资源描述
临电施工组织设计合稿
施工现场临时用电组织设计编制参考
前言
《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)明文规定:“施工现场临时用电设备在5台及以上或设备总容量在50Kw及以上者,应编制用电组织设计”。
做好用电组织设计,是规范临时用电工程、实现安全用电的基本保障,为了进一步提高我公司所属各工程项目部用电组织设计的编制能力和水平,依据《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)规范,对临时用电组织设计内容的具体规定,并针对市政施工现场临时用电实际,特编写临时用电组织设计编制参考,以期对相关人员在编制时有所启发和参考。
顺便说明,此编制参考并非面面俱到,回答所有问题。编制水平的提高有赖于对《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)及相关规范深入地理解,并坚持不懈地学习,积累电气专业知识。
《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)规范规定,施工现场临时用电组织设计应包括下列内容:1现场勘测;2确定电源进线、变电所或配电室、配电装置、用电设备位置及线路走向;3进行负荷计算;4选择变压器;5设计配电系统:⑴设计配电线路,选择导线或电缆;⑵设计配电装置,选择电器;⑶设计接地装置;⑷绘制临时用电工程图纸,主要包括:用电工程总平面图、配电装置布置图、配电系统接线图、接地装置设计图;6设计防雷装置;7确定防护措施;8制定安全用电措施和电气防火措施等内容。作为公司临时用电施工组织设计编制参考,组卷顺序做了适当调整,供各单位在编制时灵活掌握运用。
临时用电组织设计内容
第一章 编制依据
列出针对本工程临时用电组织设计编制的相关依据,依据不一定多,要有针对性。基本应包括:《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)、本工程施工组织设计、设计图纸等。
第二章 工程概况
简略介绍工程性质,地理位置,建设规模,占地面积,开竣工日期等,及临电设施的投资规模及运作期限相关联的内容。
第三章 现场勘测
现场勘测目的是为临时用电工程的建造掌握第一手资料,做到对现场情况心中有数,并为绘制施工现场电气平面图做好准备。
现场勘测的对象应及临电设施的设计及安装相关联,其主要内容如下:
场内地形地物,工程主体的分布,临时管线及道路,临时加工场地,生活办公区,厂区周边环境以及相关距离等。
对现场勘测结果,应进行文字描述,为弥补描述不周,最后可以附以“详见施工现场电气总平面图”字样。
第四章 确定电源进线、变电所或配电室
配电装置、用电设备位置及线路走向
4.1确定电源进线
市政施工现场通常均采用10KV供电电源。10KV电源进线位置,一般为变压器位置或箱式变电室位置。为此,确定电源进线应考虑以下几种因素:
4.1.1进线位置应尽量靠近用电负荷中心,以缩短低压配电线路的送电距离,减少电能损耗,节省临电投资。
4.1.2进线地点较开阔,便于维护操作,具备装设变台围栏的空间。
4.1.3变台应避开塔吊的回转半径,且附近无任何材料堆放或易燃物。
4.1.4变台位置旁边无树木,不积水,并不致遭受外力碰撞损害。
市区内施工,因受环境条件制约,确定10KV电源进线主要由供电部门确定,施工单位可依据现场具体条件提出要求,及供电部门商定解决。
对于工程量较小,用电设备较少,施工期较短的工程,往往可采取临近外借低压电源以满足施工用电要求。
外借低压电源进线的确定,主要应考虑线路短,接近用电设备,安全可靠运行等因素。
4.2确定变电站或配电室
在市政施工现场,出现需设变电站或配电室的情况极少。此条可作为特殊情况特殊处理,不赘述。
市政施工现场临时用电通常采用10KV电源。对10KV变配电设备,可依据以下几种优先进行确定:
4.2.1一般施工现场,多可采用投资相对较少的杆上变台;
4.2.2市区内施工,因受环境限制,多采用箱式变电室;
4.2.3盾构施工,因10KV电源需进洞,必须采用箱式变电室;
4.2.4当外借低压电源时,只需在电源进线处设总配电柜或总配电箱。
市政施工现场环境条件变化多端,对变配电装置的选定应因地制宜,随机应变。例如,在没有任何电源的地区施工,就只有配备柴油发电机组供电。
