淺談城市公園電氣系統(tǒng)建設(shè)及運維實踐

江 峰

（福州市西湖公園管理處，福建 福州 350000）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，城市公園也在不斷吸納新技術(shù)、新設(shè)備，提升自已的服務(wù)水平，而城市公園服務(wù)水平的提升大都離不開電氣系統(tǒng)的保障。城市公園電氣系統(tǒng)的建設(shè)，包括電氣系統(tǒng)從無到有的各個環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確把握施工過程的各關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅能提升設(shè)備的使用效果,還能大大增加設(shè)施的安全性和可靠性，減少維護(hù)成本。本文僅對城市公園電氣系統(tǒng)建設(shè)與運維實踐進(jìn)行總結(jié)。

1 供配電系統(tǒng)

1.1 合理選擇供電電源

（1）城市公園的負(fù)荷主要為三級負(fù)荷，兼有少量的一、二級負(fù)荷。一般使用10kV的電壓等級，從周邊電力環(huán)網(wǎng)中引入一路高壓電源，滿足公園的日常用電需求。選用合適應(yīng)急電源，保障公園內(nèi)一、二級負(fù)荷的應(yīng)急用電。

（2）設(shè)有摩天輪、觀光纜車、電動游樂設(shè)施等大功率二級負(fù)荷的公園，須使用雙電源供電。若取得第二電源的經(jīng)濟(jì)成本較高，可選用符合負(fù)載要求，獨立于正常電源的大功率應(yīng)急電源，如快速自起動的發(fā)電機(jī)組等。

（3）沿街的帶狀公園存在寬度窄，距離長，負(fù)荷低，臨近道路等特點，可視情況從附近的電網(wǎng)引用合適380V低壓電源，滿足公園的用電需求。

1.2 變電站的選址

（1）根據(jù)公園的地理環(huán)境和用電負(fù)荷的分布情況，將公園劃分為若干個供電區(qū)域，每個供電區(qū)域設(shè)立一個分變電站，嚴(yán)禁跨區(qū)域供電。分變電站盡量設(shè)置在負(fù)荷中心附近，放射式的給各用電設(shè)備供電，供電半徑控制在300m以內(nèi)。

（2）變電站的柜體和變壓器均存在體積大、質(zhì)量大的特點，人工搬運十分困難，選址時應(yīng)選擇方便機(jī)械設(shè)備吊裝運輸?shù)膱鏊?/p>

（3）變配電室選址時要盡可能避開污染源，遠(yuǎn)離粉塵、潮濕或存在腐蝕性物質(zhì)的區(qū)域。宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所，遠(yuǎn)離潮濕易積水的區(qū)域，如果無法遠(yuǎn)離，緊鄰潮濕區(qū)域的墻壁應(yīng)做防滲漏處理［1］。

1.3 變配電設(shè)備的運維

（1）所有承擔(dān)變配電設(shè)備運維的技術(shù)人員，必須持有應(yīng)急管理部頒發(fā)的高壓電工作業(yè)和低壓電工作業(yè)的特種作業(yè)操作證。所有操作必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，配備監(jiān)護(hù)人員，并做好安全防護(hù)。

（2）合理的巡查方法可以有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的常見故障，常用的巡查方法包括：用眼睛觀察設(shè)備可見部位的外觀變化，記錄電壓電流等設(shè)備運行參數(shù)，查看是否出現(xiàn)放電現(xiàn)象，油浸式變壓器的油位情況以及開關(guān)的分合狀態(tài)與實際工況的相符情況等；用耳朵聽變壓器、互感器等電磁設(shè)備運行時的聲響，根據(jù)聲音的大小和頻率判斷是否發(fā)生故障；用嗅覺查找是否存在因設(shè)備過熱導(dǎo)致的異味；通過儀器檢測設(shè)備的溫升［2］。

