基坑工程臨時(shí)施工用電安全技術(shù)p

1、基坑工程臨時(shí)施工用電安全技術(shù)劉亞非廣東省*工程公司摘 要 本文以地鐵基坑工程為例，這類工程一般場地比較低洼，用電設(shè)備使用條件差，為加強(qiáng)工地用電工程的技術(shù)管理，按建設(shè)部施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范的要求，側(cè)重介紹施工現(xiàn)場用電管理的主要安全技術(shù)，以期保障施工用電的安全、合理和方便。關(guān)鍵詞 TNS接地、接零保護(hù) 三相五線制 三級配電二級保護(hù)引言建筑施工用電組織設(shè)計(jì)是建筑施工用電安全技術(shù)的核心部分，它指導(dǎo)建造一個(gè)既能夠確保施工用電安全，又能夠兼顧施工用電方便的臨時(shí)用電工程。由于建筑施工現(xiàn)場特別是一些基坑工程，相當(dāng)于一個(gè)臨時(shí)露天工廠，地勢較低，其用電設(shè)備具有裸露性、暫設(shè)性、多樣性、環(huán)境條件不可選擇性等特

2、點(diǎn)，為確保施工用電安全、合理可靠，使施工用電工程能夠適應(yīng)這些特點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合施工用電技術(shù)規(guī)范和近年來我司負(fù)責(zé)施工的地鐵工程項(xiàng)目，對施工現(xiàn)場的供電方式、負(fù)荷計(jì)算、接地、接零系統(tǒng)等安全技術(shù)進(jìn)行總結(jié)力求體現(xiàn)用電安全技術(shù)的科學(xué)性，保障施工的順利進(jìn)行。施工用電工程的供電方式建筑施工用電工程的供電方式，根據(jù)配電及工程環(huán)境條件，一般可有以下兩種：2.1 外電線路供電外電線路供電方式又可分為三種類型：（1） 采用380/220V市電低壓電網(wǎng)供電。即直接將市電公用低壓電網(wǎng)380/220V電力，以三相四線制型式引入施工用電工程的配電室或總配電箱。 （2） 采用鄰近10/0.4KV變壓器低壓側(cè)380/220V電力，以三

3、相四線制型式引入施工用電工程的配電室或總配電箱。 （3） 采用在建工程本身正式的10/0.4KV變電所供電。即在工程開工時(shí)先使用竣工工程的正式變壓所，暫作建筑施工用電工程的臨時(shí)供電電源。 （4） 設(shè)置專用的10/0.4KV現(xiàn)場臨時(shí)變壓所，作為施工專用變壓所。2.2 自備電源供電所謂自備電源供電系指施工現(xiàn)場專設(shè)發(fā)電機(jī)組，其設(shè)置主要是作為無法取用外電線路電源或作為外電線路停電時(shí)的施工供電電源。3 基坑施工用電主要安全技術(shù)應(yīng)用施工現(xiàn)場用電工程安全技術(shù)措施主要概括起來有三條：其一是必須TN-S接地、接零保護(hù)系統(tǒng)；其二是采用三級配電系統(tǒng)；其三是采用二級漏電保護(hù)系統(tǒng)。現(xiàn)分述如下：3.1 TN-S接地、接零

4、保護(hù)系統(tǒng)（簡稱TN-S系統(tǒng)）。是指在施工用電工程中采用具有專用保護(hù)零線（P線）的電源中性點(diǎn)直接保護(hù)接地的、380/220V三相四線制低壓電力系統(tǒng)，或稱三相五線制系統(tǒng)（如圖1），該系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)是：（1） 電力變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地、接地電阻R4。 （2） 電力變壓器低壓側(cè)共引出五條線，其中除三條相線（火線）A、B、C外，尚須于變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)（N）接地處同時(shí)引出二條零線，一條是工作零線（N線），另一條是保護(hù)零線（P線）。其中工作零線（N線）與相線（A、B、C）一起作為三相四線制工作線路使用；保護(hù)零線（P線）只作電氣設(shè)備接零保護(hù)使用，即只用于聯(lián)接電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬外殼基座等

5、。二種零線（P線）和（N線）不得混用，為防止混用，保護(hù)零線（P線）采用具有綠/黃雙色標(biāo)志的絕緣銅芯線，與工作零線和相線區(qū)別。同時(shí)，為保證接地、接零保護(hù)系統(tǒng)可靠，我們一般在整個(gè)施工現(xiàn)場的保護(hù)零線上都作了不少于三處的重復(fù)接地、且每處接地電阻R10。（3） 安全性分析：（如圖2）電氣設(shè)備的C相電源線出現(xiàn)碰殼發(fā)生單相短路故障時(shí)的電路，電源電壓220V，ZC為C相導(dǎo)線阻抗，為零線導(dǎo)線阻抗，R1為變壓器的工作接地電阻，設(shè)備外殼即故障點(diǎn)對地電壓和單相短路電流分別為： Ud= Z0220/（ZC +Z0）Id= Ud/ Z0 在三相供電系統(tǒng)中，要求其零線截面不少于相線截面積的50%，再加上一般施工現(xiàn)場架空線路

