施工现场临时用电安全技术规范Word下载.docx
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这是电气接地和接零的两种保护系统的专用符号。
第一个字母T,表示工作接地,第二个字母T,表示保护接地;
第二个字母N,表示保护接零。
当我们施工现场的电网,从外电高压经变压器降到低压供电时,将变压器中性点与大地直接连接作的接地,就叫做工作接地。
如果没有这种接地,一旦变压器高压侧或低压侧绝缘发生问题,高压侧将影响到低压侧,使低压侧的电压升高,现场电气将全部被摧毁,不能正常工作。
有了这种接地,再发生同样情况时,高压侧大量电流将通过接地体向大地作半圆形扩散,则低压侧的电位升高很小,这样就保障了低压侧电网的运行安全,因为这种接地可以稳定系统的电压,保证电气正常工作,所以叫工作接地,接地的阻值不大于4欧姆。
工作接地的作用是稳定系统的电位,限制系统对地电压不超过某一范围,减少高压窜入低压的危险。
但是这种工作接地不能保障人体触电时的安全,当发生人体触及带电的设备外壳时,还要依靠保护接地,保护接零等措施去解决。
(1)什么是保护接地
为了保护人体触电时的安全,将用电设备的金属外壳与大地连接,这种接地是为了保护人身安全的,所以叫保护接地。
保护接地与工作接地阻值都是4欧姆,由于保护接地与触电时的人体之间是并联的,所以电流将同时通过人体和接地体流向大地再回到变压器中性点,而人体阻值1000欧姆远大于保护接地阻值4欧姆,阻值越大通过电流越少,所以大量电流经保护接地,从而使人体得到了保护。
但是由于电网中性点已作了接地,与大地之间有了电气连接不是相互绝缘的,所以保护效果就不理想。
经过计算,人体触电时故障点电压仍为110v,电流为27.5A,所以虽然较220v有了明显降低,但仍然不是安全电压,27.5A的电流也不能迅速切断容量较大的设备电流,保护效果仍不理想。
另外,每台设备都设置保护接地的作法也是不经济的。
(2)什么是保护接零
将用电设备的金属外壳与电网的零线连接就叫保护接零,保护接零必须与保护切断相配合。
当三相设备中一相发生碰壳时,该相电流通过设备金属外壳流经零线回到变压器中点,形成该相对零线的单相短路,由于短路电流大,所以迅速将熔断器的保险切断,从而断开电流消除危险。
保护接零实质上是将用电设备的碰壳故障改变成为单相短路故障,从而获得较大的电流,快速的熔断保险,断开电源避免事故。
如果不采取保护措施,设备漏电后,外壳上将长期存在危险电压,此危险电压不会自动消除,一旦人体触及就会发生触电事故。
(3)保护接地与保护接零
TT与TN相比较,TN的安全效果更好更安全,所以《规范》规定:
在施工现场中性点直接接地的电力线路中,必须采用保护接零系统。
于是有人便认为不管什么情况,必须采用保护接零。
但是《规范》还规定:
当施工现场与外电线路共同用一供电系统时,电气设备应根据当地要求作保护接零或保护接地。
就是说,不是什么情况施工现场都一律采用保护接零。
当施工现场自己设置变压器形成一个独立供电系统时,应中性点接地并采用保护接零措施;
当施工现场没设置变压器,直接用当地电业部门低压侧供电时(此时施工现场与外电线路为一个供电系统),应根据当地电业部门的规定采用适当的保护措施。
例如天津电业局规定,凡直接用电业局低压侧电源供电的必须采用保护接地,不准用保护接零。
因为电业部门线路的零线带电,只能用于工作零线不能作保护零线,否则会带来危险。
另外,当分包单位采用总包单位电源供电时,分包单位应视总包单位的保护措施情况,与总包单位相一致,不允许在同一供电系统中,一部分设备作保护接零,别一部分设备作保护接地。
