高速公路施工临时用电安全专项方案.docx

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高速公路施工临时用电安全专项方案

高速公路施工临时用电安全专项方案

一、编制依据

«低压配电设计规范»GB50054-95中国建筑工业出版社

«建筑工程施工现场供电安全规范»GB50194-93中国建筑工业出版社

«通用用电设备配电设计规范»GB50055-93中国建筑工业出版社

«供配电系统设计规范»GB50052-95中国建筑工业出版社

«施工现场临时用电安全技术规范»JGJ46-2005中国建筑工业出版社

二、工程概况

东阳至永康高速公路一期土建工程第5合同段，起讫桩号为K34+500～K44+698.72，全长10.199Km,合同总造价25901万元。

要紧工程量有挖土石方146万m³，路基填筑120万m³，涵洞及通道59道，大中小桥22座，互通立交2处，其中桥梁部分桩基423根，U型基础27个，承台30个，系梁106根，墩柱223根，盖梁197榀，预制梁板864片，其中空心板梁345片，预制箱梁351片，预制T梁168片，打算工期18个月。

三、施工现场临时用电的原那么

建筑施工现场临时用电的三项差不多原那么是：

一是必须采纳TN-S接地、接零爱护系统；二是必须采纳三级配电系统；三是必须采纳两级漏电爱护和两道防线。

1、TN-S系统

TN-S接地、接零爱护系统是指在施工用电工程中采纳具有专用爱护零线、电源中性点直截了当接地的220/380V三相四线制低压电力系统，或称三相五线系统，该系统要紧技术特点是：

1〕电力变压器低压侧中性点直截了当接地，接地电阻值不大于4Ω。

2〕电力变压器低压侧共引出五条线，其中除引出三条分别为黄、绿、红的绝缘线相线〔火线〕外，尚须于变压器二次侧中性点接地处同时引出两条零线，一条叫做工作零线，另一条叫做爱护零线。

其中工作零线与相线一起作为三相四线制工作线路使用，爱护零线只作电气设备接零爱护使用，即只用于联接电气设备正常情形下不带电的金属外壳、基座等。

两种零线不得混用，为防止无意识混用，爱护零线应采纳具有绿、黄双色绝缘标志的绝缘铜线，以与工作零线和相线相区别。

同时，为爱护接地、接零爱护系统可靠，在整个施工现场的爱护零线上还应作许多于3处的重复接地，且每处接地电阻值不得大于10Ω。

2、三级配电结构

采纳三级配电结构。

所谓三级配电是指施工现场从电源进线开始至用电设备中间应通过三级配电装置配送电力，即由总配电箱〔配电室内的配电柜〕经分配电箱〔负荷或假设干用电设备相对集中处〕，到开工箱〔用电设备处〕分三个层次逐级配送电力。

而开关箱作为末级配电装置，与用电设备之间必须实行〝一机一闸制〞，即每一台用电设备必须有自己专用的开关操纵箱，而每一个开关箱只能用于操纵一台用电设备。

总配电箱、分配电箱内开关电器可设假设干分路，且动力与照明分路设置。

3、两级漏电爱护

两级漏电爱护和两道防线包括了两个内容，即：

一是设置两级漏电爱护系统，二是实施专用爱护零线，两者组合形成了施工现场的防触电的两道防线。

1〕两级漏电爱护是指在整个施工现场临时用电过程中，总配电箱中必须装设漏电开关，所有开关箱中也必须装设漏电开关。

2〕爱护零线的实施是临时用电的第二道安全防线。

在施工现场用电过程中，采纳TN-S系统，是在工作零线以外又增加了一条爱护零线，是十分必要的。

当三相火线用电量不平均时，工作零线就容易带电，而爱护零线始终不带电，那么随着爱护零线在施工现场的敷设和漏电爱护器的使用，就形成一个覆盖整个施工现场、防止人身触电的安全爱护系统。

