公路高架桥临时用电施工组织设计.docx
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公路高架桥临时用电施工组织设计
临时用电施工组织设计
第一章编制依据及编制说明
第一节编制依据
一、规范、标准
1.《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
2.《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）；
3.《低压配电设计规范》（GB50054-2011）。
二、工程法律性条文及设计图纸
1.施工承包合同；
2.招标文件、投标文件；
3.设计图纸，工程总平面布置图。
三、技术参考书籍及相关资料
1.《施工现场用电组织设计编制指南》（2013年8月第一版，徐荣杰主编，中国建筑工业出版社）；
2.《简明施工计算手册》（2005年7月第三版，江正荣、朱国梁编著，中国建筑工业出版社）；
3.实施性施工组织设计；
4.主要施工用电设备、机具清单。
第二节编制说明
一、编制目的
1.满足有关规定的要求:
《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）、《低压配电设计规范》（GB50054-2011）。
2.设计一个安全可靠的供配电工程：
为了保证电气系统的安全运行，减少或避免各类电气事故发生，确保人身和设备的安全，特制定本制度。
3.制定临时用电的各项管理制度；
二、编制原则
1.安全第一、预防为主
2.针对性
3.目标明确
4.安全和经济协调统一
第二章工程概况及现场勘查
第一节工程概况
国道G324线汕头市金凤路段位于汕头市北岸城区的中部，主要承担北岸城区东西向的过境交通功能。
本项目位于国道G324线汕头市金凤路~西港路中的一段，起点位于金凤路与潮汕路交叉位置（具体为该交叉点东侧382m处，设计桩号为K4+050），终点位于金凤路、西港路与大学路交叉位置（具体为该交叉点西侧391m，设计桩号为K5+740），路线总长度1.69km，合同造价为19129.5809万元，合同工期为24个月。
本项目为改建工程，即在道路现状路幅范围内建设直行车道高架桥，跨越潮汕路及大学路，即实现本项目路段范围内的直行车道快速化。
国道G324线汕头市区段（省道S233线平交至国道G206线平交）高架桥市政配套工程是本工程中的一部分，其对应起点桩号为K4+500，终点桩号为K5+260，全长760m。
市政配套工程在K4+744中桥的两侧各加宽5m。
本项目桥梁设置见下表：
桥梁设置一览表
中心桩号
桥名
孔数及孔径（孔--m）
桥宽（m）
桥长（m）
结构类型
K4+889.00
金凤路高架桥
5×25+（37+61+37）+8×25+6×30+16×25+（37+61+37）+5×25
25.0/18.0/变宽
1304.5
PC小箱梁、连续箱梁
AK0+210.583
A匝道桥
3×30+4×25
7.0
190.6
PC小箱梁
BK0+095.350
B匝道桥
4×25+3×30
7.0
190.6
PC小箱梁
CK0+237.373
C匝道桥
3×25+5×30
7.0
225.6
PC小箱梁
DK0+209.722
D匝道桥
5×30+3×25
7.0
225.6
PC小箱梁
K4+744中桥
市政配套
1×20
两侧各5
20
PC空心板
本项目采用一级公路技术标准，并结合城市道路标准，设计行车速度为60km/h，路线具体技术指标见下表：
路线主要技术指标表
序号
指标名称
单位
指标值
1
公路等级
一级公路
2
设计速度
Km/h
60
3
路基宽度（高架桥）
m
25（18）
4
车道数
道
6（4）
第二节现场勘查
一、自然条件
1.地形地貌
汕头市地处粤东的莲花山脉到南海之间，地势从西北向东南逐渐倾斜。
北部和西北部多山地，中部为丘陵河谷相间分布，东南部沿海、沿江出口处为冲积平原或海积平原。
本项目工程地处汕头市区，地势平坦，相对高差较小，海拔高度2.60～3.20m，地貌上属韩江三角州前缘。
2.气候和水文
本工程项目区位于广东省东南沿海,处于赤道低气压带和副热带高气压带之间,在东北季风带的南缘,地处亚欧大陆的东南端、太平洋西岸，濒临南海。
冬季常吹偏北风，夏季常吹偏南风或东南风，具有明显的季风气候特征，温和湿润，阳光充足。
