刍议智能传媒景观型地埋式箱变在新型智慧城市建设中的前景分析

胡靓

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司）

0 引言

近些年来，智慧城市建设在全球范围内方兴未艾。同时，我国“十四五”规划明确提出：“十四五”时期新型智慧城市建设要更加坚持以人民为中心的发展理念，实现人民城市人民建，人民城市为人民。“智慧城市”建设看起来很大，但是却和百姓们的生活紧密相关。从智慧交通的智慧斑马线、智慧停车，到路边功能丰富的智慧灯杆，再到人性化的智能公厕，城市的智慧与我们如影随形。

随着智慧城市的建设，景观建设成为城市建设的重中之重。然而，在智慧城市建设快速发展的同时，却出现了不少突出性问题，包括但不限于交通拥堵、工作与生活功能区隔分明、城市承担着饱和的人口数量及丛林般的建筑设施等矛盾。中央城市工作会议中也明确指出：在“建设”与“管理”两端着力，转变城市发展方式，完善城市治理体系，提高城市治理能力，解决城市病等突出问题。

1 对国内传统配电设备应用现状之分析

针对目前供配电系统，就配电设备类型而言，智慧城市建设过程中的道路配电设备主要包括欧式箱变、美式箱变、架空变压器以及传统箱变等配电设备；就配电设备的需求增量而言，随着智慧城市建设的快速发展以及夜景亮化工程的增多，供配电设备的数量也在持续增加。

其次，作为城市基础设施之一的传统箱变，由于其体积庞大及外形不美观，与城市环境不相协调的问题日益突出，尤其是已无法满足新型智慧城市建设中的数字化和智慧化的需求。

再者，在新型智慧城市建设发展过程中，传统箱变无论是在外观还是性能上的劣势日益突出，主要表现在： ①外观脏乱差：普通配电设备一眼看上去显得“脏、乱、差”，严重地影响了城市的景观形象；②占地面积大：普通箱变占地面积较大，在一些寸土寸金的地方，普通箱变则会占用较大的土地资源；③电磁辐射和噪声污染：传统的配电设备保护性能差，变压器在运行的时候会产生大量的电磁辐射以及噪声污染，对附近的居民以及生物造成了严重的安全隐患；④落后的电缆连接方式：现有的变电设备在电缆的连接方式上非常落后，对电缆连接处的保护不到位，容易引起配电过程中的安全事故；⑤变压器的防水、防潮及散热性能较差：传统的配电设备散热性能差，在炎热的夏天以及变压器的持续运行中会产生大量的热量不能及时散出，会对设备的运行产生巨大的安全隐患，且防水防潮性能较差，在暴雨阴冷的天气不能很好地防止水分和潮气，影响设备的安全运行；⑥维护成本高、检修难度大：传统的配电设备由于运行可靠性低，会经常出现问题，政府需要花巨大的人力物力去维护，且箱体经常成为小广告的载体，严重地影响了环境的美观。

2 智能传媒景观型地埋式箱变之优详述

针对传统配电设备庞大身躯常常成为城市美丽建设阻碍这一突出问题，智能传媒景观型地埋式箱变出现正是顺应这一需求，完美地解决了传统配电设备的不足，更加适宜安装在人口稠密的商业区和经济文化中心区域。在输配供电行业上电力供配电设备无论从理论层面还是从实践层面看，都要更好地发挥作用。

智能传媒景观型地埋式箱变是一种低碳、节能、环保、绿色的整体配电设备，为城市配电提供了整体的解决方案。预装地下式箱变具有合乎“建设节约型国家”的政策，安全环保、美化环境、运行可靠、免维护、经济性好、集成功能多等优点。同时，可以提高城市的品质与形象，符合建设资源节约型、环境友好型的两型社会的施政目标，亮化、美化环境，提高城市的软实力，充分发挥广告资源的优势，充分利用现有资源的价值，支持广告这一第三产业的发展。