6、的電抗值遠(yuǎn)小于其它電阻，所以有Z0= R0+JxR0，ZC= RC+ JxRC，且可取R0=2 RC。因此Ud= R0220/（RC + R0）=2 RC220/（RC +2 RC）=2/3220=147伏，Id= Ud/ Z0=147/ Z0（安培）。由接零保護(hù)分析可知，Z0是零線由短路點(diǎn)到變壓器的線路阻抗，若采用截面為16mm2的導(dǎo)線，則每1000米電阻為2左右，工地一般按500米計(jì)算，則取R0=1，考慮到Z0= R0得Id=147安培，因此分析得出接零保護(hù)實(shí)質(zhì)上是將電氣設(shè)備碰殼的故障改為單相短路故障，從而獲取較大的短路電流Id，以使保護(hù)開關(guān)或熔斷器快速斷開，保證設(shè)備和人身安全，避免觸電事

7、故。3.2 采用三級配電結(jié)構(gòu)。所謂三級配電是指施工現(xiàn)場從電源進(jìn)線開始至用電設(shè)備中間應(yīng)經(jīng)過三級配電裝置配送電力，即由總配電箱（配電室內(nèi)的配電柜）、經(jīng)分配電箱（負(fù)荷或若干用電設(shè)備相對集中處）、到開關(guān)箱（用電設(shè)備處）分三個(gè)層次逐級配送電力。而開關(guān)箱作為末級配電裝置，與用電設(shè)備之間必須實(shí)行“一機(jī)一閘一保護(hù)”?？偱潆娤洹⒎峙潆娤鋬?nèi)開關(guān)電器可設(shè)若干分路，且動力與照明應(yīng)分路設(shè)置。3.3 采用二級漏電保護(hù)。所謂二級漏電保護(hù)是指在整個(gè)施工現(xiàn)場臨時(shí)用電工程中，總配電箱必須裝設(shè)漏電開關(guān)，所有開關(guān)箱中也必須裝設(shè)漏電開關(guān)。這樣設(shè)置的漏電保護(hù)系統(tǒng)具有三個(gè)特點(diǎn)：（1）、 其漏電保護(hù)功能可覆蓋整個(gè)施工現(xiàn)場全部電氣設(shè)備，包括電

8、動機(jī)、電焊機(jī)、水泵、電動機(jī)械、照明器具、配電裝置及線路等。（2）、 通過合理選用總配電箱和開關(guān)箱中漏電開關(guān)的額定漏電動作電流和額定漏電動作時(shí)間值，可實(shí)現(xiàn)分級、分段漏電保護(hù)功能。如一般場所其額定漏電動作電流30mA, 額定漏電動作時(shí)間0.1S,而設(shè)置于總配電箱中的漏電開關(guān)，其額定漏電動作電流應(yīng)30mA,其額定漏電動作時(shí)間應(yīng)0.1S,但額定漏電動作電流與額定漏電動作時(shí)間的乘積應(yīng)小于安全界限值30mAS，其具體量值取決于各現(xiàn)場配電系統(tǒng)的正常泄漏電流值。（3）、在確保合理二級漏電保護(hù)系統(tǒng)前提下，所選用的漏電開關(guān)數(shù)量可達(dá)到最少，因而具有經(jīng)濟(jì)合理性。在我公司負(fù)責(zé)施工的各個(gè)地鐵基坑工程中，采用TN-S接地、

9、接零保護(hù)系統(tǒng)加漏電保護(hù)系統(tǒng)，可以形成一個(gè)覆蓋整個(gè)施工現(xiàn)場防止人身（間接接觸）漏電的安全技術(shù)保護(hù)系統(tǒng)。4 負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算通常是從電氣設(shè)備開始，逐級經(jīng)由配電裝置和配電線路，直至電力變壓器。即： 首先確定電氣設(shè)備的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷再計(jì)算用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷最后計(jì)算總配電箱或整個(gè)配電室的計(jì)算負(fù)荷，以及供電變壓器或發(fā)電機(jī)的容量，具體計(jì)算方法如下：4.1 單臺用電設(shè)備容量P的確定4.1.1 長期工作制的電動機(jī)設(shè)備容量P等于其銘牌額定功率Pe，即P=Pe 4.1.2 反復(fù)短時(shí)工作制電動機(jī)（如行吊）的設(shè)備容量P是指統(tǒng)一換算到暫載率J=25%的時(shí)額定功率，即公式P=2PeJ J電動機(jī)銘牌暫載率4.1.3