（3）定期開展高壓預(yù)防性試驗，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在問題，避免設(shè)備帶病運行。變配電設(shè)備日常運行時，受到粉塵、溫度、濕度等外界因素的影響，不斷的老化衰退，使得設(shè)備壽命降低。預(yù)防性試驗就是為防止電力設(shè)備老化，產(chǎn)生故障，甚至發(fā)生事故制定一系列檢測的方法。利用檢測設(shè)備產(chǎn)生高電壓，對配電柜、斷路器、互感器、變壓器、10kV電纜的絕緣性能和耐壓進(jìn)行檢測，確保絕緣性能安全可靠；模擬系統(tǒng)的過流等故障現(xiàn)象，檢測繼電保護(hù)電路的動作閾值和動作時間；對避雷器和接地電阻的參數(shù)進(jìn)行檢測，判斷是否符合規(guī)范［3］。

2 低壓配電系統(tǒng)

2.1 低壓配電線路的設(shè)計與選型

（1）對于供電路徑≤200m的電纜，優(yōu)先按電纜的允許通過電流的能力選擇電纜的截面積；距離＞200m的電纜，在滿足電壓損失的情況下，綜合允許通過電流的能力選擇電纜的截面積［4］。

（2）公園中建筑立面、拱橋、棧道、湖邊走線宜采用金屬線槽敷設(shè)，所有的金屬線槽間均應(yīng)設(shè)置跨接線，并與接地裝置進(jìn)行可靠連接。綠地中的電纜一般采用管道敷設(shè)的方式，沿途應(yīng)避開含有酸、堿等腐蝕性的區(qū)域，埋地深度不應(yīng)小于0.7m；受地理條件限制，埋地深度無法達(dá)到規(guī)范要求時，宜采用鎧裝電纜或采取保護(hù)措施，避免今后綠化種植施工破壞電纜。

（3）在進(jìn)行電纜管道敷設(shè)時，在轉(zhuǎn)彎、分支、過路的位置，需設(shè)置電纜井；直線管道敷設(shè)時，宜在不超過50m的間隔距離內(nèi)設(shè)置一處電纜井，減少電纜拉引的阻力。電纜穿管敷設(shè)前應(yīng)先將管口去毛刺、打坡口，避免拉引過程造成電纜絕緣損壞。在電纜敷設(shè)時，如果條件允許，可以增設(shè)預(yù)埋管道，為后期改造布線預(yù)留空間，減少開挖破壞。

2.2 低壓配電裝置的施工要點

（1）公園露天安裝的配電裝置位置選擇要適宜，盡量安裝在遠(yuǎn)離人群的位置，朝向避開綠化噴淋的方向。配有儀表、開關(guān)和指示燈的面板應(yīng)安裝在箱內(nèi)，箱門粘貼安全警示標(biāo)識并上鎖，以免游人碰觸發(fā)生觸電事故。

（2）配電裝置必須具備可靠的接地系統(tǒng)，所有金屬外殼的終端電氣設(shè)備必須確保可靠接地，接地電阻應(yīng)不大于4Ω。城市公園的保護(hù)接地系統(tǒng)多采用TN-S形式，俗稱三相五線制。電源的中性點接地，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，將產(chǎn)生短路電流，引起斷路器動作。將零線N和保護(hù)接零線PE分開，保護(hù)接零線PE重復(fù)接地，分支回路配備匹配型號的漏電斷路器作接地故障保護(hù)，以免發(fā)生觸電事故［5］。

（3）配電裝置應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小、性質(zhì)進(jìn)行配置，三相電流盡可能平衡。電氣接線按相序進(jìn)行連接并粘貼顏色標(biāo)識，接線處加防松墊圈進(jìn)行可靠的固定，不同級別的負(fù)荷分別設(shè)置供電干線回路，避免出現(xiàn)故障后相互影響，也便于維修和保障供電。

（4）根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和容量，選擇合適的應(yīng)急電源來提高供電的可靠性，但應(yīng)急電源不得與正常電源并行。常見的應(yīng)急電源有柴油發(fā)電機(jī)、不間斷電源、蓄電池等。

2.3 低壓配電系統(tǒng)的日常運維

（1）城市公園因發(fā)展和管理需要，不定期地進(jìn)行各種改造，線路不斷增加或變化。電氣維護(hù)人員要以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度進(jìn)行記錄變更，建立完備的設(shè)施檔案和預(yù)留管線檔案。

