水等出現時，接觸到設置的預警值系統自動運行開始調節，保證設備一直處于正常環境運行。

11）控制中心數據分析：24h實時運行，對設備運行情況進行數據分析，一旦設備數據出現任何問題，控制中心數據即可反應異常。

12）在線監測狀態：與數據中心同步，由運行信息、電力參數、報警信息等三大板塊組成，對47組數據在線監測，超出正常值即可預警鳴響，并將問題源的所在地址，具體問題地方，出現的次數及時間等通過短信、微信、電話等方式及時傳送到手機端，足不出戶即可對設備運行情況了如指掌，這樣就可以做到事前維護。

3 在智慧城市建設中智能傳媒景觀型地埋式箱變的應用現狀

2017～2021年期間，全國諸多城市在智慧城市建設中，比如甘肅蘭州、廣西南寧、河南鄭州、陜西西安、天津寶坻、蒙華鐵路黃河特大橋、徐州經開、江蘇常州等地均已投入使用了智能傳媒景觀型地埋式箱變。

成功落地使用的地區有效地改善了傳統箱變給當地造成的諸多問題，極大地提高了城市的環境美觀及整潔度，打造了城市供配電智能化管理體系，為智慧城市基礎設施規劃提供了助力。

更重要的是，基于國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布的“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和” 的雙碳目標下，智能傳媒景觀型地埋式箱變以優于傳統箱變數十項的專利革新技術，顯而易見能更好地順應和助力推動中國要走的“綠色復蘇、綠色轉型”之道路。