雨水充沛，无霜期长，春季潮湿，阴雨日多；初夏气温回升，冷暖多变，常有暴雨，盛夏虽高温而少酷暑，常受台风袭击；秋季凉爽干燥，天气晴朗，气温下降明显；冬季严寒，但有短期寒冷；冬季偶有短时霜冻。
年降雨量1300～1800㎜，多年平均降雨量为1514㎜，降雨季节多集中在4～9月份；日最大降雨量为336.1mm；年平均日照时数在2057～2260小时之间，年日照最短为3月份；年平均气温21.3℃，一月份平均气温13.1℃，七月份平均气温28.3℃，最高气温多出现于7月中旬至8月初，受太平洋副热带高压控制期间。
3.工程地质
拟建的高架桥道路路段地面较为平坦，现状地面标高为2.60～3.20m，勘探深度内岩土层从上到下可分为二大结构层：
1）上部结构层
形成于第四纪松散沉积层、残积层，其组成为浅海、海湾相沉积土淤泥、淤泥质粉质粘土、粉细砂层；海陆交互相沉积土粘性土、砂、砂砾、卵石，在垂直向上粒度由下而上由粗变细；燕山晚期第四次侵入花岗岩及喜山期喷溢岩风化残积土粘性土、砂质粘性土或砾质粘性土。
第四纪松散浅海、海湾相沉积层厚度较大，属多层结构软基，工程力学性质较差。
2）下部结构层
形成于白垩纪，属燕山第四期岩浆岩。
为灰色、肉红色花岗岩，中粗粒花岗结构，块状构造，节理裂隙发育，岩石风化强烈，部分已风化成土状，岩层风化自上而下由强变弱，风化层厚度不均匀。
局部段受节理裂隙控制，风化程度不均匀，形成球体风化体。
下部结构层按其风化程度划分为全风化、强风化、弱风化、微风化花岗岩。
受断裂构造的影响，常见脉岩（石英岩脉、灰绿岩脉、煌斑岩脉等等）穿插其中，它们组成区内基底岩层。
第三章电源、负荷及变压器
第一节电源及负荷概述
一、负荷分级
根据《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）中的负荷分级表得，对于该项目施工现场的临时用电系统，其电力负荷等级为三级。
负荷分级表
序号
负荷分级
符合下列情况
供电电源要求
1
一级负荷
●中断供电将造成人身伤害。
●中断供电将在经济上造成重大损失。
●中断供电将影响用电单位的正常工作。
应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损失。
2
二级负荷
●中断供电将在经济上造成较大损失。
●中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。
宜由两回线路供电。
在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路供电。
3
三级负荷
不属于一级和二级负荷者为三级负荷
无特别要求。
二、TN-S系统
本项目施工现场专用的电源中性点直接接地的220/80V电力线路中采用TN-S接零保护系统。
TN-S接地、接零保护系统（简称TN-S系统）是指在施工用电工程中采用具有专用保护零线（PE线）、电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统，俗称三相五线制系统，如下图。
“T”是指电源中性点直接接地，“N”是指电气设备外露可导电部分通过零线接地，“S”是指工作零线N与保护零线PE分开设置。
TN-S系统原理图
三、备用电源
1.本项目施工现场配置部分发电机组作为备用电源。
（备用发电机的功率）
2.在任何情况下，发电机电源与外电线路电源不得并列运行，并且要保持联锁关系，同时发电机电源供电时必须采用TN-S接零保护系统。
3.发电机供电系统应设置电源隔离开关及短路、过载、剩余电流动作保护装置。
电源隔离开关分断时应有明显可见分断点。
第二节现场临时供电总体思路
合理划分供电分区，能够减少电量损耗、降低供配电系统造价、便于临时用电工程的管理。
国道G324线汕头市区段高架桥及市政配套工程施工现场将临时用电分成以下三个区域。
供电一区：
（起点）K4+050~K4+750；
供电二区：
K4+750~K5+750（终点）；
供电三区：
临时设施（钢筋加工场、搅拌站、预制场）；
国道G324金凤路高架桥及市政配套工程供电分区及电源进线位置表
序号
供电分
区名称
变压器
名称
电源进线
位置
供电区域
1
供电一区
1#变压器
项目桩号K4+560左幅位置
起点K4+050~K4+750
2
供电二区
2#变压器
项目桩号K4+916左幅位置
K4+750~K5+75终点
3
