临时用电技术要点.docx
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临时用电技术要点
临时用电技术要点
要点概括:
1、采用三级配电系统;
2、采用TN—S、TN—C—S接零保护系统或TT接地保护系统;
3、采用二级漏电保护系统;
4、综合采用TN—S、TN—C—S接零保护系统、TT接地保护系统和漏电保护系统,组成防触电保护系统,即形成防触电二道防线:
5、采取外电防扩措施及易燃易爆物和腐蚀介质防护措施:
6、规范配电箱、开关箱的安全技术标准,即统一标准电箱的箱体结构和电器配置原则。
一、三级配电系统
根据JGJ46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》第六章(配电室及自备电源)和第八章(配电箱及开关箱)的规定,施工现场临时用电工程应用三级配电系统。
所谓三级配电系统是指施工现场从电源进线端开始至用电设备中间应经过三级配电装置配送电力,即经总配电箱(配电室内配电柜)、分配电箱、开关箱分三个层次逐级向用电设备配送电力。
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。
关于三级配电系统的设置还应分别设置还应符合以下要求:
1、动力配电箱与照明配电箱宜分别设置。
在当地电力部门无要求的情况下,也可合并设置。
如动力与照明配电合置在同一电箱内,则动力与照明线路应分别设置。
2、总配电箱应设在靠近电源的地方,根据需要可以设置若干分路。
分配电箱应设置在用电设备或负荷相对集中的地方,需要亦可设置若干分路。
开关箱应设置在用电设备邻近的地方,与用设备(固定式)水平间距不宜超过3m、与分配电箱间距不宜超过30m。
开关箱只能用于控制与其相关的一台用电设备(包括一组不超过15A负荷的照明器)。
为了防止配电箱、开关箱受到不良环境因素损害和引发电气火灾,其装设位置应能避开污染腐蚀介质、外来固体物撞击、强烈振动、高温、潮湿、水溅,以及易燃易爆物等。
典型三级配电系统结构示意图
二、TN—S接零保护系统
根据JG46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》的规定:
在施工现场专用的电源中性点直接接地的220/380V电力线路中必须采用TN—S接零保护系统。
该规范还规定:
当施工现场与外电线路共用同一供电系统时(指由同一台电力变压器供电),电气设备应根据当地(指当地供电部门)的要求作保护接零或作保护接地。
强调不得一部分设备作保护接零,一部分设备作保护接地。
按照上述规定,施工现场临时用电工程接地保护的基本型式首先必须采用TN—S系统。
当施工现场采用专设电力变压器供电时,TN—S接零保护系统结构如图(2—1)所示。
当施工现场电源为三相四线进线时,现场TN—S接零保护系统的形成应如图(2—2)所示。
当施工现场电源为三相四线进线时,而当地供电部门又要求必须采用TT接地保护系统进,则现场TT接地保护系统的形成应如图(2—3)所示。
如上所述系统的技术可分解如下:
1、电力变压器低压侧中性点直接接地(称为工作接地),接地电阻值不大于4Ω。
2、作为临时用电工程的配电系统,均应敷设五条线,即三条相线(火线)L1、L2、L3(A、B、C),一条工作零线N,一条保护零线(或保护)PE。
3、三条相线(火线)和工作零线(或保护线)一起作为三相四线制的工作线路使用;保护零线(或保护线)只作为电气设备接零(或接地)保护使用,即只用于连接电气设备正常不带电的外露可导电部分(金属外壳、机座、框架等)。
4、上述技术要点对于系统安全来说,最基本的一点就是PE线的正确引出、设置和使用。
从图(2—1)和图(2—2)可以看出,对于TN—S系统,PE线的引出位置或PE线与N线最初分开点必须在总电源进户端或总配电箱中总漏电保护器(或总漏电断路器)RCD的电源侧,实际上可通过总配电箱中分设的N、PE二个端子板将N线和PE线分开,并且此后不得再有连接点。
从图(2—3)可以看出,对于TT系统,PE线是独立设置的,与电源进户相线和工作零线无直接连接,唯一的连系是通过接地体借助于大地与电力变压器二次侧中性点相连接,但是它仍宜从总配电箱处设置的第一组接地体开始引出,并与总配电箱中的PE端子板相连接,然后与三条相线和一条工作零线一起以五线的型式配出。