(4)什么是重复接地
当保护零线一旦断线,系统将失去保护措施。
为了减轻保护零线断线后的危险、降低故障点对地电压和缩短故障的持续时间,在电网的始端、末端和中间多处的零线上再作接地,就叫重复接地。
重复接地是保护接零的补充保护,其阻值不大于10欧姆。
对高大的设备,对设备比较集中的地方都应作重复接地。
2、TN-S系统
在TN系统中有TN-C、TN-S和TN-C-S三种形式。
(1)TN-C是三相四线制中,工作零线与保护零线合一的系统,它有以下缺陷:
1零线发生断线时,单相设备会将相线电流,经工作零线到保护零线再到设备外壳,使现场设备外壳自行带电造成事故。
2当电网内有三相设备同时接有单相设备时,会造成三相不平衡零线带电,当三相不平衡严重时,可导致触电事故。
3给接装漏电保护器增加了困难,容易造成误动作。
(2)TN-S是三相四线制中,工作零线与保护零线分开的系统,也叫具有专用保护零线的保护接零系统,它克服了TN-C的缺陷。
1由于工作零线(N)和保护零线(PE)分设,从而可以做到保护零线不再因三相不平衡产生电流问题,因为工作零线与保护零线是两条相互绝缘的线路,所以不再受干扰。
2当发生工作零线断线时,只影响单项设备的正常工作,不会损害系统中的保护功能。
3当发生保护零线断线时,只会使断点以后的设备失去保护功能,并不会因此而直接导致事故发生。
4采用TN-S后,线路上装设漏电保护器的问题也相应得到解决。
由于工作零线与保护零线分设,工作零线穿过漏电保护器,保护零线不穿过漏电保护器,可以在专用的保护零线上作重复接地,线路清楚不会干扰发生误动作。
(3)TN-C-S,当在同一用电系统中,可以同时有TN-C和TN-S两种形式。
例如某分包单位使用总包单位提供电源施工,总包单位供电采用了TN-C系统时,分包单位在自己用电的第一个配电箱处作重复接地,然后从重复接地处引出PE线,这样在分包单位施工的范围内就形成了TN-S系统,在总包的整个供电系统中,就形成了TN-C-S系统,这样做是符合电气规定的。
3、保护零线的设置要求
(1)专用的保护零线必须保护其可靠性,应由工作接地处引出。
(2)为保证保护零线的可靠性,在其线路上不允许安装开关和熔体,保护零线不准穿过漏电保护器。
(3)电箱中设两块端子板(工作零线端子板与保护零线端子板),保护零端子应与金属箱体、金属底板连接,而工作零端子应与金属箱体、金属底板及保护零线绝缘。
每个端子接点只能固定一根导线,避免接点松动。
(4)保护零线不应用铝线,应采用多股铜线。
(5)保护零线应作重复接地,以提高其可靠性。
(6)架空线路应有其固定位置和颜色。
4、保护零线与工作零线混接的危害
采用TN-S后系统内应有专用的保护零线,任何情况下不能有与工作零线混接的情况。
由于保护零线的作用是保护人体避免触电事故的,所以保护零线在正常工作时是处于不带电的状态,而工作零线在单项设备不工作时没有电流流过,若单相设备一旦工作,工作零线会有电流产生。
如果现场某处工作零与保护零错接,单相设备的工作电流便会导致现场其它用电设备外壳有带电的危险,从而导致发生触电事故。
施工现场采用了TN-S系统后,不只是简单地把四线变成五线的敷设型式就可以提高其供电可靠性,而必须在检查中认真核对PE线的设置是否正确,否则将会更不安全。
三、配电箱、开关箱
由于施工现场用电采用了TN-S系统,从而提高了供电系统的本质安全,而采用三级配电两级保护及推行标准电箱,将提高施工现场用电的本质安全。
