地下污水处理厂电气设计中的可靠性与维修性分析研究

2023-12-12焦晨晓李慷

中国设备工程 2023年21期

焦晨晓，李慷

（济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，山东济南 250000）

我国北方地区在过去的几十年里，对污水处理设施进行了大规模建设，但是由于污水处理厂的规模较小，技术水平有限等因素，导致北方地区的污水处理厂并不能取得较好的处理效果。而近年来随着我国经济发展水平的不断提高，城镇化进程加快，越来越多的小城镇建设成为新的建设理念。

由于地下式污水处理厂在设计过程中需要考虑多方面因素，因此，在电气系统设计过程中会出现一些问题和困难，这些问题和困难有可能对电气系统产生不良影响。因此，本文通过对电气设计过程中的可靠性与维修性问题进行分析研究，以期为地下式污水处理厂电气设计提供参考。

1 备用电源的可靠性与维修性分析

1.1 备用电源的可靠性分析

备用电源系统在地下污水处理厂中是非常重要的，其可靠性的保证需要考虑备用电源设备的可靠性、备用电源系统的配置、能源供应的可靠性以及定期维护保养。

备用电源设备应该是高质量的、可靠的设备，例如，备用发电机应该有足够的功率来满足污水处理厂的需要，而且应该经过严格的质量控制和测试，以确保其性能可靠。

备用电源系统的配置应该足够强大，以支持污水处理厂的所有关键设备。备用电源系统应该包括备用发电机、电池组、自动转换开关等设备，以确保污水处理厂在停电或主电源故障时能够正常运行。

备用电源系统的能源供应也是备用电源的可靠性的关键因素。例如，备用发电机的燃料供应应该是可靠的，能够满足污水处理厂的需要。备用电源系统应该与主电源系统分开，以确保在主电源系统发生故障时，备用电源系统能够正常运行。

备用电源系统需要定期进行维护保养，以确保设备的性能和可靠性。这包括定期检查备用发电机、电池组、自动转换开关等设备的状态，以及定期更换设备中的关键部件。定期维护保养能够确保备用电源系统的可靠性并延长设备的寿命。

1.2 备用电源的维修性分析

地下污水处理厂备用电源的维修性需要考虑到备用电源设备的易用性、可维护性、维修人员的技能水平、备用电源系统的设计以及制定维护保养计划。通过采取适当的措施和管理，可以确保备用电源设备在需要时能够快速恢复正常运行，并延长设备的寿命。

备用电源设备应该易于维护和更换关键部件。例如，备用发电机的滤清器、机油滤清器、空气滤清器等易损件应该容易更换，而且备用电源设备应该提供易于维护的维修手册和备件清单。

备用电源设备的维修需要有专业的技能和知识。维修人员应该接受过相关的培训和认证，以确保他们具有适当的技能和知识，能够正确、安全地进行维修和维护。

备用电源系统的设计也会影响其维修性。例如，备用电源设备的布局和连接方式应该易于检查和更换。备用电源系统应该有足够的空间和通道，以方便维护和更换设备。

2 配电系统及线路敷设的可靠性与维修性分析

2.1 配电系统及线路敷设的可靠性分析

地下污水处理厂配电系统及线路敷设的可靠性分析需要考虑设备选型、设备布局和连接、线路敷设、维护保养计划和应急预案等因素。通过合理的设计和管理，可以保障配电系统的可靠性，确保设备在需要时能够正常运行，并提高设备的使用寿命。

配电系统的设备应该选择质量可靠的品牌，以保证设备的性能和寿命。在选型时，应该考虑设备的适应性、可靠性、安全性、易用性、维护性等因素。

配电系统的设备布局应该合理，以减少设备间的干扰和故障。设备之间的连接方式也应该考虑到线路的质量和可靠性，例如，电缆连接应该采用优质电缆和插头，确保连接牢固、不易脱落。

地下污水处理厂的线路敷设应该符合相关的电气规范和标准。线路敷设应该避免受到外界干扰，例如，线路应该远离水、火源、化学品等危险物质，避免电缆被损坏。

2.2 配电系统及线路敷设的维修性分析

地下污水处理厂配电系统及线路敷设的维修性分析需要从设备维修性设计、维修设备和工具、维修人员培训、维修流程和标准、预防性维护等方面考虑，通过科学的维修管理，提高设备的维修效率和维修质量，保证配电系统和线路的长期稳定运行。

配电系统设备的设计应考虑到设备的维修性，设备内部的结构应该简单、易于拆卸和维修，设备的接线应该清晰易懂，维修操作应该方便快捷，以减少停机时间和维修成本。地下污水处理厂应备有一些基本的维修设备和工具，如万用表、电动螺丝刀、扳手等，以便进行设备的快速检测和更换。应有专业的维修人员进行配电系统和线路的维修，他们需要接受相关的培训和指导，以熟悉设备的结构和维修操作。维修人员应了解各种设备的维修常见问题，以便快速解决故障。

3 接地系统的可靠性与维修性分析

3.1 接地系统及等电位联接

地下污水厂接地系统及等电位联结是地下污水处理厂电气系统的重要组成部分。地下污水处理厂的电气系统涉及高电压和大电流的传输和分配，为保障人身安全和设备运行稳定，必须有良好的接地系统和等电位联接。

地下污水厂接地系统和等电位联接需要定期进行检查和维护，确保系统的可靠性和安全性。维护工作包括检查接地体的接触性、腐蚀情况、电阻值和等电位联接的接触性等。应根据实际情况确定维护周期，并建立完善的维护记录和维护流程。

3.2 局部IT 系统

地下污水厂局部IT 系统是指地下污水厂中用于自动化控制和监测的计算机、网络设备及软件系统。其功能包括数据采集、监测、控制、报警、维护等。在地下污水厂中，局部IT 系统具有重要的作用，可以实现对生产过程的自动化控制和远程监测，提高生产效率和安全性。

局部IT 系统的网络拓扑结构应根据实际需求进行设计，包括局域网、广域网和虚拟专用网络等。应根据需求设置网络设备和防火墙，以保证数据的安全和可靠传输。

局部IT 系统需要提供稳定、高效的服务器和存储设备，以支持数据采集、存储和处理。应选择可靠的服务器硬件和存储设备，并设置冗余机制，保证系统的高可用性和容错性。

局部IT 系统需要采集地下污水厂中的数据，包括水质、水位、流量、压力等参数。采集数据的方式可以采用模拟量或数字量传感器，通过网络传输到服务器进行处理和存储。

3.3 普通回路的漏电保护

地下污水厂普通回路的漏电保护是指为了保障电气设备和人身安全而安装的一种电气保护装置。漏电保护装置能够检测电气回路中的漏电流，一旦检测到漏电流超过设定值，就会立即切断电源，以避免电气设备和人员遭受触电危险。

漏电保护装置应该按照国家标准GB16916.1-2014《低压电器第1 部分：电气装置的一般规则》的要求进行选择和安装。一般而言，地下污水厂的普通回路应该安装过电压保护和漏电保护装置。漏电保护装置应安装在电源接入点处，并应设置可靠的接地系统。

漏电保护器的额定电压和额定电流应根据回路的负荷和额定电压来选择。此外，应注意漏电保护器的额定漏电动作电流和动作时间是否符合需求。应安装在电源接入点处，一般为总配电箱中。如果安装在分配电箱中，应保证其能够监测到该分支回路中的所有负载电流。定期进行检查和测试，以保证其工作正常。检查内容包括漏电保护器的漏电动作电流和动作时间是否符合要求、接线是否松动、灵敏度是否有变化等。