为了实现如上所述的PE线接零(接地)保护范围能够覆盖整个施工现场,其不少于3处的重复接地点应设在配电系统(线路)的首端处、末端处、中间处,具体地应设在总配电箱处。
末端开关箱处和中间的一个或几个分配电箱、开关箱处。
中间处的典型位置应是塔式超重机、电梯和其它高大垂直运输电动建筑机械的开关箱处,当然,此处PE线的重复接地和这些设备的防雷接地可以共用综合接地体,并且所有重复接地线均应与相关配电箱、开关箱中的PE端子板相连接。
还应强调指出,对于总配电箱分路配电和动力、照明分设的配电系统(线路),PE线的重复接地点数显然多于3处,而不是等于3处。
5、工作零线与保护零线分开后,不得再作电气连接,而且在任何情况下不得混用;保护线亦不得与工作零线有任何电气连接和混用。
为了防止工作零线N与保护零线(保护线)PE被意外混用,应按照国家标准GB7947—1997《导体的颜色或数字标识》的规定,保护零线应采用具有绿/黄对色标志的绝缘线,工作零线应采用具有淡蓝色标志的绝缘线。
这一规定与国际电工委员会IEC标准完全一致。
6、保护零线(或保护线)要做不少于三处的重复接地,且每处重复接地电阻值不得大于10Ω。
这主要是为了提高接零(接地)保护系统的可靠性,防止因某处PE线断线而招致接零(接地)保护失效。
其中对于采用TT系统时的重复接地,更要求其并联重复接地等效电阻值不大于1Ω,这不仅是为了接地保护的需要,对于用电系统的短路、过载、漏电保护也是必要的。
顺便指出,当施工现场设有发电机组时,发电机组只能作为外电线路停止供电时的后备接续供电电源使用,或作为无外电线路电源可用时的独立供电电源使用。
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。
最后还必须指出,在施工现场临时用电工程中,禁止采用TN—C接零保护系统,并且工作零线不得作重复接地。
三、二级漏电保护系统
所谓二级漏电保护是指对于整个施工现场临时用电工程来说,总配电箱中必须装设漏电保护器(或漏电断路器),所有开关箱中也必须装设漏电保护器(或漏电断路器)。
如此构成的二级漏电保护系统具有以下显明特点:
l、其漏电保护功能可覆盖整个施工现场临时用电工程的全部电气设备,包括电动机、电焊机、照明器、电动机械、电动工具、配电装置、配电线路等。
2、通过合理选择总配电箱和开关箱中漏电保护器(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。
由于临时用电工程中设置的二级漏电保护系统主要是用于防止人体间接接触角电危害,所以按照JG46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》(符合GB6829—1995)(剩余电流动作保护器的一般要求)的要求,所选择的漏电保护器(或漏电断路器)必须是高速、高灵敏、电流动作型产品。
即设置于开关箱中的漏电保护器(或漏电断路器),一般场所其额定漏电动作电流应不大于30mA,潮湿和有腐蚀介质场所其额定漏电动作电流应不大于15mA,且其结构应是符合GB4208—93《外壳防护等级(IP代码)》的防溅型电器,而额定漏电动作时间均应不大于0.1S;设置于总配电箱中的漏电保护器(或漏电断路器),为体现分级、分段保护功能,其额定漏电动作电流应大于0.1S,但二者的乘积应满足国际公认的安全界限值要求,即小于30mA?
S,根据我国施工现场实际情况,比较适宜的选择是额定漏电动作电流30mA<I△<100mA,额定漏电动作时间0.1S<t△<0.2S。
四、防触电保护系统
对于防触电保护来说,仅仅采用TN—S接零保护系统(或TT接地保护系统)是不完备的,因为虽然电气设备正常情况下不应带电的外露可导电部分(金属外壳、基座、框架等)在无故障时是不带电的,且通过PE线与大地相连接,保持等电位,但当电气设备发生漏电故障时,其正常情况下不带电的外露可导电部分(金属外壳、基座、框架等)即变为带电体,且在PE线中会有漏电流通过,人体与其接触时会有触电感觉。
只有同时采用漏电保护系统,在总配电箱和开关箱中设置漏电保护器(或漏电断路器)时,防触电保护系统才是完备的,因为在电气设备发生漏电的情况下,有漏电流通过漏电保护器(或漏电断路器)的零序电流互感器,当漏电电流达到其额定漏电动作电流值时,漏电保护器(或漏电断路器)就会在其额定漏电动作时间内分闸断电,切除漏电故障设备,所以人体与漏电设备接触时不会发生触电伤害事故。