因此TN-S接地接零爱护系统与两级漏电爱护系统一起称之为防触电爱护系统的两道防线。

4、施工现场用电组织设计

编制用电组织设计的目的是用以指导建筑适应施工现场特点和用电特性的用电工程，同时指导所有用电工程的正确使用。

用电组织设计应由电气工程技术人员组织编写。

施工现场用电组织设计的差不多内容如下：

1〕现场勘测

在充分考察施工场所所在地的地势、地貌及周围现有的电网分布的基础上确定临时用电线路走向及变压器的选址。

2〕拟定具体布设方案

结合现场地势并依据现场勘测资料提供的技术条件综合确定电源进线、配电装置、用电设备等的布设。

3〕负荷运算

负荷在配电系统设计中是选择电器、导线、电缆以及供电变压器和发电机的重要依据。

4〕选择变压器

施工现场电力变压器的选择要紧是指为施工现场用电提供电力的10/0.4kv级电力变压器的形式和容量的选择。

5〕设计配电系统

配电系统要紧由配电线路、配电装置、和接地装置三部分组成。

其中配电装置是整个配电系统的枢纽，通过配电线路、接地装置的联接，形成一个分层次的配电网络，这确实是配电系统。

6〕设计防雷装置

施工现场要紧是防雷直击，关于施工现场专设的临时变压器还要考虑防感应雷的问题。

施工现场防雷装置设计的要紧内容是选择和确定防雷装置设置的位置、防雷装置的形式、防雷接地的方式和防雷接地电阻值。

7〕确定防护措施

施工现场在电气领域里的防护要紧是指施工现场外电线路和电气设备对易燃易爆物、腐蚀介质、机构损害、电磁感应、静电等危险环境因素的防护。

8〕制定安全用电措施和电气防火措施

安全用电措施和电气防火措施是指为了正确使用现场用电工程，并保证其安全运行，防止各种触电事故和电气火灾事故而制定的技术性和治理性规定。

四、设计内容和步骤

1、现场勘测

1〕地势

线路区域地势起伏不定，高差相差较大。

沿途地貌类型有：

冲积冲洪积平原、山麓沟谷堆积斜地、腐蚀剥蚀红层垅岗状丘陵、腐蚀剥蚀丘陵区。

2〕气象

工程区气象属亚热带季风不良地气侯区，温顺潮湿，四季分明，光照充足，雨量充沛，干湿两季分明。

春季气温回升快，但气温变化不定，春末夏初雨水集中，时有冰雹大风；夏季长而炎热，且雨热同步上升，常有洪涝；秋季凉快，空气潮湿，时刻短；冬季晴冷干燥。

灾难性天气也较频繁，冬季少冻害、大雪，春季低温阴雨，梅汛期洪涝，盛夏高温、多台风，伏秋洪涝等。

2、线路初步设计〔确定电源进线、配电室、配电装置、用电设备位置、线路走向等〕

结合本工程施工现场的实际情形及加工场地、搅拌场地、预制场等的布局，沿线打算布置5台变压器，总功率为1110kVA：

变压器1：

布置于永康东互通MK35+300右侧。

容量打算为200kVA，要紧为互通区匝道桥、磨山1号、2号桥基础及下部构造服务。

变压器2：

布置于阳龙1号桥和第一拌合场之间，容量打算为315kVA，要紧为阳龙1号、2号桥、塘里大桥基础及下部构造服务、第一拌和场及预制场服务。

变压器3：

布置于石柱镇妙端村石四线邻近，容量打算为80kVA，要紧为项目部驻地办公、生活、及工地试验室服务。

变压器4：

布置于石柱公铁立交桥主线右侧，容量打算为200kVA，要紧为石柱公铁桥、新330国道分离桥、华拱桥、厚仁桥基础及下部构造、第二预制场服务。

变压器5：

布置于设在新店枢纽范畴内，容量为315kVA，要紧为第二拌和场、新店枢纽范畴内桥梁基础及下部构造服务。

现场用电以变压器为源头建立临时用电线路网，用电线路设计布置遵循国标。

为了方便施工，我标段还预备了8台柴油发电机：

拌和场〔含预制场〕各设2台120KW的发电机，大桥施工现场各预备1台100KW发电机〔3台〕、项目部临时驻地设1台30KW的发电机。

3、负荷运算〔以2号变压器为例〕

1〕施工现场用电量统计表:

------------------------------------------------------------------------

序号机具名称型号安装功率（kW）数量合计功率（kW）

1龙门起重机QT40〔TQ2-6〕48.00148.00

2对焊机SCD100/100A40280

3插入式振动器ZX501.1066.60

4空压机ZB50.7521.5

5搅拌楼UJ3253.00235

6钢筋调直机GT6/1411.00211.00

7钢筋切断机QJ407.0027.00

8钢筋弯曲机WJ403.0043.00

9交流电焊机BX3-200-223.40123.40

10直流电焊机BX3-200-210.00010.00

11木工电刨MIB2-80/10.7041.40

12木工圆锯MJ1062.0612

------------------------------------------------------------------------

2〕确定用电负荷:

（1）、龙门起重机

Kx=0.20Cosφ=0.60tgφ=1.33

将Jc=40%统一换算到Jc1=25%的额定容量

Pe=n×（Jc/Jc1）1/2×Pn=1×（0.40/0.25）1/2×48.00=60.72kW

Pjs=Kx×Pe=0.20×60.72=12.14kW

（2）、对焊机

Kx=0.20Cosφ=0.60tgφ=1.33

Pjs=0.20×80.00=16kW

（3）、插入式振动器

Kx=0.30Cosφ=0.70tgφ=1.02

Pjs=0.30×6.60=1.98kW

（4）、空压机

Kx=0.30Cosφ=0.70tgφ=1.02

Pjs=0.30×1.5=0.45kW

（5）、搅拌楼

Kx=0.50Cosφ=0.55tgφ=1.52

Pjs=0.50×35=17.5kW

（6）、钢筋调直机

Kx=0.30Cosφ=0.70tgφ=1.02

Pjs=0.30×22.00=6.60kW

（7）、钢筋切断机

Kx=0.30Cosφ=0.70tgφ=1.02

Pjs=0.30×14=4.20kW

（8）、钢筋弯曲机

Kx=0.30Cosφ=0.70tgφ=1.02

Pjs=0.30×3.00=0.90kW

（9）、交流电焊机

Kx=0.35Cosφ=0.40tgφ=2.29

将Jc=50%统一换算到Jc1=100%的额定容量

Pe=n×（Jc/Jc1）1/2×Pn=1×（0.50/1.00）1/2×23.40=16.55kW

Pjs=Kx×Pe=0.35×16.55=5.79kW

（10）、直流电焊机

Kx=0.35Cosφ=0.60tgφ=1.33

将Jc=50%统一换算到Jc1=100%的额定容量

Pe=n×（Jc/Jc1）1/2×Pn=1×（0.50/1.00）1/2×10.00=7.07kW

Pjs=Kx×Pe=0.35×70.7=24.7kW

（11）、木工电刨

Kx=0.30Cosφ=0.60tgφ=1.33

Pjs=0.30×28=8.4kW

（12）、木工圆锯

Kx=0.30Cosφ=0.60tgφ=1.33

Pjs=0.30×12.00=3.6kW

（13）总的运算负荷运算，总箱同期系数取Kx=0.90

总的有功功率

Pjs=Kx×ΣPjs=0.90×（12.14+16+1.98+0.45+17.5+6.6+4.2+3.6+5.79+24.7+8.4+3.6）=113.96kVA

总的无功功率

Qjs=Kx×ΣQjs=0.90×（16.19+5.87+2.02+0.31+4.56+3.37+2.14+0.92+13.27+3.30+0.56+13.20）=59.126kVA

总的视在功率

Sjs=（Pjs2+Qjs2）1/2=（42.0382+59.1262）1/2=72.547kVA

总的运算电流运算

Ijs=Sjs/（1.732×Ue）=72.547/（1.732×0.38）=110.228A

3〕选择变压器:

运算的总的视在功率选择三相电力变压器，它的容量能够满足使用要求，其高压侧电压为10kV同施工现场外的高压架空线路的电压级别一致。

4〕选择总箱的进线截面及进线开关:

（1）选择导线截面：

上面差不多运算出总运算电流Ijs=110.228A，查表得室外架空线路30°C时铝芯塑料绝缘导线BLV-4×70+1×35，其安全载流量为191.76A，能够满足使用要求。

由于由供电箱至动力总箱距离短，可不校核电压降的选择。

（2）选择总进线开关：

DZ20-160/3，其脱扣器整定电流值为Ir=130.00A。

（3）选择总箱中漏电爱护器：

DZ10L-250/3。

五、桩基础及下部结构用电方案

本项目桩基础及下部结构采纳就近原那么，离临时变压器较近即采纳架空线缆的方式供电，假设较远就采纳自备发电机组的方式供电。

据本项目工程所在地地质勘测资料显示，基础表层多为含砾砂粉质粘土、粉土或强风化砾岩，向下依次为中风化砾岩或粉砂岩。

桩长多为10-16米，桩径1.0-2.0米。

结合以上条件，我部拟采纳以人工挖孔为主，冲击钻成孔为辅的施工方式。

由此可见桩基础及下部结构施工的用电需求不是专门大，故可采纳在桥梁的顺桥向平行地将绝缘导线架设在专用木质电杆上的方案即可满足施工要求，其具体操作要求如下：

1〕架空线必须采纳绝缘导线。

2〕架空线必须架设在专用电杆上，严禁架设在树木、脚手架及其他设施上。

3〕架空线导线截面得选择应符合以下要求：

导线中得运算负荷电流不大于其长期连续负荷承诺载流量。

线路末端电压偏移不大于5％。

三相四线制线路的N线和PE线截面不小于相线截面的50％，单相线路的零线截面与相线截面相同。

按机械强度要求，绝缘铜线截面不小于10mm2，绝缘铝线截面不小于16mm2。

在跨过铁路、公路、河流、电力线路档距内，绝缘铜线截面不小于16mm2，绝缘铝线截面不小于25mm2。

4〕架空线在一个档距内，每层导线的接头数不得超过该层导线数的50%，且一条导线只承诺有一个接头。

在跨过铁路、公路、河流、电力线路档距内，架空线不得有接头

5〕架空线路相序排列应符合以下规定：

动力、照明线在同一横担上架设时，导线相序排列是：

面向负荷从左侧起依次为L1、N、L2、L3、PE；

动力、照明线在二层横担上分别架设时，导线相序排列时：

上层横担面向负荷从左侧起依次为L1、L2、L3；下层横担面向负荷从左侧起依次为L1、〔L2、L3〕、N、PE

6〕架空线路的档距不得大于35m。

7〕架空线路的线间距不得小于0.3m，靠近电杆的两导线的间距不得小于0.5m。

8〕架空线路横担间的最小垂直距离不得小于表1所列数值；横担宜采纳角钢或方木，低压铁横担角钢应按表2选用，方木横担截面应按80mm×80mm选用，横担长度应按表3选用。

表1

表2

表3

9〕架空线路与邻近线路或固定物的距离应符合表4的规定。

表4

10〕架空线路应采纳钢筋混凝土或木杆。

钢筋混凝土杆不得有露筋、宽度大于0.4mm的裂文和扭曲；木杆不得腐朽，其梢径不应小于140mm。

11〕电杆埋设深度应为杆长的1/10加0.6m，回填土应分层夯实。

在松软土质处应加大埋入深度或采纳卡盘等加固。

12〕直线杆和15°以下的转角杆，可采纳单横担单绝缘子，但跨过机动车道时应采纳单横担双绝缘子；15°到45°的转角杆应采纳双横担双绝缘子；45°以上的转角杆，应采纳十字横担。