配电箱是施工现场电源与用电设备的中枢环节,而开关箱上接电源线,下接用电设备也是用电安全的关键,所以正确设置与否是一个非常重要的问题。
1、关于“三级配电、两级保护”
(1)三级配电
为了便于管理,规范要求最好实行三级配电,即在总配电箱下设分配电箱,分配电箱以下设开关箱,开关箱是末级,以下就是用电设备,这样总体上形成三级。
分配电箱是为用电系统分路供电的控制箱,如是一个加工厂,可以每车间设一个分配电箱,若是一个工地,可以分路。
(例如:
一路给搅拌机棚,一路给塔吊,一路给工程栋号施工),每一路设一个分配电箱,当某台用电设备出现故障时,只拉分配电箱闸就可以进行维修,不用拉总闸,若是现场发生了电气故障也便于查找。
每台设备设一开关箱,分配电箱与开关箱距离不大于30m,开关箱与被控制固定设备的水平距离不大于3m,当用电设备发生故障时,便于迅速切断电源。
(2)两级保护
这里说的“保护”主要是讲加装漏电保护装置。
“两级”是指除在末级(开关箱)设置漏电保护器外,还要在上一级(分配电箱或总配电箱中)再设置漏电保护器,总体上形成两级保护。
因为用电规范规定:
“施工现场所有用电设备除做保护接零外,必须在设备负荷线的首端处设置漏保护装置”、“开关箱中必须装设漏电保护器”,漏电保护器应装在配电箱和开关箱,两级漏电保护器之间具有分级分段保护功能。
2、为什么规定加装漏电保护器
我们已经采用了具有优越性的TN-S系统,为什么还要再加装漏电保护器呢?
(1)对容量较大的设备保护能力弱
因为保护接零是利用较大的短路电流,迅速切断熔体来实现保护的,如果达到迅速切断的目的,就必须保证切断电流足够大,因为电流越大,切断所需的时间越少。
规范规定切断时间不大于10s,经试验切断电流达到熔体额定电流4倍时,熔体熔断时间10-15s。
然而系统中的短路电流不是无限大,经计算为147A,当线路越长,线路阻抗加大,电流相应减小,所以当设备容量较大、线路过长时,往往不能保证迅速切断故障电流,设备带电时间长而有危险。
(2)对较小的漏电电流没有保护能力
在施工现场多数情况下不都是发生相线直接碰壳故障,有些电气设备因受潮、过热使绝缘程度下降,这时一般在故障点都会有泄露电流向金属外壳,但由于电流不大(或几十毫安、或几百毫安等),这样小的电流熔断器不会熔断,然而这些漏电电流对人体却有触电危险(当超过50mA时发生痉挛,当达到100mA时危及心脏导致死亡)。
鉴于以上情况,所以规定既做保护接零,还是加装漏电保护器,以达到对人的可靠保护的目的。
3、漏电保护器的参数
(1)主要参数
①“额定电流”:
漏电保护器在不间断工作下,能承载的电流。
与所控制的设备容量相适应。
②“额定漏电动作电流”:
漏电保护器在达到此值时,即动作,断开电源(高灵敏度的漏电保护器为30mA以下)。
③额定漏电动作时间”:
在通过规定的漏电电流值时,在不超过此时间内,漏电保护器动作。
(快速型保护器分断时间不大于0.1s)。
④额定漏电不动作电流”:
漏电保护器在达到此值以前时不动作。
一般此值为动作电流值的1/2,如果保护器过于灵敏,会因误动作而影响生产的正常进行。
⑤漏电保护器设计安全限值为:
漏电动作电流×
漏电动作时间=30mA.S
(2)参数的选择
正确的选择两级保护器的参数才能达到分级分段的目的;
正确的选择开关箱中漏电保护器参数以适应不同作业条件下的保护。
1总配电箱设保护器
在电网进线端总隔离开关的负荷侧设置。
该级漏电保护器主要用以消除触电事故为目的的间接保护。
这种总的漏电保护有报警和切断两种方式,一般采用报警,当采用切断方式时,整个低压供电系统的停电会造成较大的影响。