景观型地埋式箱变是顺应城市发展的需求而诞生的箱变产品，是在传统箱变的技术基础上做进一步的发展和完善的供配电成套设备，它与传统箱变对比优势如下。

2.1 制造工艺

1）多媒体版面。在箱体正反两面安装LED显示屏工艺，根据需要可定制为固定式幕布传媒、动态式幕布传媒，实现单色、三色（红、绿、蓝）LED灯光显示，屏显精细等级可达到P5高清显示。同时能实现全息投影，使物体真实三维图像的记录和再现，产生立体的空中幻想，能让参与者与图像产生互动，造成视觉上的震撼效果，带动周边氛围，提升科技体验感。

2）自通风系统。通风系统运用了热控百叶窗工艺技术，根据箱体体积经过精确计算，调整扇叶位置，进行立体无压循环作用散热。当过载或者环境温度过热时，智能调节系统可自动启动风机强迫冷却，达到整体冷却效果。另为防止小动物从通风口进入，在百叶窗内部安装隔离网坚固耐用，有效预防小动物进入，进一步提高安全保护。

3）独有箱体工艺。箱体采用高标准原材料，标号不低于304不锈钢，在先进的数控机床上进行切割，精细打磨，使其结构严谨，误差不超过0.5mm。酸碱处理，内涂半导加层形成内外等电位防止触电事故，导热新材料石墨烯和纳米新型超导双疏（输油、输水）材料等共计12层保密配方工艺，在无尘车间喷涂，使箱体防腐、防尘、防潮等提升抗氧化能力，满足在不同环境下的良好运行。

4）高低压控制开关。高低压开关与国内实力企业强强合作，符合国网、南网合格供应商标准，可根据客户需求，按照图纸标准技术参数量身定做，保证产品质量，成套出厂实验，原厂提供售后服务，确保维修的及时性、有效性以及质量延续性。

5）地下基舱箱体工艺。预制式全金属（热轧板）地下变电基舱精细打磨，外形美观，采用凹型折弯加工工艺，增加与大地接触面积，使纵向承重较普通工艺增大3倍。经过酸碱处理，加涂半导电层及水性石墨烯防腐材料，防腐工艺可达30年，配备接地系统与整个进线连为一体，因金属材质及全密封结构，有效屏蔽电磁辐射和低频干扰，避免对人体健康危害，同时降低了变压器在运行时产生的空载噪声，有效减少低频污染对人体的危害。

6）独有地下器箱工艺。变压器使用低损耗的SH15型地下式电力变压器，外壳材质使用304不锈钢，变压器外壳涂抹水性石墨烯，内壁涂抹定向导热层，从根本上解决了变压器运行散热及防腐等问题，同时采用非晶合金材料作为器芯，有效减少变压器的空载损耗和负载损耗，采用优质低温性能好的植物油，降低变压器油的黏度，流动速度加快，增加散热能力。产品性能达到欧盟认证，结构严谨，防腐且坚固，密封性强。

2.2 安全控制

1）四层防水保护使整体防护等级达到最高等级IP68：地下式电力变压器器身材质采用304不锈钢，高低压连接器分别设立独立密封舱，进行第一层防水保护；专用高低压线缆连接器防护达到防尘防水最高等级IP68，作为第二层防水保护；密封舱中注入密度大于水的防水绝缘介质，作为第三层防水保护；密封舱的线缆出线尾管使用防水绝缘材料进行三层防水密封工艺进行封堵作为第四层防水保护，从而使地下电力变压器整体防护等级达到IP68。

2）高压连接器：地下电力变压器专用，T型全屏蔽可分离连接器，在提高防水性能的同时达到了变压器接线简单与安装便捷，防水性能达到IP68。

3）双密封仓装置达：地埋式变压器高、低压连接部分使用双密封舱装置进行机械保护，其第一层为专用高低压连接器，第二层由连接器外部浇注密度大于水的液态绝缘材料和密封式的不锈钢密封舱做二次保护，达到双层保护，确保地埋式变压器整体能够带电水下运行，防护等级达到GB4208—2008/IEC 60529—2001《外壳防护等级》最高等级标准IP68，即完全防止外物及灰尘侵入及电器无限期沉没在指定的水压下可确保不因浸水而造成损坏。因此，智能传媒景观型地埋式箱变双密封舱连接形式可使其长时间浸泡于水中正常运行而不受影响。此项技术在2014年11月第八届中国发明展览会取得金奖。