通过以上分析,在施工现场临时用电工程中,仅仅采用TN—S接零保护系统(或TT接地保护系统),对于防止触电来说,只能被看作是设置的第一道防线,当然它也是不可缺少的一道防线;而同时采用的二级漏电保护系统,对于防止触电来说,才能形成一个完备的防触电保护系统。
按照上述原则设置的PE线,只能而且必须用以连接电气设备正常不带电的外露可导电部分,任何情况下严禁作为工作零线使用,严禁接入开关电器和通过工作电流。
由于PE线上无任何开关电器,无任何工作电流,而且,与大地有良好的电气连接,所以,在正常情况下所有与其相连接的电气设备正常不带电的外露可导电部分,如金属外壳、基座、框架等,都始终不带电,且与大地保持等电位,人体接触它们不会有任何触电感觉(这是它与TN—C系统相比较的显著优点)。
只是当设备发生漏电故障时,PE线上才会有漏电电流流过,但是这种漏电电流的大小和存在的时间是被严格限制的,因为开关箱和总配电箱中设置的漏电保护器(漏电断路器)可在其额定漏电动作电流和额定漏电动作时间内将对人体有危害的漏电电路分断。
应当指出,上述防触电保护系统主要用于防间接接触触电保护,即主要用于防止当电气设备发生漏电时,人体接触到其变为带电体的外露可导电部分时发生的触电的保护;而对于直接接触触电,即人体直接接触到在正常情况下为带电体的带电部分的触电只能起到后备补充保护作用。
对于一般意义上的直接接触触电保护,不论是低压系统还是高压系统,主要依赖于保持安全操作距离和绝缘隔离保护,以及屏护、采用24V及以下安全特低电压、限制放电能量等。
这个问题将在后面的(外电防护)部分再作具体阐述。
五、外电防护、易燃易爆防护、腐蚀介质防护
(一)外电防护
外电防护是外电线路防护的简称。
所谓外电线路是指施工现场临时用电线路以外的任何电力线路,包括原已存在的各种高、低压电力线路。
外电防护的宗旨是防止施工作业过程中人体意外接触或接近外电线路而发生的直接接触触电事故,以及因此可能引发的电气火灾事故。
外电防护的实质就是直接接触防护。
按照GB/T13869—92《用电安全导则》附录A(电击防护的基本措施)规定,直接接触防护应选用以下适应措施:
a.绝缘;
b.屏护;
c.安全距离;
d.限制放电能量;
e.24V及以下安全特低电压。
上述直接接触防护的五项措施具有普遍适用的意义。
但是对于施工现场外电防护这种特定的直接接触防护,因此其防护措施主要应是绝缘、屏护、安全距离问题。
不仅如此,还应考虑到作业现场人员移动、操作、运输物料器材、搭设外脚手架具、开挖沟槽等因素。
JG46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》关于在建工程与外电线路的安全距离和外电防护的规定恰好完整体现了绝缘、屏护、安全距离这些原则措施,并且充分地适应了施工现场的实际情况。
把这些规定贯穿起来,可以归纳为外电防护三部曲:
第一,保证安全操作距离;
第二,搭设安全防护设施;
第三,无防护措施时禁止强行施工。
保证安全操作距离应是外电防护的首要措施,规范中关于在建工程不得在高、低压线路下方施工,搭设作业棚,建造生活设施,或堆放构件、架具、材料及其他杂物的规定;在建工程(含脚手架具)的外侧边缘与外电架空线路的边线之间必须保持安全操作距离的定;施工现场的机动车道路面与外电架空线路交叉时的最小垂直距离的规定;以及开挖沟槽边缘与埋地外电缆沟槽边缘最小的规定,所有这些规定都属于保证安全操作距离措施。
在保证安全操作距离的前提下,人体不可能接触或危险接近外电线路。
如果受工程位置和其周围环境限制,无法保证安全操作距离,则必须实施第二项防护措施,即搭设安全防护设施。
防护设施包括屏障、遮栏、围栏、保护网等,应采用具有绝缘性能的非金属材料搭设,并且坚固、稳定。
搭设防护设施时应与外电线路之间保证不致于发生放电的最小安全距离,并有电气工程技术人员和专职人员负责监护。
搭设好的防护设施,应在关键醒目位置悬挂警告标志牌。
防护设施可使人体被限制在与外电线路有效保护隔离的范围内,也可使外电线路免受施工机具损伤,因此也不可能发生人体直接接触触电事故。
如果受地域、空间、人为等因此影响,搭设防护设施的措施无法实现,则必须按规定启动最后一项防护措施,即采取停电、迁移外电线路、或改变工程位置等措施,这最后一项措施特别规定:
在无任何防护措施情况下,禁止强行施工。
(二)易燃易爆防护