参数选用一般选漏电动作电流较大的(300-1000mA),此值应大于漏电网正常运行实测最大值的2倍。
2分配电箱设保护器
这一级漏电保护器也是作为间接保护,同时也可作为末级保护器补充保护。
动作电流值应大于运行中实测泄漏电流的2.5倍,一般可选100mA-200mA。
在总配电箱安装或在分配电箱安装漏电保护器。
各有优缺点,总配电箱量少,在总配电箱设置比较经济,并可以保护总配电箱到分配电箱的线路,但给管理上带来一定困难,一旦掉闸会造成全现场停电,影响大;
分配电箱设置要比总配电箱设置需要的漏电保护器数量多,但可以把故障解决在分配电箱以下,不会给其它分路带来影响,并且分配电箱设置的漏电保护器参数较总配电箱的更接近安全限值,对末级开关箱起补充保护的作用。
3分级选择参数
在实行分级保护选用各级漏电保护器时,总希望其动作电流值越小越安全,但是由于施工现场配电线路和用电设备的绝缘程度不会都是良好的,总是由于种种情况存在着一定的漏电电流,线路越长、设备容量越大、绝缘程度越差以及环境条件(热、湿、尘)越不好,漏电电流也就越大。
如果选用漏电电流值过小,则会造成经常性的误动作,所以应选择不动作电流值大于正常泄漏电流值。
例如在搅拌机棚内设置的分配电箱,其漏电保护器漏电流值若选择过小(例如选75mA),当棚内有三台搅拌机,由三个开关箱分别控制,各开关箱漏电保护器参数为30mA×
0.1s,此时若每台漏电15mA,则开关箱内保护器不动作,但会导致分配电箱掉闸,因为三台15mA相加为45mA,此值大于分配电箱中的75mA的1/2,会发生越级掉闸的不正常现象,所以正确选择漏电保护器的参数,是实现分级分段保护的关键。
4开关箱设保护器
《规范》规定开关箱中必须装设漏电保护器,开关箱是线路的末端,人员接触频繁,设置漏电保护器的作用是:
可提供间接触电保护并对直接触电保护进行补充保护,主要用来对有致命危险的人身触电防护。
规定选用快速型(0.1s)高灵敏度(30mA以下)的保护器。
(对容量较大的用电设备可选用50mA),对于潮湿场所由于作业条件差,所以应选用漏电动作电流15mA的保护器。
“直接接触保护”是指防止人与带电体直接接触的防护。
例如电器设备内的电源线路采取的绝缘保护就是直接保护;
“间接接触保护”是指防止人与故障情况下变为带电的导体接触的保护。
例如电器设备的金属外壳带电问题。
为防止触电而采取的保护接零、加设漏电保护器以及采用绝缘外壳双层绝缘等。
4、隔离开关
隔离开关主要选用于高压电气中的电器元件。
其主要用途是在检修中或备用中,保证电气设备与其它正在运行中的电气设备隔离,并给工作人员有可以看见的在空气中有一定间隔的断路点,保证检修工作的安全。
隔离开关没有灭弧能力,绝对不许带负荷拉、合闸,否则会造成事故。
因此必须在负荷开关切断以后,才能拉开隔离开关,同样,只有先合上隔离开关后,再合其它开关,其作用就是空载情况下接通和切断电源。
按照以上要求,刀型开关、组合开关、熔断器等都有明显断开点,可以用做隔离开关,而空气开关等断点不明显,不能做隔离开关。
隔离开关是电箱内的总开关,应设置在电源的进线处,漏电保护器应设置在隔离开亲的负荷侧,开关箱中如果用隔离开关兼作电气设备的负荷开关时,只能控制5.5kW以下的动力线路。
配电箱内有分路布置的,应在各分路处加装分路隔离开关,以保证各分路的电气隔离。
为避免隔离开关的带负荷拉合闸的误操作,应在电箱的隔离开关处设置连锁装置,防止发生事故。
5、关于“一机一闸一漏一箱”