10、 交流電焊機(jī)的設(shè)備容量P=SeJcos Se電動機(jī)銘牌額定視在功率 直流電焊機(jī)的設(shè)備容量P= PeJ cos電動機(jī)銘牌功率因數(shù)4.1.4 照明設(shè)備的設(shè)備容量P=（11.2）Pe (白熾燈、碘鎢燈取1；日光燈取1.2；水銀燈和鹵化物燈取1.1)4.1.5 為維持三相線路上的負(fù)荷平衡，應(yīng)盡量將單相用電設(shè)備如焊機(jī)、照明燈具均勻地分散接到三相線路間，并維持不超過三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%，三相負(fù)荷按平衡分配考慮，即三相用電設(shè)備總設(shè)備容量P等效為單相用電設(shè)備總設(shè)備容量的三倍。4.2 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷按需要系數(shù)(同時(shí)利用系數(shù))法計(jì)算：Pj=kxPe Qj = Pjtg Sj=Pj

11、 2+Qj2Pj用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷（Kw） Qj用電設(shè)備組的無功計(jì)算負(fù)荷(Kvar)Sj用電設(shè)備組的視在計(jì)算負(fù)荷（KVA） Pej用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚↘w）kx用電設(shè)備組的需要系數(shù)，其值一般小于1 tg功率因數(shù)角的正切值。4.3 配電干線上的計(jì)算負(fù)荷通常配電干線上接有若干不同的用電設(shè)備組，它們的運(yùn)行不可能是同步的，所以干線上的計(jì)算負(fù)荷PJ =kPPj QJ= kQQj SJ=PJ 2+QJ2kP和kQ是考慮到各用電設(shè)備組的最大負(fù)荷不會同時(shí)出現(xiàn)的系數(shù)，一般取0.70.9。4.4 供電變壓器或發(fā)電機(jī)容量的選擇配電干線上的計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上就是施工現(xiàn)場臨時(shí)用電工程的用電總計(jì)算負(fù)荷或用電總?cè)萘浚?/p>

12、也是選擇配電支干線、干線導(dǎo)線和總配電箱電器，以及供電變壓器容量的主要依據(jù)。5 基坑工程施工用電組織設(shè)計(jì)的主要技術(shù)內(nèi)容5.1 現(xiàn)場勘察 通過現(xiàn)場勘察可確定電源進(jìn)線位置、變電所位置、配電室位置、總配電箱位置、分配電箱位置、固定開關(guān)箱位置、用電設(shè)備位置，以及線路走向等。5.2 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算主要是根據(jù)現(xiàn)場用電情況計(jì)算用電設(shè)備、用電設(shè)備組、配電線路，以及作為供電電源的變壓器或發(fā)電機(jī)容量的計(jì)算負(fù)荷。5.3 變電所設(shè)計(jì)變電所設(shè)計(jì)主要是選擇和確定變電所位置、變電所容量、相關(guān)配電室位置及配電裝置的布置、接地措施、進(jìn)線與出線方式，以及與自備發(fā)電機(jī)的聯(lián)接方法等。5.4 配電線路設(shè)計(jì)配電線路設(shè)計(jì)主要是選擇和確定線

13、路走向、配線種類（絕緣線或電纜）、敷設(shè)方式（架空或埋地）、導(dǎo)線規(guī)格、以及周圍防護(hù)措施等。5.5 配電裝置設(shè)計(jì)配電裝置設(shè)計(jì)主要是選擇和確定配電裝置（配電柜、總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱）的結(jié)構(gòu)、電器配置、電器規(guī)格、電氣接線方式等。5.6 接地設(shè)計(jì)接地設(shè)計(jì)主要是選擇和確定接地保護(hù)類別、接地位置，以及根據(jù)對接地電阻值的要求選擇自然接地體或人工接地體。5.7 外電防護(hù)措施根據(jù)施工現(xiàn)場各種設(shè)施在施工作業(yè)過程中與鄰近外電高、低線路間的相對位置關(guān)系確定是否搭設(shè)絕緣防護(hù)隔離屏障或遮攔。屏障或遮攔應(yīng)采用有可靠機(jī)械強(qiáng)度的絕緣材料制作，保證在施工作業(yè)過程中不會被破壞，并能有效地與外電線路實(shí)現(xiàn)電氣安全隔離。5.8 安全用電與電氣防火措施安全用電措施包括施工現(xiàn)場各類作業(yè)人員相關(guān)的安全用電知識教育和培訓(xùn)，可靠的外電線路防護(hù)，完備