（2）許多電氣事故的原因并不是因為作業(yè)人員的專業(yè)能力不強(qiáng)，而是安全意識薄弱造成的。電氣作業(yè)人員必須持證上崗，按規(guī)范進(jìn)行施工，并做好安全防護(hù)措施。線路檢修時必須及時切斷電源，特別是遠(yuǎn)程控制的開關(guān)必須確保有效的物理隔離，避免設(shè)備誤動作。切斷電源后立刻在操作開關(guān)的把手上懸掛“線路檢修，禁止合閘”的安全警示牌，以免發(fā)生危險。

（3）日常巡查記錄設(shè)備的運行狀態(tài)，定期對配電裝置漏電斷路器的可靠性、電纜的絕緣電阻、電氣設(shè)施的接地電阻、連接頭的接觸情況進(jìn)行檢測，從源頭開始消除安全隱患。

（4）許多臨水公園常兼具防澇、泄洪的功能，這就決定了這些公園在臺風(fēng)、特大暴雨等極端天氣來臨時會出現(xiàn)不同程度的積水現(xiàn)象，所以位于低洼易積水地帶的電氣設(shè)施需考慮水位上漲造成的影響，可采用加高基座等措施來保障安全。同時，還應(yīng)建立可靠的應(yīng)急預(yù)案，在極端天氣來臨時有序封閉低洼易積水地帶，并關(guān)閉電源，以確保安全。

3 景觀照明系統(tǒng)

3.1 公園景觀照明的燈光設(shè)計

（1）園內(nèi)景觀照明應(yīng)結(jié)合景觀的人文、歷史、景觀特點進(jìn)行設(shè)計，燈光效果力求融入園林景觀，做到風(fēng)格一致［6］。

（2）可按景觀特點選擇合適的照明方式，突出重點，兼顧一般。比如∶利用光影來突顯園林的入口、橋梁、水景、假山、古建等景觀場所。

（3）景觀照明的燈光盡量以柔和為主，用盡可能少的燈光，營造清幽靜謐的自然景觀環(huán)境，但要避免出現(xiàn)盲區(qū)。燈具上宜采用防眩光的燈具，合理調(diào)整燈具的方向，避免眩光影響燈光效果，給游客帶來不適。

3.2 景觀照明的燈具安裝

（1）燈具的選擇必須和燈具安裝場所的環(huán)境風(fēng)格相協(xié)調(diào)，在滿足夜間觀賞性的情況下盡可能地從視覺上消除不協(xié)調(diào)的感覺,整體效果以見光不見燈為佳。例如，可以根據(jù)燈具安裝位置的特點選擇外觀和顏色，綠化帶、樹木上的燈具采用隱蔽安裝的方式，線纜和燈具利用仿樹藤線管、仿真樹葉等仿生材料進(jìn)行偽裝，融入周邊環(huán)境。

（2）樹木上夜景燈光的固定方式不得影響樹木的生長，宜采用帶有張緊彈簧的固定裝置，減少對樹木生長的影響，也防止長期的雨水侵蝕和樹木生長破壞固定裝置，導(dǎo)致燈具脫落。

（3）景觀照明系統(tǒng)必須設(shè)置良好的漏電保護(hù)和接地系統(tǒng)，公園綠地中安裝的景觀燈具經(jīng)常受到雨水和綠化澆水的影響，宜采用防護(hù)等級IP66以上燈具。

3.3 景觀照明的智能化控制

隨著計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等智能化技術(shù)在景觀照明項目中的廣泛應(yīng)用，智能化控制已經(jīng)成為景觀照明發(fā)展的必然趨勢。

（1）許多景觀照明的開關(guān)采用了智能控制的方式，當(dāng)負(fù)載功率較大時，在設(shè)置燈具啟動時間時宜采用錯時啟動，1～2s內(nèi)啟動全部回路，避免過大的啟動電流影響電源穩(wěn)定，該措施在電源余量不足的供電系統(tǒng)中顯得尤為重要。智能控制系統(tǒng)時間精確度高，而夜景燈光采用的開關(guān)電源分布著電容等儲能元件，同時啟動時將造成瞬時的大電流，影響電源的穩(wěn)定。