供电三区
3#变压器
钢筋加工场与预制场中间往东侧25米处
临时设施：
钢筋加工场、搅拌站、预制场
第三节负荷计算
一、负荷计算方法简介
负荷计算的方法有“需要系数法”、“二项式法”、“利用系数法”等几种，由于需要系数法比较简捷方便，应用广泛，也适合工程施工工地临电负荷计算。
本工程临时用电负荷计算采用需要系数法。
需要系数法的负荷计算公式按《简明施工计算手册》（2005年7月第三版，江正荣、朱国梁编著），施工现场总的视在计算负荷，可按下面经验公式进行计算：
式中:
P──施工现场总的视在计算负荷（总用电量），kVA；
∑P1──电动机（非焊机的电动设备）额定功率之和，kW；
∑P2──电焊机额定容量之和，kVA；
∑P3──室内照明和室内用电设备的额定用电量之和，kVA；
∑P4──室外照明设备额定用电量之和，kVA；
K──安全系数（用电不均衡系数），取K=1.05；
K1──动力需要系数；
K2──电焊机需要系数；
K3──室内照明和室内用电设备需要系数；
K4──室外照明需要系数；
cosφ──电动机的平均功率因数，一般取cosφ=0.75。
需要系数，如下表。
需要系数表
用电名称
数量
需要系数
备注
K
数值
电动机
3~10台
K1
0.7
如施工中需要电热，应将其用电量计算进去，为使计算结果接近实际，式中各项动力和照明用电应根据不同工作性质分类计算
11~30台
0.6
30台以上
0.5
加工场用电设备
0.5
电焊机
3~10台
K2
0.6
10台以上
0.5
室内照明
K3
0.8
室外照明
K4
1.0
二、负荷计算
1.供电一区负荷计算
供电一区机械设备表
序号
分类
机械名称
型号
数量
功率
1
电动机
钻孔桩机
6
50KW
2
钻孔桩机
1
75KW
3
泥浆泵
6
22KW
4
架桥机
1
70KW
5
插入式振动器
2
1.1KW
6
平板振动器
2
1.5KW
7
电焊机
交流电焊机
6
3KW
8
室外照明
室外照明电器合计
1
8KW
9
室内照明及电器
室内照明及电器合计
0
0KW
根据实际情况，本项目系数取值如下：
K=1.05；Cosϕ=0.7；K1=0.6；K2=0.6；K3=0.8；K4=1.0；
则有
2.供电二区负荷计算
供电二区机械设备表
序号
分类
机械名称
型号
数量
功率
1
电动机
钻孔桩机
6
50KW
2
钻孔桩机
1
75KW
3
泥浆泵
6
22KW
4
架桥机
1
70KW
5
插入式振动器
2
1.1KW
6
平板振动器
2
1.5KW
7
电焊机
交流电焊机
6
3KW
8
室外照明
室外照明电器合计
1
8KW
9
室内照明及电器
室内照明及电器合计
0
0KW
根据实际情况，本项目系数取值如下：
K=1.05；Cosϕ=0.7；K1=0.6；K2=0.6；K3=0.8；K4=1.0；
则有
3.供电三区负荷计算
供电三区机械设备表
序号
分类
机械名称
型号
数量
功率
1
电动机
钢筋切割机
2
7.5KW
2
钢筋弯曲机
2
2.8KW
3
钢筋调直机
2
3.5KW
4
钢筋直螺纹滚丝机
2
4KVA
5
插入式振动器
3
1.1KW
6
平板式振动器
1
1.5KW
7
附着式振动器
4
1.5KW
8
圆盘锯
1
4.5KW
9
预应力引拉设备
1
10KW
10
龙门吊
2
50KW
11
龙门吊
2
20KW
12
搅拌站
1
75KW
13
电焊机
交流电焊机
4
3KW
14
室外照明
室外照明合计
1
8KW
15
室内照明及设备
室内照明及电器合计
1
6KW
根据实际情况，本式系数取值如下：
K=1.05；Cosφ=0.7；K1=0.6；K2=0.6；K3=0.8；K4=1.0；
第四节电力变压器选择
一、电力变压器容量选择
查询《简明施工计算手册》（2005年7月第三版）可知，变压器容量可按下式计算：
式中：
P变──变压器容量，kVA；
P──总的视在计算负荷，kVA。
则可计算本项目三个供电区的变压器容量，如下表。
供电区域变压器容量计算表
序号
供电分
区名称
变压器
名称
总视在功率
电源进线位置
1
供电一区
1#变压器
570.91kVA
项目桩号K4+560左幅位置
2
供电二区
2#变压器
570.91kVA
项目桩号K4+916左幅位置
3
供电三区
3#变压器
282.78kVA
钢筋加工场与预制场中间往东侧25米处
二、电力变压器种类选择