13〕架空线路绝缘子应按以下原那么选择：

A、直线杆采纳针式绝缘子；

B、耐张杆采纳碟式绝缘子

14〕电杆的拉线应采纳许多于3根D4.0mm的镀锌钢丝。

拉线与电杆的夹角应在30°～45°之间。

拉线埋设深度不得小于1m。

电杆拉线如从导线之间穿过，应在高于地面2.5m处装设拉线绝缘子。

15〕因受地势环境限制不能设拉线时，可采纳撑杆代替拉线，撑杆埋设深度不得小于0.8m，其底部应垫底盘或石块。

撑杆与电杆的夹角应为30°。

16〕接户线在档距内不得有接头，进线处离地高度不得小于2.5m。

接户线最小截面应符合表5的规定。

接户线线间及邻近线路间的距离应符合表6的要求。

表5

表6

17〕架空线路必须有短路爱护。

采纳熔断器做短路爱护时，其熔体额定电流不应大于明敷绝缘导线长期连续负荷承诺载流量的1.5倍。

采纳断路器作为短路爱护时，其瞬动过流脱扣器脱扣电流整定值应小于线路末端单相短路电流。

18〕架空线路必须有过载爱护。

采纳熔断器或断路器做过载爱护时，绝缘导线长期连续负荷承诺载流量不应小于熔断器熔体额定电流或断路器长延时过流脱扣器脱扣电流整定值的1.25倍。

六、自发电设备的配套及操作要求

本项目离临时变压器较远的施工场地拟采纳自备发电机组的方式供电，在遭遇外部停电或是电力紧缺的情形下，发电机组也可作为备用电源待用，其发电机组的功率依施工需求而定。

具体操作要求如下：

1、发电机组及其操纵、配电、修理室等分开设置；在保证电气安全距离和满足防火要求情形下可合并设置。

2、发电机组的排烟管道必须伸出室外。

发电机组及其操纵、配电室内必须配置可用于扑灭电气火灾的灭火器，严禁存放贮油桶。

3、发电机组电源必须与外电线路电源连锁，严禁并列运行。

4、发电机组应采纳电源中性点直截了当接地的三相四线制供电系统和独立设置TN-S接零爱护系统，其工作接地电阻值应符合本规范第5.3.1条要求。

5、发电机操纵屏宜装设以下外表：

1〕交流电压表；

2〕交流电流表；

3〕有功功率表；

4〕电度表；

5〕功率因数表；

6〕频率表；

7〕直流电流表。

6、发电机供电系统应设置电源隔离开关及短路、过载、漏电爱护电器。

电源隔离开关分断时应有明显可见分断点。

7、发电机组并列运行时，必须装设同期装置，并在机组同步运行后再向负载供电。

8、发电机组应设专人进行日常爱护及看管。

七、施工现场临时用电安全措施

安全用电措施包括三个方面的内容：

一是安全用电在技术上所采取的措施；二是为了保证安全用电和供电的可靠性在组织上所采取的各种措施，它包括各种制度的建立、组织治理等一系列内容；三是安全用电在防火方面的措施。

1、安全用电技术措施

〔1〕爱护接地

是指将电气设备不带电的金属外壳与接地极之间做可靠的电气连接。

它的作用是当电气设备的金属外壳带电时，假如人体触及此外壳时，由于人体的电阻远大于接地体电阻，那么大部分电流经接地体流入大地，而流经人体的电流专门小。

这时只要适当操纵接地电阻〔一样不大于4Ω〕，就可减少触电事故发生。

然而在TT供电系统中，这种爱护方式的设备外壳电压对人体来说依旧相当危险的。

因此这种爱护方式只适用于TT供电系统的施工现场，按规定爱护接地电阻不大于4Ω。

〔2〕、爱护接零

在电源中性点直截了当接地的低压电力系统中，将用电设备的金属外壳与供电系统中的零线或专用零线直截了当做电气连接，称为爱护接零。

它的作用是当电气设备的金属外壳带电时，短路电流经零线而成闭合电路，使其变成单相短路故障，因零线的阻抗专门小，因此短路电流专门大，一样大于额定电流的几倍甚至几十倍，如此大的单相短路将使爱护装置迅速而准确的动作，切断事故电源，保证人身安全。