施工现场临时用电工程配置有种类繁多的电气设备,这些电气设备在运行过程中不可避免地会产生电火花、电弧或高温。
例如配电装置的开关电器在带负荷跳闸或故障自动切断时支产生电火花;配电线路过载时线过热,断线时会爆裂;灯具点燃时会产生高温;而电焊机正是依靠电弧工作的。
所有这些因素都很容易导致易燃易爆物,从而引发电气火灾和爆炸事故。
所以,完善临时用电工程、加强现场易燃、易爆物管理及邻近易燃、易爆物防护也是保障施工用电安全的一个重要领域。
JG46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》在用电管理、施工现场与周围环境、接地与防雷、配电室及自备电源、配电线路、配电箱及开关箱、焊接机械、照明等章节里,都蕴含防止易燃、易爆物引起电气火灾和爆炸事故的规定。
这些规定概括起来说可以归纳为以下二点防护措施:
1、电气设备周围不得存放易燃易爆物品;
2、用电设备作业现场应无易燃易爆物,否则应予清除或按GB50058—92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》作防护处置。
易燃易爆物防护的重要性不亚于触电防护,因为其所引起的电气火灾和爆炸事故有时比触电事故更严重。
(三)腐蚀介质防护
腐蚀介质对临时用电工程的安全运行有很大的伤害。
例如酸、碱、盐等强腐蚀介质能使开关电器触头接触不良、导电部分被腐蚀,能使电气设备绝缘强度下降,增加漏电等。
这些因素不仅使电气设备安全使用寿命下降,可靠性降低,而且能够诱发电气火灾。
所以,对各种腐蚀介质进行防护,也是确保用电安全的一个重要领域。
JGJ46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》在配电室及自备电源、配电线路、配电箱及开关箱、电动建筑机械和手持电动工具及照明等章节里,都有关于防腐蚀介质的规定。
这些规定概括起来说也可以归纳为二点防护措施:
1、电气设备周围不得存放腐蚀介质;
2、在污源及腐蚀介质场所施工作业时,电气设备的防护等级应符合GB4208—93《外壳防护等级(IP代码)》中的相应规定,与环境条件相适应。
即只有具备相应的防护结构,才能保障其安全可靠地运行。
六、标准电箱
施工现场的配电箱和开关箱,作为临时用电工程配电系统配电枢纽装置,对于保障施工用电安全安全、可靠至关重要。
在JGJ46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》第七章(配电箱及开关箱)中,针对临时用电工程采用TN—S接零保护系统、二级漏电保护系统、三级配电、二道安全防线,以及短路、过载保护和适应户外环境等要求,对配电箱、开关箱的箱体结构和电器配置均作出了标准化规定。
以下将对这些规定作进一步归纳说明。
(一)标准电箱的箱体结构
配电箱、开关箱的标准化箱体结构必须满足以下要求:
l、箱体材料:
配电箱、开关箱的箱体一般应采用铁板制作,铁板的厚度以1.5mm~2.0mm为宜;亦可采用优质绝缘板制作,例如采用环氧树脂玻璃纤维布板、电木板等,绝缘板的厚度应保证具有足够的机械强度。
2、配置电器安装板:
配电箱、开关箱内应配置电器安装板,电器安装板可采用铁板或优质绝缘板制作,用以安装所配置的电器和接本端子板等。
3、加装N、PE接本端子:
加装N、PE接本端子板,主要是为配电箱、开关箱进、出线中的N线和PE线混接、混用。
在加装N、PE端子板时,应注意每种电箱内N、PE端子板的接线端子数与进、出线的总路数保持一致。
还必须强调指出,N、PE端子板应分别设置,而且PE端子板应与金属电器安装板和金属箱体作为电气连接,而N端子板则应与金属电器安装板和金属箱体保持绝缘。
4、统一进、出线口位置:
配电箱、开关箱的进、出线口应统一设在其正常垂直安装位置的下底面,这种设置对于防止风、沙、雨雪侵害来说,较之设置在其他位置为有利,同时还要求进、出线口应为光滑的圆孔,并配置进、出线固定卡子,用以卡固进、出线。
5、箱体尺寸与箱内电器配置、安装规程相适应。
箱体尺寸与箱内电器配置、安装规程相适应,主要是指箱体尽寸要依据箱内配置电器的数量、种类、尽寸规格,保证安装、接线、操作、维修方便,以及符合有关电器安装规程规定的电气安全距离综合确定。
6、箱体设门并配锁:
箱体设门并配锁是一项适应施工现场加强电器设备防护、安全运行和管理的规范化规定。
7、箱体外形具有防雨、防尘结构:
箱体外形具有防雨、防尘结构,主要是使其能够安全、可靠地适应室外露天作业环境。
(二)标准电箱的电器配置与接线
配电箱、开关箱的标准电器配置与接线应完整地体现临时用电工程配电系统的各项安全保护功能,包括电源隔离功能、正常接通与分断电路功能以及短路、过载、漏电保护功能。
以下按TN—S系统的接线要求和相应的各种保护功能的要求,主要以图示的形式分类介绍总配电箱、分配电箱、开关箱的典型电器配置与接线:
1、总配电箱的电器配置与接线
总配电箱的典型电器配置与接线可有二种形式,如图(6—1—1)和(6—1—2)所示。
2、分配电箱的电器配置与接线分配电箱的典型电器配置与接线可有三种形式,如图(6—2—1)、(6—2—2)、(6—2—3)所示。
3、开关箱的电器配置与接线
开关箱的典型电器配置和接线可有三种基本形式,如图(6—3)所示。
其中左图所示开关箱,如果将RCD换成4极4线型或3级4线型漏电断路器,并且将N线经漏电断路器配出,即可作为塔式超重机等重要三相四线配电的电动机械的开关箱。
最后,关于配电箱、开关箱的电器配置与接线还要作些补充说明如下:
(1)在总配电箱中,断路器可以用熔断器取代;漏电断路器可以用断路器与漏电保护器的组合取代。
(2)在分配电箱中,断路器可以用熔断器取代。
(3)在开关箱中,漏电断路器可以用断路器与漏电保护器的组合取代。
对于照明开关箱和3.0KW以下的动力开关箱,漏电断路器还可以用熔断器与漏电保护器的组合取代,此时,采用刀开关的电源隔离开关可以兼作接通、分断电路的正常操作开关,但这里所谓刀开关应是刀熔组合的负荷开关。
(4)电源隔离开关一般指分断时,具有明显可见电源隔离分断点的刀形开关。
不准采用断路器作为是电源隔离器,因为,它分断时分断点不明显可见。
考虑到施工现场临时用电工程电源隔离的极端重要性和操作方便的需要,所以采用刀形开关作为电源隔离开关是最适宜的,不允许采用熔断器作电源隔离器。
七、临时用电施工组织设计
为了指导建造一个安全可靠的临时用电工程,首先需要依据上述关键技术要点编制一个临时用电施工组织设计。
而一个完整的临时用电施工组织设计应当包括下述内容:
1、现场勘测
现场勘测工作包括调查、测绘施工现场地形、地貌、地质结构、工程位置、配电装置位置、用电设备位置、地面上下管线和沟道位置,以及周围环境等。
通过现场勘测为临时用电工程的总体布局提供依据。
2、负荷计算
负荷计算主要是根据现场用电情况计算用电设备、用电设备组、配电线路、以及作为供电电源的电力变压器、发电机或外电线路的计算负荷和需要提供的电力容量。
3、配电线路设计
配电线路设计主要是根据现场勘测确定线路走向、配线种类、敷设方式、防护措施,以及根据负荷计算选择导线、电缆。
4、配电装置设计
配电装置设计主要是依据现场勘测确定配电室、配电箱、开关箱的位置和布置;根据负荷计算、配电系统保护要求,确定配电装置的结构、电器配置的结构、电器配置、电器规格和电气接线。
5、接地设计
接地设计主要是依据现场勘测和配电系统接地要求确定接地位置、接地类别,选择接地体和接地线材料,组合或选择接地装置,以及规定其敷设方式、方法等。
6、防雷设计
防雷设计主要是依据现场地域位置、机械设备高度及邻近设施防雷装置保护范围等情况确定防直击雷和感应雷电波侵入的接地措施等。
7、外电防护措施及易燃易爆、腐蚀介质防护措施。
外电防护措施主要是依据现场勘测所得到的与邻近高、低压电力线路之间的位置关系,提出对外电线路的防护要求,以及搭设防护隔离设施的要求等。
易燃、易爆物和腐蚀介质防护措施主要是对易燃、易爆物的管理和处置提出要求,防止任何可能发生的点燃易燃、易爆物的电气火灾和爆炸事故;对腐蚀介质的管理和处置也要提出要求,防止其对电气设备的侵害。
8、安全用电与电气防火措施
制定安全用电和电气防火措施,主要应包括对现场各类人员分层次地进行用电安全和电气防火知识的教育培训;还应包括安全管理方面的内容,例如建立责任制、检查维修制,以及技术交底制和必要的组织机构等。
。
9、绘制施工用电工程设计施工图
施工用电工程设计施工图主要应包括现场供电总平面图、配电室布置图、供配电系统图及接地装置布置图等。
对于设有专用临时变电所的施工现场,应搜集有关的变电所设计资料。
临时用电施工组织设计必须严格履行编、审、批手续,并将相关资料归档。
建造和使用临时用电工程必须以它为依据。
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