4.3确定配电装置
所谓配电装置,是指能完成接受和分配电能的开关设备,如高低压配电柜,总配电箱及分配电箱等,均为配电装置。
为了便于说明本条的主题——确定配电装置,划清确定配电装置的范围,结合4.2条,首先对可供选定变台形式的构成,简介如下:
4.3.1杆上变台,也称柱上变台,主要构成部分包括10KV隔离刀闸,10KV跌落式熔断器,配电变压器,以及低压配电箱等。配电箱内设出线开关1至2块不等,供用户使用。
4.3.2箱式变电室,亦称厢式变电站。厢式变电站为组合式整体结构,分为三个间隔,其中两侧分别设10KV开关柜和低压开关柜,中间设变压器。低压开关柜内设多路出线开关,供施工单位使用。
盾构施工专用厢式变及上述厢式变相仿,只是在10KV间隔内设有10KV出线柜,为隧道内盾构机系统提供工作电源。
说到此,变压器容量施工单位选定后,杆上变台的高低压配电装置由供电部门选定,厢式变电室内高低压配电装置由生产厂家配置。自出线开关以下的配电装置则是施工单位必须考虑的范围,如确定总配电箱,分配电箱等配电装置。
根据《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)规定,施工现场应设总配电箱、分配电箱及开关箱,以实现三级配电的要求。
配电装置可参考下列情况进行确定:
4.3.3配电箱的设置,一台总配电箱对应于一台变压器。
4.3.4施工现场采用厢式变电室供电,其低压出线不含漏电开关时,应设总配电箱。
4.3.5总配电箱应靠近变压器设置。
4.3.6分配电箱的设置数量由现场实际需要确定,分配电箱在现场的布置,两箱之间的直线距离不应大于60米,即分配电箱的供电半径不应大于30米。
4.3.7开关箱的不确定因素较多,按实际情况随机而行。
4.4确定用电设备位置及线路走向
市政工程具有多样性,如路桥、管道、盾构、房建以及厂站等不同性质的工程施工,现场用电设备的分布及配电线路的走向随之发生点、线、面的变化。
不管哪种性质的施工现场,其工程主体、各类加工场地、生活及办公区等均是用电部位。用电部位的分布,则决定着配电线路的走向。配电线路的走向又及采用线路的形式密切相关。采用电缆线路还是架空线路取决于现场的环境条件。下面列举几种情况参考选择。
4.4.1路桥及管线施工现场是一条线,现场条件允许时,可采用费用较低的架空线路,否则应采用电缆线路。
4.4.2房建及厂站等施工现场,一般宜采用电缆线路。
4.4.3施工占地面积较大的现场,有条件时也可考虑采用架空线路及电缆相结合的配电线路。
4.4.4依据现场的实际情况,权衡利弊,确定配电线路的回路数。
4.4.5配电线路走向的确定,对线路的安全运行及节能至关重要。因此,确定线路走向应考虑以下几个方面:(一)既实现施工现场的全覆盖供电,又尽量避免线路的迂廻;(二)线路敷设的路由不应妨碍现场的正常施工;(三)不同敷设方式的线路,均不致遭受意外损害;(四)线路走向的确定,应尽量避免在施工工期内对线路进行二次拆改。
第五章 进行负荷计算
进行负荷计算的目的,是为向供电部门报装施工用电容量及选择变压器容量提供依据。
对于施工现场临时用电,进行负荷计算的常用方法,一般有两种:一是简化的需用系数法。此方法因涉及电工专业技术信息量少,计算简便,常被非电气专业人员采用。另一方法是需用系数法(各电气设计手册中均可查询)需用系数法是电气专业普遍的计算方法,对于有相关的电气专业人员进行负荷计算时,建议采用需用系数法。
例:某施工现场拟配置以下用电设备:
塔吊1台,对应于暂载率εe=15%时的额定功率Pe=48KW,cosφ=0.7;
交流焊机6台,对应于暂载率εe=25%时的单台额定容量,Se=21KVA,共126KVA,COSφ=0.65;
钢筋调直机切断机2台,单机额定容量Pe=9.1KW,共18.2KW,COSφ=0.8;
木工圆盘锯2台,单机额定容量Pe=4.5KW,共9KW,COSφ=0.8;
插入式振捣器10台,每台容量Pe=2.2KW,共22KW, COSφ=0.75;
空调15台,每台容量Pe=2KW,共30KW,COSφ=0.85;
照明1项,Pe=10KW, COSφ=0.8。
电源为三相四线制供电系统,电压为380V/220V。
问如何进行负载计算,即总计算有功功率Pjs,总计算无功功率Qjs,总计算视在功率Sjs,总计算电流Ijs各为多少?