其供电系统为接零爱护系统，即TN系统，TN系统包括TN-C、TN-C-S、TN-S三种类型。

本工程采纳TN-S系统。

TN-S供电系统。

它是把工作零线N和专用爱护线PE在供电电源处严格分开的供电系统，也称三相五线制。

它的优点是专用爱护线上无电流，此线专门承接故障电流，确保其爱护装置动作。

应该专门指出，PE线不许断线。

在供电末端应将PE线做重复接地。

施工时应注意：

除了总箱处外，其它各处均不得把N线和PE线连接，PE线上不得安装开关和熔断器，也不得把大地兼做PE线且PE线不得通过工作电流。

PE线也不得进入漏电爱护器且必须由电源进线零线重复接地处或总漏电爱护器电源侧零线处引出，因为线路末端的漏电爱护器动作，会使前级漏电爱护器动作。

必须注意：

当施工现场与外电线路共用同一供电系统时，电气设备的接地、接零爱护应与原系统保持一致。

不允得对一部分设备采取爱护接地，对另一部分采取爱护接零。

因为在同一系统中，假如有的设备采取接地，有的设备采取接零，那么当采取接地的设备发生碰壳时，零线电位将升高，而使所有接零的设备外壳都带上危险的电压。

〔3〕、设置漏电爱护器

1〕施工现场的总配电箱至开关箱应至少设置两级漏电爱护器，而且两级漏电保

护器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时刻应作合理配合，使之具有分级爱护的功能。

2〕开关箱中必须设置漏电爱护器，施工现场所有用电设备，除作爱护接零外，必须在设备负荷线的首端处安装漏电爱护器。

3〕漏电爱护器应装设在配电箱电源隔离开关的负荷侧和开关箱电源隔离开关的负荷侧，不得用于启动电器设备的操作。

4〕漏电爱护器的选择应符合先行国家标准«剩余电流淌作爱护器的一样要求»GB6829和«漏电爱护器安全和运行的要求»GB13955的规定，开关箱内的漏电爱护器其额定漏电动作电流应不大于30mA，额定漏电动作时刻应小于0.1s。

使用潮湿和有腐蚀介质场所的漏电爱护器应采纳防溅型产品。

其额定漏电动作电流应不大于15mA，额定漏电动作时刻应小于0.1s

5〕总配箱中漏电爱护器的额定漏电动作电流应大于30mA，额定漏电动作时刻应大于0.1s，但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时刻的乘积不应大于30mA·s。

6〕总配电箱和开关箱中漏电爱护器的极数和线数必须与其负荷侧负荷的相数和线数一致。

7〕配电箱、开关箱中的漏电爱护器宜选用无辅助电源型〔电磁式〕产品，或选用辅助电源故障时能自动断开的辅助电源型〔电子式〕产品。

当选用辅助电源故障时不能自动断开的辅助电源型〔电子式〕产品时，应同时设置缺恩爱护。

〔4〕、安全电压

安全电压指不戴任何防护设备，接触时对人体各部位不造成任何损害的电压。

我国国家标准GB3805-83«安全电压»中规定，安全电压值的等级有42、36、24、12、6V五种。

同时还规定：

当电气设备采纳了超过24V时，必须采取防直截了当接触带电体的爱护措施。

对以下专门场所应使用安全电压照明器。

1〕隧道、人防工程、有高温、导电灰尘或灯具离地面高度低于2.5m等场所的照明，电源电压应不大于36V。

2〕在潮湿和易触及带电体场所的照明电源电压不得大于24V。

3〕在专门潮湿的场所，导电良好的地面、锅炉或金属容器内工作的照明电源电压不得大于12V。

〔5〕、电气设备的设置应符合以下要求

1〕配电系统应设置配电柜或总配电箱、分配电箱、开关箱，实行三级配电。

配电系统应采纳三相负荷平稳。

220V或380V单相用电设备接入220/380V三相四线系统；当单相照明线路电流大于30A时，应采纳220/380V三相四线制供电。

2〕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，照明线路接线宜接在动力开关的上侧。

3〕总配电箱应设置在靠近电源区域，分配电箱应设置在用电设备或负荷相对集中的区域，分配电箱与开关箱的距离不得超过30m，开关箱与其操纵的固定式用电设备的水平距离不应超过3m。

4〕每台用电设备必须有各自专用的开关