4）辅助排水系统：在地下基舱低位安置小体积大功率排水系统，测排隐蔽，设备安装有5cm大小感应芯片，水位达到10cm高度自动感应，排水系统开始抽水运作，将积水经隐蔽排水管排出地坑外部导入绿化带或下水道。

5）物联控制系统：实时监控箱变高、低压侧电能质量和基本电参数，并对箱变内部环境监控，对安全性进行分析，达到箱变安全运行、电能质量稳定的目的。通过智能变配电安全监控系统，管理人员足不出户即能掌握全局；中心控制室可以任意切换，显示任意一个箱变的当前信息；当变电站有任何警情发生时，信息会即时传送到中心控制室；能对任意一个监视点进行实时监控，故障尚未造成影响就能第一时间发现，并赶到现场精准维修。

6）电力质量监测：具有电力监测功能，能监测箱变低压侧各相基本电参数，实时测量数据，包含三相（电压、电流、瞬时有功功率、瞬时无功功率、瞬时视在功率、功率因数、相角、电压波形失真度、电流波形失真度、零线电流、电网频率、当前有功需量、当前无功需量、当前视在需量等）；具有箱变低压侧电力谐波测量功能，三相1～31次谐波含有率监测、统计功能，并能通过控制中心平台软件以图表形式展现。

7）变压器、配电侧、线缆监测 ：①变压器监测。 三相绕组温度、油温、油位监测；②配电设备监测。高压开关投切状况、输出开关柜输出回路通断状态检测；③线缆及接头温度监测。电缆高压接头无缘无线测温、低压侧输出三相电缆温度。

8）环境监测：环境温湿度、PM2.5、声噪、水位监测、漏电监测、倾角及位移监测；SF6、O2、CH4等有毒有害气体监测报警以及和通风机联动。

9）安防、消防监控：①安防监控：红外双鉴、红外对射、震动、门禁等安防相关设备接入、摄像头接入。未授权人员只要触碰箱体力度达到拍动，震动感应器即可报警，同时摄像头监控能够安全联动报警；②消防监控：烟雾、温感、明火等火灾消防信息接入，一旦有危险信号消防监控传感器响应，系统即可报警，也可进行自动灭火。

10）智能调节系统：空调控制、新风系统、除湿机控制、照明控制、防凝霜控制、抽水泵控制。温度、湿度、光度、淹水等出现时，接触到设置的预警值系统自动运行开始调节，保证设备一直处于正常环境运行。

11）控制中心数据分析：24h实时运行，对设备运行情况进行数据分析，一旦设备数据出现任何问题，控制中心数据即可反应异常。

12）在线监测状态：与数据中心同步，由运行信息、电力参数、报警信息等三大板块组成，对47组数据在线监测，超出正常值即可预警鸣响，并将问题源的所在地址，具体问题地方，出现的次数及时间等通过短信、微信、电话等方式及时传送到手机端，足不出户即可对设备运行情况了如指掌，这样就可以做到事前维护。

3 在智慧城市建设中智能传媒景观型地埋式箱变的应用现状

2017～2021年期间，全国诸多城市在智慧城市建设中，比如甘肃兰州、广西南宁、河南郑州、陕西西安、天津宝坻、蒙华铁路黄河特大桥、徐州经开、江苏常州等地均已投入使用了智能传媒景观型地埋式箱变。

成功落地使用的地区有效地改善了传统箱变给当地造成的诸多问题，极大地提高了城市的环境美观及整洁度，打造了城市供配电智能化管理体系，为智慧城市基础设施规划提供了助力。

更重要的是，基于国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布的“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和” 的双碳目标下，智能传媒景观型地埋式箱变以优于传统箱变数十项的专利革新技术，显而易见能更好地顺应和助力推动中国要走的“绿色复苏、绿色转型”之道路。