解:
以列表的方式进行用电设备组的统计,并利用需用系数法计算,做法如下:
用电设备组统计及电力负荷计算(需用系数法) 表1
序号
用电设备组名称
设备台数
设备容量(KW)
需用系数
Kx
cosφ
tgφ
计算功率
Pjs
(KW)
Qjs
(KVar)
Sjs
(KVA)
Ijs
(A)
1
塔式起重机
1
48
1
0.7
1.021
37.18
37.96
2
变流电弧焊机
6
126
(KWA)
0.8
0.65
1.169
32.78
38.32
3
钢筋调直机
2
18.4
1
0.8
0.75
18.4
13.8
4
木工圆盘锯
2
9.0
1
0.8
0.75
9.0
6.75
5
插入式振捣器
10
22.0
0.7
0.75
0.882
15.4
13.58
6
空调
15
30.0
0.8
0.85
0.620
24.0
14.88
7
照明
1(项)
10.0
1
0.8
0.75
10
7.5
总计
37
191.4
-
-
-
46.76
132.79
取Kε=0.8
17.4
106.23
158.33
240.84
说明:
表中 Kx——需用系数,即同一用电设备组同时工作的需要系数,Kx随设备性质及台数多少而变化。
Kε——同时系数。表示全部用电设备同时工作的系数。Kε一般小于1。
cosφ——用电设备的功率因数。表示用电设备的性质和品质。当设备的cosφ不能预知,对于电动机可按0.8估算。
塔吊和电焊机可按表中数值计算。
tgφ——及cosφ相对应的正切值,这里只用作无功功率Qjs的计算。
参数表中数值,各种功率及电流的计算分别为:
Ue——为系统额定电压。
关于电焊机和塔吊容量计算的说明:
电焊机和塔吊均属于反复短时工作制的用电设备,在其设备铭牌上,一般均给出一组及暂载率相对的额定容量。对于此类反复暂时工作制的用电设备进行计算的设备容量就是将设备某一暂载率下的额定容量,统一换算到一个新的暂载率下的功率。其中暂载率是一个工作周期内工作时间t及工作周期T(工作时间及停歇时间之和)的比值。用符号ε表示,即ε=t/T。
下面对电焊机和塔吊分别举例说明其容量计算过程。
例1. 一台电焊机暂载率εe为25%时的额定容量Se为21KVA, cosφ为0.65,试计算其有功功率Pjs
对电焊机,要换算到ε=100%,因此
式中:
对应于Se的暂载率
其值为100%的暂载率
满载时的功率因数
换算暂载率时的有功功率
例2.
一台塔吊,其电动机组暂载率εe=15%时,铭牌容量为48KW, cosφ为0.7,工作电压三相380V,计算有功功率Pjs及电流Ijs
对塔吊电动机组的容量计算,要将其值换算到ε=25%
第六章 选择变压器
根据“用电设备组统计及电力负荷计算(需用系数法) 表1”举例中负荷计算的结果,总视在功率Sjs为158.33KVA,此数据即为选择变压容的基本依据,此外,一般还应考虑变压器的自身损耗。变压器自身损耗可按计算容量的5%考虑。因此,变压器容量可按下式计算:
式中Sjs总为加上变压器损耗的总视在功率。
根据计算结果,考虑变压器负载率控制在85%,可选择1台标称容量为200KVA的变压器。
变压器负载率验算:
在未考虑改善系统功率因数cosφ的情况下,本变压器的负载率为83%。满足使用条件。
第七章 设计配电系统
7.1设计配电线路,选择导线或电缆
7.1.1配电线路的设计
7.1.1.1配电线路有架空线路和电缆线路。具体采用哪种线路,主要取决于工程性质及施工现场的环境条件。同时还应兼顾对线路费用的多少。长距离的道路、管线施工,有条件时宜采用架空线路。污水处理厂、轨道工程及交通枢纽等工程施工,现场情况较复杂,宜采用电缆线路。在某些情况下,还可采取架空线路及电缆线路相结合的配电线路。在市区繁华的大街小巷内施工,一般不具备安装架空线路的条件,采用电缆线路更加合理。
7.1.1.2电缆线路的敷设
电缆线路的敷设方式,按现场具体情况可采取直埋敷设,小电缆沟敷设,以及用电杆架设或沿墙悬挂敷设。实际上,对电缆线路时常采用明暗结合的敷设方式,以便灵活的适应现场复杂多变的形式。
7.1.1.3架空线路及电缆线路的敷设要求
详见十三配电线路的安装,此不赘述。
7.1.2选择导线或电缆截面
在编制临时用电组织设计时,对于电缆截面的选择应出具计算过程,并应按照下列条件进行选择:
一按机械强度选择截面
二按发热条件选择截面
三按电压损失校验截面