《规范》规定“每台用电设备应有各自专用的开关箱”、“必须实行一机一闸制”、“开关箱中必须装设漏电保护器”,把以上规定进行简单归纳,即为“一机一闸一漏一箱”。
(1)“一机一闸”
每台用电设备都由一个电气开关控制,不能一个开关控制两台,如果一把闸刀开关控制两台设备,当容量不一样时,其保险不好匹配,如按容量小的配,则一启动保险烧断,若按容量大的配,则容量小的起不到过载保护作用,可能烧毁电机而保险未断。
当两台容量一样时,可以解决保险配制问题,但工作中一台发生故障需要维修,而另一台需继续工作不能同时满足。
此外还容易发生误操作而导致事故。
(2)“一箱一漏”
有的施工现场在设备比较集中的地方(比如钢筋车间等)采用了将开关电器也集中设置在一个大的开关箱内的做法,虽然节省了电箱,但很容易发生误操作事故。
《规范》规定开关箱距被控制设备水平距离不大于3米。
其目的是当发生故障时,可以用最快的速度切断电源避开危险。
合用开关箱,各电器开关距被控制设备有远有近,达不到规范要求。
而且由于不是专用的开关箱,拉、合闸时会导致误操作事故。
另外,开关箱内设置的漏电保护器,也是同其他电气开关一样只能用于某一台用电设备的保护,不能同时保护多台,否则达不到保护功能还容易有误动作。
漏电保护开关是一种电气专用的安全装置,禁止用漏电保护器代替电器开关,当频繁使用时会造成机构装置的磨损,降低其灵敏度。
6、关于电箱的制作
配电箱、开关箱的设计制作是一项非常严肃的工作,必须认真对待。
从箱体的选材、制作到电器元件的检测、安装,都必须按照《规范》的要求,对应所控制的线路或设备分别逐项进行。
电箱内所有电器在安装前,应逐件检测确认符合要求,电器装置安装端正牢固。
开关电器能否正常工作与其安装质量有关,箱内导线必须采用绝缘良好、接头不松动、没有外露导电部分,否则容易引起火花或高温。
电箱内应设计有专用接线端子板,进出线设有卡子防止承受过大拉力,电箱全部组装后应做整机检测,合格者应有合格标志。
四、现场照明
1、设置照明专用线路
《规范》规定“动力配电箱与照明配电箱宜分别设置,如合置在同一配电箱内,动力和照明线路应分路设置”。
规范要求照明要自成独立配电系统,其目的是在动力配电因故停电不会影响照明,否则一发生故障现场失去照明,也使故障不能尽快排除。
照明灯具等也是现场用电设备,所以灯具的金属外壳也必须按规定做保护接零。
“单相回路的照明开关箱内必须装设漏电保护器”。
施工现场往往只注意动力设备而忽视照明,特别是室内照明设置不规范,有的施工单位用220V碘钨灯作移动照明、外壳不接零、开关箱内无漏电保护器、灯具架设高度低、灯具离易燃物近、线路过长等,触电事故常有发生。
2、关于安全电压
(1)50V以下即为安全电压,安全电压是一个系列42V、36V、24V、12V、6V,按照不同的作业条件选用适合的电压等级。
(2)24V以上的电压安全是有条件的,线路必须采用绝缘防护。
就是说36V等级的电压仍然有触电的危险,不允许人体触及裸露的带电体(包括触点、接头等)。
过去有人误认为36V是绝对安全电压,长时间接触也不会有危险,实际上36V的安全是有条件的,当持续接触超过10S,仍然会导致事故(有发生痉孪的可能,也可导致二次伤害)。
所以我们在采用36V安全电压供电时,其线路敷设及用电设备的使用仍然要按规定做,在有些特别潮湿作业以及在容器内的用电,必须采用24V、12V电源供电。
3、在下列情况下应采用36V以下电源
(1)灯具、线路架设高度,室外低于3m,室内低于2.4m;
(2)使用行灯做照明时;
(3)在潮湿作业场所照明,应使用36V及24V;
(4)在金属容器内照明应采用12V。