（2）信號傳輸技術(shù)在夜景燈光中得到了大量的運用，因此，穩(wěn)定的信號傳輸系統(tǒng)將大大減少后期的維護(hù)量。城市公園主信號傳輸，一般采用分布式控制系統(tǒng)，通過光纖實現(xiàn)各區(qū)域控制器間的信息傳遞；通過DMX512通信協(xié)議進(jìn)行區(qū)域內(nèi)夜景燈光信號的傳遞。因此，信號系統(tǒng)的可靠性十分重要，出現(xiàn)故障將造成大片區(qū)域的信號中斷，大面積地影響燈光效果。因此，設(shè)置夜景燈光時應(yīng)為信號系統(tǒng)設(shè)置單獨可靠的供電回路，提高系統(tǒng)的可靠性。

（3）夜景燈光信號多采用支持DMX512通信協(xié)議的燈具，信號回路傳輸?shù)慕硬寮?shù)量多，分布廣。因此，信號回路的接插頭必須選用接觸牢固、防水達(dá)標(biāo)且不易老化接插件，并在接插頭兩側(cè)設(shè)置防水彎，以減少維護(hù)的工作量。

4 公園節(jié)能措施

隨著全民節(jié)能意識的提升和“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，節(jié)約能源也成為了公園發(fā)展的重要方向。

4.1 景觀用電的節(jié)能措施

（1）管理者在選擇燈具時應(yīng)兼顧成本、能耗、壽命等因素，在日常維修和改造過程中，逐步采用發(fā)光效率更高的LED燈具替代普通的節(jié)能燈具。

（2）通過合理設(shè)置亮燈時間來節(jié)約能源。功能性照明燈具的亮燈時間可根據(jù)日出日落時間設(shè)置，夜景燈光的亮燈時間可以根據(jù)公園客流情況進(jìn)行優(yōu)化，在滿足游客觀賞性的同時實現(xiàn)能源的節(jié)約。

（3）科學(xué)選擇供電線路，縮短電纜長度，減少傳輸損耗。對供電距離遠(yuǎn)、用電功率大的回路，在造價允許的情況下，可以適當(dāng)增大一至兩級的導(dǎo)線截面積。

4.2 加強(qiáng)建筑的節(jié)能特性

（1）公園內(nèi)的許多建筑場所因服務(wù)群眾、對外展示等原因需要對公眾開放，可以通過提升這些場所的保溫特性，減少出入口的熱量損失等措施來節(jié)約能源。

（2）科學(xué)采光，采取措施利用自然光源補充室內(nèi)照明，減少照明用電。也可以按照服務(wù)場所的客流情況，優(yōu)化照明控制方式，采用聲控、光控、紅外移動探測等控制方式降低燈具的亮度或縮短燈具的無效照明時間。

（3）使用高效節(jié)能、功率因數(shù)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的電器實現(xiàn)建筑節(jié)能。

4.3 節(jié)約綠化用水

（1）存在河湖等豐富水源的公園，可安裝水泵抽水進(jìn)行綠化澆灌。

（2）陸地公園可以考慮利用中水或者采用雨水回收系統(tǒng)進(jìn)行綠化澆灌。

（3）有條件的公園可以建設(shè)自動噴灌系統(tǒng)，根據(jù)外界環(huán)境的變化調(diào)整噴灌的時間和水量，實現(xiàn)綠化澆灌的自動化管理，既節(jié)約了人力，又節(jié)約了水電資源。

5 結(jié)束語

城市公園的電氣設(shè)備存在數(shù)量多、分布廣、種類復(fù)雜、不斷變化的特點。公園管理人員在電氣改造施工中必須把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理規(guī)劃公園電氣設(shè)施的整體布局，嚴(yán)控電氣施工質(zhì)量，采取行之有效的維護(hù)管理措施，對提升公園電氣設(shè)施的安全性和可靠性具有重要的意義，還能大大減少后期設(shè)施維護(hù)的工作量。