在三相交流配电线路中,对导线或电缆截面的选择及计算过程基本相同。下面仅以电缆为例,说明选择其截面的过程。
例:某现场交流三相380V配电线路,拟采用五芯铜电缆直埋敷设,线路长150米,于50米处接负荷50KW,cosφ为0.8,末端150米处接负载荷30KW,cosφ为0.8。试选择电缆截面,并校验线路末端电压损失。
解:
第一步:按机械强度选择截面。导线或电缆在不同敷设条件下,对其最小截面的选择有机械强度的要求。此例中电缆为直埋,对机械强度无要求。
第二步:按发热条件选择截面。电缆的发热条件包括:电缆的工作电压、型号、芯数、敷设方式,环境温度以及通过电缆的电流等。按发热条件选择电缆截面,首先要计算出线路中的电流,然后根据已知发热条件,在各手册中查找安全载流量及此计算电流相近的电缆截面。
根据例中已知条件计算出配电线路的电流为:
根据已知线缆的发热条件,查VV-1 50mm²电缆在敷设温度25℃时载流量为175A。按发热条件电缆满足使用要求,但应对其进行电压损失的校验后,方能最后确定。
第三步:对按发热条件选择的电缆截面,进行电压损失的校验。
《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)规定,电压损失不超过线路额定电压的5%。
进行电压损失校验有两种方法,一是电流力矩法,一是负荷力矩法,其中负荷力矩法应更为广泛,此处采用负荷力矩法,其一般公式为:
式中: 电压损失(v),(其值等于线路首端电压减线路末端电压)
线路额定电压,单位为KV
P有功功率KW
Q无功功率KVar
R=r0l(),其中r0为每km线路的电阻(/km)
X=x0l(),其中x0为每km线路的感抗(/km)
计算式:根据例中已知条件,首先画出配电线路的等值电路,即
分别计算出图中1、2点的无功功率为:
设电缆的工作温度为60度,50mm²铜芯电缆的r0=0.47,x0=0.072,将相关数据代入公式:
电压损失检验结果:上例配电线路采用VV-1 50mm²的电缆,其末端电压比额定电压380V损失8.9V。若用电压损失的百分比表示:
则
电压损失2.3%,在规定范围之内。电缆满足使用条件。
7.2设计配电装置,选择电器
7.2.1设计配电装置
配电装置是指总配电箱,分配电箱和开关箱,关于配电装置的设计,《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)中提出了具体要求,这里就其及设计相关的重点内容,加以理论性说明。
7.2.1.1施工现场采用三相四线制配电系统。配电系统应设置总配电箱、分配电箱、开关箱,实现三级配电逐级保护的原则。
配电系统应力图三相负荷分配平衡。对于生活及办公区,因空调、电暖气、热水器等,单相用电设备较多,也应采用三相四线制供电。380V单相电焊机接入系统更应注意负荷的平衡分配(参见规范8.1.1)。
7.2.1.2规范规定:“动力配电箱及照明配电箱宜分别设置。当合并设置为同一配电箱时,动力和照明应分路配电;动力开关箱及照明开关箱,必须分设”(见规范8.1.4)。
此条关于动力箱及照明箱分别设置,无疑使现场配电箱和电缆线路大为增加,市政施工现场一般不采用,特殊情况,令当别论。光、力合一的配电方案较好,可收到少花钱多办事的技术经济效果,因此一直被广泛采用。
7.2.1.3总配电箱内应装设电压表、总电流表、电度表等。专用电能计量仪表的装设应符合当地供用电管理部门的要求。
7.2.1.4总配电箱中漏电保护器的额定漏电动作电流应大于30mA,额定漏电动作时间应大于0.1S,但其额定漏电动作电流及额定漏电动作时间的乘积不应大于30mA·S。
7.2.1.5配电箱、开关箱应采用冷扎钢板或阻燃绝缘材料制作,板厚应为1.2-2.0mm。箱体应做防腐处理。面层漆统一采用橘黄色,并喷涂企业徽标、单位名称、配电箱编号及电气警示符号(见规范8.1.7)。
7.2.1.6配电箱、开关箱的金属箱体、金属电气安装板必须通过PE端子板及PE线做电气连接。金属门及金属箱体必须通过采用编织软铜线做电气连接。
7.2.1.7开关箱所控设备操作频繁时,应附设接触器或其它启动控制装置。
7.2.1.8开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流不应大于30mA,额定漏电动作时间不应大于0.1S。