根据以上计算结果，结合电力变压器型号，本项目各供电区域选用变压器型号如下：
供电区域变压器额定容量信息表
序号
供电分
区名称
变压器
名称
变压器额定容量
电源进线位置
1
供电一区
1#变压器
630kVA
项目桩号K4+560左幅位置
2
供电二区
2#变压器
630kVA
项目桩号K4+916左幅位置
3
供电三区
3#变压器
400kVA
钢筋加工场与预制场中间往东侧25米处
第四章配电系统设计
第一节配电系统设计概述
一、三相五线制系统及基本原则
1.三相五线制工作原理
三相五线制系统的中性线（N）与保护线（PE）是分开的。
它是利用中性点接地系统的专用线（PE）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经（PE）回到中点，由于短路电流大，因此可采用过电流保护器切断电源。
适用于三相负荷不平衡场合。
当Ｎ线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，PE线也无电位。
三相五线制工作原理图如下。
三相五线制工作原理图
在三相五线制TN－S配电系统中：
1）保防零线即地线、PE线不能断开，不许装设开关、熔断器、漏电保护器等隔离装置或保护装置，也不许进入漏电开关。
2）同一用电系统中的电器设备绝对不允许部分接地部分接零。
3）工地不再使用三相四线制的保护接零系统。
本项目强制采用TN-S三相五线制TN-S配电系统。
2.本项目施工现场临时用电三项原则
1）采用三级配电系统；
2）采用TN-S接零保护系统；
3）采用二级漏电保护系统。
二、三级配电系统
1.三级配电系统简介
本项目采用的三级配电系统结构示意图如下。
三级配电系统结构型式示意图
2.三级配电系统应遵守以下规则：
1）分级分路规则
2）动、照分设规则
3）压缩配电间距规则
4）环境安全规则
5）开关箱“一机、一箱、一闸、一漏”规则
三、二级漏电保护
两级漏电保护系统的特点
1.首、末二级配电装置中，必须设置漏电保护器。
其中，总配电箱（配电柜）中的漏电保护器可以设置于总路，也可设置于各分路，但不必重叠设置。
2.漏电保护功能应覆盖全部电气设备。
3.漏电保护器（或漏电断路器）的额定漏电动作参数值可实现分级、分段漏电保护功能。
四、两道防线
本项目施工临时用电采用的防触电保护系统的两道防线：
1.采用“TN-S接地接零保护系统”；
2.两级漏电保护系统。
第二节配电线路设计
一、配电线路的接线方式
1.配电线路接线方式选择
配电线路的接线方式主要有三种，分别是放射式、树干式、混合式，如下图。
本项目的配电线路接线方式主要采用放射式。
低压配电线路的接线方式
2.配电线路接线结构图
根据三级配电系统规则及用电机械设备表，本项目施工现场临时用电配电线路线路接线结构图见附图二。
二、导线类型选择
1.电缆芯数
电缆中必须包含全部工作芯线和用作保护零线或保护线的芯线。
本项目中，总配电箱（配电柜）至分配电箱使用五芯电缆，分配电箱至开关箱与开关箱至用电设备的相数和线数保持一致。
三相动力设备采用四芯电缆（3根相线+1根PE线），单相设备和照明线路采用三芯电缆。
2.绝缘导线的种类
目前市场上导线型号主要如下几种，见导线型号表。
本项目配电系统中，总配电箱到分配电箱与分配电箱到开关箱的线路采用的导线型号是BLVV（铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线），开关箱到用电机械的线路采用的导线型号是BVV。
导线型号表
导线型号
导线名称
BVV
铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线
BLVV
铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线
RVV
铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软线
BX
铜芯聚氯丁橡皮绝缘线
BLX
铝芯聚氯丁橡皮绝缘线
三、配电导线截面选择
配电导线截面选择的方法主要有查表法和计算法。
本项目采用计算法，通过计算导线允许电流来选择导线截面。
计算公式如下。
式中：
I线——线路工作电流值（A）；
P——用电设备总用电量（kVA），注意单位换算，如果用电设备容量
单位为kW，换算为kVA，需要乘以0.75的系数；