4、照明变压器
必须使用双绕组型变压器,防止一次电压的威胁。
外壳应保护接零。
一次线长度不应超过3m。
为防止短路事故,变压器一次侧和二次侧均应装设熔断器,二次侧熔丝应按负载配制。
五、配电线路
配电线路的选材及敷设方式,应按照用电施工组织设计中绘制的图纸进行。
1、架空线路
《规范》规定“架空线必须设在专用电杆上”、“木杆梢径不小于130mm”、“架空线路的档距不得大于35m”,“线间距离不得小于0.3m”,并规定“绝缘铝线截面不小于16mm2、绝缘铜线不小于10mm2”、“最大弧垂与地面距离,施工现场4m,机动车道6m”。
为避免接线错误,规定了相序排列:
面向负荷,从左侧起,五线为L1、N、L2、L3、PE;
动力与照明分设为上层L1、L2、L3;
下层L1、(L2、L3)、N、PE。
对照规范检查,现场使用木杆直径过细,对承受线路拉力和上杆架线操作会带来危险;
横担长度不够,原为四线横担,改为五线横担没有加长(四线长1.5m,五线长1.8m);
线间距离太小影响架线操作;
线路距地面过低、垂度大、绝缘老化、相序不对、接头多等,应按规定改正。
2、电缆线路
《规范》规定“电缆干线应采用埋地或架空敷设,严禁沿地面明设”、“电缆在室外埋地深度不小于0.6m,并设置保护层”、“橡皮电缆架空敷设时,应用绝缘子固定,严禁用金属裸线做绑线,最大弧垂距地不小于2.5m”。
(1)电缆直埋必须有铠装电缆,防止地下介质腐蚀和承受能力。
不允许用成束塑料绝缘线外加套管代替电缆埋地。
防止电流电压不同产生互感电流和相互磨损造成短路。
(2)埋设电缆应在地面设有标志,电缆上部有保护层,防止误操作发生事故。
(3)电缆严谨沿地面明设,防止机械伤害电缆和介质腐蚀。
(4)电缆穿越建筑物、道路时应加套管防护。
(5)当采用TN-S系统时,干线应使用五芯电缆,禁止使用四芯电缆外加一根导线的做法,因为两种材料不一、绝缘程度不一、防介质防老化以及载流量等不匹配,造成配线不合理。
对原有四芯电缆可使用在动力线路上,施工现场动力与照明分设,动力使用四芯电缆,照明可使用三芯电缆。
3、垂直敷设
《规范》规定“高层建筑的临时电缆配电,必须采用电缆埋地引入。
电缆垂直敷设应利用工程的竖井、垂直孔洞等,固定点每楼层不少于一处”。
每层或隔层设置分配电箱提供各层施工用电。
有些单位多层建筑施工时,不是采用垂直敷设电缆方法,而是从室外地面附近处的开关箱中,用胶皮线直接拉入室内提供施工电源,层层如此施工,不但现场面貌混乱,一旦发生事故不能迅速切断电源。
胶皮线由于受拉使导线截面变细,形成过载过热绝缘老化,时间一长还容易发生线间短路故障。
六、电器装置
配电箱、开关箱中的电器装置应与线路及被控制的用电设备相适应。
(1)电器安装顺序:
隔离开关→熔断器→漏电保护器。
(2)手动开关因灭弧差容量小,只用于控制5.5kW以下动力设备,大于5.5kW时应加装自动开关。
(3)对于远程控制的用电设备(如卷扬机等),应配置自动按扭、交流接触器进行控制。
(4)容量的选择
①闸刀开关其额定电流不小于被控制设备额定电流的三倍,熔丝考虑启动电流可按2倍选用。
②自动空气开关可按1.5倍整定值考虑。
③交流接触器所因设计已考虑了启动电流,所以只按照电机的额定电源选用即可。
(5)当开关箱所控制的设备,由于施工阶段的变化(基础→主体→装修),设备也在变化。
这样电箱的布局,电器装置参数的选择也要随之相应变化。
不能从基础施工布局的电箱,在工程进入主体,甚至到装修收尾阶段时,其电箱布局及电器参数仍然依旧。
施工用电组织设计中应考虑在不同阶段的