使用于潮湿或有腐蚀介质场所的漏电保护器应采用防溅型产品,其额定漏电动作电流不应大于15mA,额定漏电动作时间不应大于0.1S。
7.2.1.9配电箱应具备防雨、防尘功能,按安装方式分为固定式和移动式。
固定式配电箱、开关箱的安装高度为箱体中心线及地面垂直距离为1.4-1.6米。
移动式配电箱、开关箱采用支架安装,通常做成一体结构。配电箱、开关箱的安装高度为箱体中心线及地面垂直距离0.8-1.6米(见规范8.1.8条)。
移动式配电箱、开关箱的安装支架一般可用等边三角钢制作。经验表明,支架扭曲、变形、损坏现象甚多。设计时,应根据箱体重量,尺寸大小安装,适当选择角钢规格,做到稳定、坚固、耐用,以增加配电箱、开关箱的循环使用周期。
7.2.1.10设计配电装置的核心工作是根据需要实现的功能,进行电气设备的选择,并画出电气系统图和电器平面布置图。其中,电器平面布置决定着箱型及尺寸。配电箱、开关箱内电器安装尺寸的要求,参见表8.1.14规定。
7.2.2选择电器
7.2.2.1质量要求。配电箱、开关箱内的电器必须完好、可靠。严禁使用伪劣电器。同一施工现场或同批设计、制作的配电箱、开关箱内的电器,应选择相同品牌的产品,以便维护、更换(见8.2.1条)。
7.2.2.2总配电箱的功能要求:总配电箱的电器应具备电源隔离、正常接通及分断电路,以及短路、过载、漏电、保护功能(见8.2.2条)。
关于本条所提电源隔离,相关规程规定,当电气系统进行停电检修时,在系统的电源进线端应提供一个明显的断开点,通常依靠设置隔离开关实现这一功能。如果用透明外壳且具有可见分断点的断路器,则可不另设隔离开关,此举可大为减少配电箱内的开关器件,并缩小配电箱的体积。
总配电箱的电器设置应符合下列原则(忽略各级熔断器):
一、当总路设置总漏电保护器时,还应安装总隔离开关、分路隔离开关以及总断路器、分断路器,此情况对应于图1。
图1
当所设总漏电保护器是同时具备短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器时,可不设总断路器。此种情况对应图2。
图2
图1 图2中 1—隔离开关 2—断路器 3—漏电断路器
二、当各分路设置分路漏电保护器时,还应装设总隔离开关、分路隔离开关以及总断路器、分断路器。此要求对应图3。
图3
当分路所设漏电保护器是同时具备短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器时,可不设分路断路器。此情况对应于图4。
图4
(图3、图4中 1—隔离开关 2—断路器 3—漏电断路器)
三、隔离开关应设置于电源进线端,当采用具有可见分断点的断路器时,可不另设隔离开关。
依据本条规定,图2及图4可分别进一步简化成图5和图6。
图5
图6
根据上述情况,概括起来讲,总配电箱电气系统方案有两个:一个是总开关为漏电断路器,各分路开关为断路器,如图5所示。另一方案是总开关为断路器,各分路开关采用漏电断路器,如图6所示。图中1为漏电断路器,2为断路器,两种断路器均采用透明外壳式产品,两方案才能成立。
四、总开关的额定容量应根据变压器容量或外接电源容量进行合理选择;分路开关的容量则根据相应回路的负荷容量进行选择。
“总开关电器的额定值、动作整定值应及分路开关电器的额定值、动作整定值相适应”,以实现上、下级开关电器分级保护。(以上的一至四条参见规范第8.2.2条)。
7.3设计接地装置
按照《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)规定:施工现场临时用电设备的防触电安全保护,应采用TN-S系统。TN-S中,T表示变压器的中性点直接接地;N表示电气设备正常不带电的金属外壳采用接零保护;S表示系统中工作零线N及专用保护零线PE分开设置。
当外借低压电源时,若原系统为TN-C系统,即工作零线及保护零线合一混用的系统,电源引入现场后,也应改为TN-S系统,具体做法是在总配箱处做一组接地极,将原零线进行重复接地后,分别引出工作零线N和保护零线PE。
接地装置的设计大致包括以下内容:
7.3.1变压器中性点工作接地(通常又称变台‘三位一体’的接地)装置,接地电阻一般不大于4Ω。顺便提起注意,由供电部门承装变台‘三位一体’的接地装置,其接地电阻值往往达不到规范规定要求,遇到此类情况,用电单位需自行补做接地极。若情况不明,接过来就使用是存在安全隐患的。