U线——线路工作电压值（V），即用电设备额定电压值（V）；
cosφ——电动机的平均功率因数，一般施工现场取0.75。
将U线=380V，cosφ=0.75代入上式，可简化为：
橡皮或塑料绝缘电线明设在绝缘支柱上时的持续容许电流如下表。
橡皮或塑料绝缘电线明设在绝缘支柱上时的持续容许电流表
导线标称截面（mm2）
导线的容许持续电流（A）
BX型
铜芯橡皮线
BLX型
铝芯橡皮线
BV、BVR型
铜芯塑料线
BLV型
铝芯塑料线
10
85
65
75
59
16
110
85
105
80
25
145
110
138
105
35
180
138
170
130
50
285
175
215
165
70
330
220
265
205
95
345
265
325
250
120
400
310
375
285
150
470
360
430
325
185
540
420
490
380
240
660
510
在选择前应对照平面图和系统图先由用电设备至开关箱计算，再由开关箱至分配箱计算，选择导线及开关设备。
分配箱至开关箱，开关箱至用电设备的导线敷设采用铝塑料绝缘导线穿焊接钢管敷设，由于这部分距离较短，因此不考虑电压降，只按安全载流量选择导线截面。
1.选择总配电箱的进线截面
本项目中，三个供电区域总配电箱的进线截面导线型号为BLVV,计算表如下。
三个供电区域总配电箱的进线截面计算表
序号
供电分
区名称
总配电箱名称
总视在
功率/P
总的视在电流/I线
截面面积
1
供电一区
1#总配电箱
518.14kVA
2×518.14=1036.28A
185mm2
2
供电二区
2#总配电箱
518.14kVA
2×518.14=1036.28A
185mm2
3
供电三区
3#总配电箱
277.63kVA
2×277.63=555.26A
185mm2
2.选择开关箱到用电设备的导线截面
用电设备到开关箱的导线类型为BV，根据配电线路接线结构图，计算线路工作电流值，并选择导线截面，计算公式如下。
计算电流值及选择导线截面结果如下表。
式中：
I线——线路工作电流值（A）；
P——用电设备总用电量（kVA），注意单位换算，如果用电设备容量
单位为kW，换算为kVA，需要乘以0.75的系数；
供电一区——用电设备到开关箱的导线截面计算选择表
分配电箱序号
序号
用电设备名称
用电设备功率
（KW）
开关箱名称
计算导线工作电流值
（A）
选择导线截面
（mm2）
1号分配电箱
1
钻孔桩机1
75
钻孔桩机开关箱1
112.5
25
2
泥浆泵1
22
泥浆泵开关箱1
33
10
3
插入式振动器1
1.1
插入式振动器开关箱1
1.65
10
2号分配电箱
1
钻孔桩机2
50
钻孔桩机开关箱2
75
10
2
泥浆泵2
22
泥浆泵开关箱2
33
10
3
插入式振动器2
1.1
插入式振动器开关箱2
1.65
10
3号分配电箱
1
钻孔桩机3
50
钻孔桩机开关箱3
75
10
2
泥浆泵3
22
泥浆泵开关箱3
33
10
3
平板振动器1
1.5
平板振动器开关箱1
2.25
10
4号分配电箱
1
钻孔桩机4
50
钻孔桩机开关箱4
75
10
2
泥浆泵4
22
泥浆泵开关箱4
33
10
3
平板振动器2
1.5
平板振动器2
2.25
10
5号分配电箱
1
钻孔桩机5
50
钻孔桩机开关箱5
75
10
2
泥浆泵5
22
泥浆泵开关箱5
33
10
3
交流电焊机1
3
交流电焊机开关箱1
4.5
10
6号分配电箱
1
钻孔桩机6
50
钻孔桩机开关箱6
75
10
2
泥浆泵6
22
泥浆泵开关箱6
33
10
3
交流电焊机2
3
交流电焊机开关箱2
4.5
10
7号分配电箱
1
架桥机
70
架桥机开关箱
105
35
2
交流电焊机3
3
交流电焊机开关箱3
4.5
10
3
交流电焊机4
3
交流电焊机开关箱4
4.5
10
8号分配电箱
1
交流电焊机5
3
交流电焊机开关箱5
4.5
10
2
交流电焊机6
3
交流电焊机开关箱6
4.5
10
3
室外照明
8
室外照明开关箱
12
10
供电二区——用电设备到开关箱的导线截面计算选择表
分配电箱序号
序号
用电设备名称
用电设备功率
（KW）
开关箱名称
计
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