7.3.2重复接地,重复接地是指对专用保护零线PE进行再一次的接地,其接地电阻一般不大于10Ω。对于施工现场,规范规定在线路全长的中间及末端应对PE线进行重复接地。
7.3.3垂直接地体的材料选择。垂直接地体可采用规格不小于φ19的圆钢,50*50*5的角钢及DN50的钢管,其长度为2.5米。垂直接地体所需根数依现场土壤情况变化。
7.3.4水平接地体及接地引线可采用40*4的扁钢。
7.3.5接地极的排列形式可采用直线一字型。L型及放射型等,可根据现场情况灵活掌握。接地极顶端埋设深度一般不小于0.7米。
接地装置的设计对普通电工是较熟悉的问题,此不详述。
7.4绘制临时用电工程图纸,主要包括临时用电工程总平面图,配电装置布置图,配电系统接线图,接地装置设计图
7.4.1临时用电工程总平面图应根据项目部大施工组织设计中的工程总平面图单独绘制。绘制内容应包括工程主体、各临时加工场地、生活及办公区的用电部位的分布情况;变压器、总配电箱的安装位置,各路配电干线的走向,以及各路分配电箱的分布情况等。
7.4.2绘制平面图时,应注意突出主体。在用电工程总平面图中电气是主体。绘制时,变压器、配电箱以及配电线路等,电气图形符号,均应该用粗线条表示,其余用细线条表示。平面图中的纵、横坐标应注明尺寸。
图中应标明导线或电缆的型号、规格、敷设方式及配电箱的编号等。
7.4.3绘制配电系统图接线图,配电系统接线图,通常采用单线形式绘制,称为单线系统接线图。
临时用电组织设计中应绘制的系统接线图有总体配电系统图及总配电箱、分配电箱系统图。
总配电系统接线图的绘制范围:自10KV进线电源开关至分配电箱。配电箱的系统接线图则只限于各配电箱自身,系统图对设备的正确安装、使用、维护及安全运行发挥主要作用。
绘制系统图时,应采用规范的电气图形符号和文字符号。横竖线条之间应当有标准电器规范及文字符号的空间,图纸的绘制效果应整体布局合理,清晰、美观。
7.4.4接地装置设计图应在电气平面图中及配电干线一并绘出。接地平面图用粗虚线表示,主要内容应包括:变压器工作接地及重复接地及PE线的连接点。
第八章 防雷及接地
8.1施工专用配电变压器的接地及接零
施工现场临时用电工程专用的电源中性点直接接地220/380V三相四线制低压电力系统,必须采用TN—S接零保护系统。其示意图如下:
变压器供电时TN—S接零保护系统示意
1—工作接地;2—PE线重复接地;3—电气设备金属外壳(正常不带电的外露可导电部分);L1、L2、L3—相线;N—工作零线;PE—保护零线;DK—总电源隔离开关;RCD—总漏电保护器(兼有短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器);T—变压器
8.2施工用电及外电线路共用同一供电系统的接地及接零
当施工现场及外电线路共用同一供电系统时,电气设备的接地、接零保护应及原系统保持一致。不得一部分设备做保护接零,另一部分设备做保护接地。
采用TN-S系统做保护接零时,工作零线(N线)必须通过总漏电保护器,保护零线(PE线)必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处引出形成局部TN—S接零保护系统。示意图如下:
三相四线供电时局部TN—S接零保护系统保护零线引出示意
1— NPE线重复接地 2—PE线重复接地
8.3接地及接零的要求
8.3.1保护零线应由工作接地、配电室(总配电箱)电源侧零线或总漏电保护器电源侧零线处引出。
8.3.2在TN接零保护系统中,PE保护零线应单独敷设。保护零线除必须在配电室或总配电箱处做重复接地外,还必须在配电系统的中间处和末端处做重复接地。每一处重复接地的接地电阻值不应大于10Ω。
8.3.3在TN系统中,严禁将单独敷设的工作零线再做重复接地。
8.3.4PE线上严禁装设开关或熔断器,严禁通过工作电流,且严禁断线。
8.3.5用电设备的PE保护接零应并联连接,严禁串联连接。所用导线必须是绿/黄双色绝缘多股铜线。及电气设备相连接的PE线最小截面不应小于2.5mm²。及手持式用电设备相连接的PE线截面不得小于1.5mm²。
8.3.6在配电线路中PE线所用材质及相线、工作零线(N线)相同时,其最小截面应符合下表的规定。
相线芯线截面S(mm²)
PE线最小截面(mm²)
S≤16
S
16<S≤35
16
S>35
S/2
8.3.7在TN系统中,下列电气设备不带电的外露可导电部分应做保护接零;
8.3.7.1电动机、变压器、电器、照明器具、手持电动工具的金属外壳。
8.3.7.2电气设备传动装置的金属部件。
8.3.7.3配电柜及控制柜的金属框架。
8.3.7.4配电装置的金属箱体、框架及靠近带电部分的金属围栏和金属门。
8.3.7.5电力线路的金属保护管,电缆铠装保护层,敷线的钢索、起重机的底座和轨道、滑升模板金属操作平台等。
8.3.7.6安装在电力线路杆(塔)上的开关、电容器等电气装置的金属外壳及支架。
8.3.7.7城防、人防、隧道等潮湿或条件特别恶劣施工现场的电气设备必须采用保护接零。
8.3.8在TN系统中,下列电气设备不带电的外露可导电部分,可不做保护接零;
8.3.8.1在木质、沥青等不良导电地坪的干燥房间内,交流电压380V及以下的电气装置金属外壳(当维修人员可能同时触及电气设备金属外壳和接地金属物件时除外);
8.3.8.2安装在配电柜、控制柜金属框架和配电箱的金属箱体上,且及其可靠电气连接的电气测量仪表、电流互感器、电器的金属外壳。
8.3.9当采用普通隔离变压器时,其二次侧一端应接地,且变压器正常不带电的外露可导电部分应及一次回路保护零线相连接。
8.4配电变压器的接地
8.4.1单台容量超过100KVA的配电变压器的工作接地电阻值不得大于4Ω。单台容量不超过100KVA的配电变压器的工作接地电阻值不得大于10Ω。
8.4.2室外柱上变压器应采取三位一体接地(即变压器中性点、变压器金属外壳、和避雷器的接地线连同一点及同一个接地装置的连接)。其接地电阻值不得大于4Ω。
8.5发电机的接地
8.5.1发电机组应采用电源中性点直接接地的三相四线制供电系统和独立设置TN—S接零保护系统,其工作接地电阻值应符合下列要求。
8.5.1.1发电机单台容量超过100KVA或并联运行总容量超过100KVA的工作接地电阻值不得大于4Ω。
8.5.1.2单台容量不超过100KVA的发电机或并联运行总容量不超过100KVA的工作接地电阻值不得大于10Ω。
8.5.2移动式发电机供电的供电设备,其金属外壳或底座应及发电机电源的接地装置有可靠的电气连接。
8.5.3移动式发电机系统接地应符合配电变压器系统接地的要求,下列情况可不另作保护接零:
8.5.3.1移动式发电机和用电设备固定在同一金属支架上,且不供给其他设备用电时;
8.5.3.2不超过2台的用电设备由专用的移动式发电机供电,供、用电设备间距不超过50m,且供、用电设备的金属外壳之间有可靠的连接时。
8.6防雷
8.6.1施工现场和临时生活区的井字架、脚手架、正在施工的建筑工程的金属结构以及塔式起重机、机具、烟囱、水塔等设施应按下表规定安装防雷装置。
施工现场内机械设备及高架设施需安装防雷设置的规定
地区年平均雷暴日(d)
机械设备高度
≤15
≤50
>15<40
≤32
≥40<90
≤20
≤90及雷害特别严重地区
≤12
注:北京地区雷暴日数每年平均35.6日
8.6.2施工现场内所有防雷装置的冲击接地电阻值不得大于30Ω。
8.6.3做防雷接地机械上的电气设备,所连接的PE线必须同时做重复接地,同一台机械电气设备的重复接地和机械的防雷接地可用同一接地体,但接地电阻应符合重复接地电阻值的要求。
8.6.4塔式起重机的防雷接地应符合以上3条的要求。轨道式塔式起重机装置的设置应符合下列要求:
8.6.4.1轨道两端各设一组接地装置;
8.6.4.2轨道的接头处做电气连接,两条轨道端部做环形电气连接;
8.6.4.3较长轨道每隔不大于30m加一组接地装置。
8.7接地装置的安装
接地装置适用于配电变压器低压侧中性点的工作接地、发电机中性点的工作接地、保护接零系统的重复接地及防雷接地的安装。
依据施工现场勘察及相关图纸资料确定接地装置采取的方式,采用自然接地体或是人工接地体。并绘制接地装置平面图。
8.7.1自然接地体,可利用建筑物钢筋混凝土基础钢筋、灌注桩内的钢筋、金属井管、地下金属管道(非易燃易爆气体液体管道)等做为接地体,但应保证其全长为完好的电气通路。
8.7.2人工接地体
人工接地体所用材质一般为镀锌钢材,垂直接地体一般为φ50钢管,管壁厚2.5mm,角钢为50×50×4,圆钢为φ19~25,垂直接地体的长度为2.5m。水平接地体为40×4(或50×5)的扁钢。
8.7.3人工接地体的敷设
8.7.3.1接地体的埋设深度不应小于0.7m。回填土时不应夹有石块和建筑垃圾。
8.7.3.2垂直接地体的间距不应小于5m。
8.7.3.3接地体(线)的连接采用焊接,焊接必须牢固,无虚焊,无夹渣,不能损坏接地体本身,接至电气设备上的接地线应用镀锌螺丝连接,连接处加弹簧垫。
8.7.3.4接地体(线)的焊接采用搭接焊,焊接后清除焊渣并进行防腐处理。其搭接长度必须符合下列规定:
8.7.3.4.1扁钢为其宽度的2倍,至少三面焊接;
8.7.3.4.2圆钢为其直径的6倍,双面焊接;
8.7.3.4.3圆钢及扁钢连接时,其长度为圆钢直径的6倍;
8.7.3.4.4扁钢及钢管、扁钢及角钢焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外,并应焊以由钢带弯成的弧形(或直角形)卡子,或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)及钢管(或角钢)焊接。
8.7.3.5人工接地体施工完成回填土之前必须请监理人员验收,并填隐验单,回填土后及时测试其接地电阻值,请监理人员确认并做好记录。
8.7.3.6地下接地体(接地网)在引出地面后应做断接卡,以便接地电阻值的测试。
8.7.3.7防雷接地装置冲击接地电阻值,对于同一接地装置小于工频接地电阻,两者一般相差不大,二者可以换算,也可用工频接地电阻值代替冲击接地电阻。
工频接地电阻值R,除以下表所列比值,即可求出接地体的冲击电阻值Rch。
接地体的工频接地电阻及冲击接地电阻值的比值R/Rch
各种形式接地体中接地点到接地体最远端的长度(m)
土壤电阻率P(Ω·m)
≤100
500
1000
≥2000
比值 R/Rch
20
40
60
80
1
—
—
—
1.5
1.25
—
—
2
1.9
1.6
—
3
2.9
2.6
2.3
8.7.4不得采用铝导体做接地体或地下接地体。垂直接地体不得采用螺纹钢。
第九章 外电线路的防护
9.1在建工程不得在外电架空线路下方施工,搭设作业棚、建造生活设施或堆放构件、架具、材料及其他杂物。
9.2在建工程(含脚手架)的周边及外电架空线路的边线之间的最小安全距离应符合下表之规定。
在建工程(含脚手架)的周边及架空线路边线之间最小安全操作距离
外电线路电压等级(KV)
<1
1-10
35-110
220
330-500
最小安全操作距离(m)
4.0
6.0
8.0
10
15
注:上、下脚手架的斜道不宜设在有外电线路的一侧。
9.3施工现场的机动车道及外电架空线路交叉时,架空线路的最低点及路面的最小垂直距离应符合下表规定。
施工现场的机动车道及架空线路交叉时的最小垂直距离
外电线路电压等级(KV)
<1
1-10
35
最小垂直距离(m)
6.0
7.0
7.0
9.4起重机严禁越过无防护设施的外电架空线路作业。在外电架空线路附近吊装时,起重机的任何部位或被吊物边缘在最大偏斜时及架空线路边线的最小安全距离应符合下表规定。
起重机及架空线路边线的最小安全距离
安全距离(m)
电压(KV)
<1
10
35
110
220
330
500
垂直方向
1.5
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.5
沿水平方向
1.5
2.0
3.5
4.0
6.0
7.0
8.5
9.5架空线路的防护
对于达不到上述9.2-9.4条规定时,必须采取设置屏障、遮栏、围栏、保护网等把外电线路和施工现场绝缘隔离的防护措施。并应悬挂昼夜均醒目可见的警告标志。绝缘隔离防护措施的实施应做到如下几点:
9.5.1必须经有关部门批准,采用线路暂时停电或其他可靠的安全技术措施,并应有电气工程技术人员和专职安全人员监护。
9.5.2隔离防护设施宜采用木、竹或其他绝缘材料搭设,不宜采用钢管等金属材料搭设。
9.5.3防护设施及外电线路之间的安全距离应符合下表规定。
防护设施及外电线路之间的最小安全距离
外电线路电压等级(KV)
≤10
35
110
220
330
500
最小安全距离
1.7
2.0
2.5
4.0
5.0
6.0
9.5.4防护设施应坚固、稳定,且对外电线路的隔离应达到IP30级,能承受施工过程中人体、工具、器材等落物的意外撞击。IP30级,能防护直径不小于2.5mm的固体异物穿过。
9.5.5当防护设施无法实现时,必须及有关部门协商
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