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尤其是高压线路(一般可按1kv以下为低压,1kv以上为高压划分),第一,线路本身为裸线,没有绝缘保护,如果接触危险大;
第二,高压线不同于低压线,即使没有接触,由于人体与线路过于接近,也会造成高压放电而带来危险。
因为高压电可将线路周围的空气电离而成为导体,其电压越高电离空气的范围也越大,所以对于高压线路不但不能接触,同时也不能过于接近,把可能造成线路放电的距离以外称为安全距离。
《规范》规定的是安全操作距离,这是考虑了施工中的动态因素,例如10kv的安全距离一般1m就可以,但安全操作距离规定了6m,主要是考虑到像脚手管杆件等材料的长度而制定的,如果距离较小,工人在搭设脚手架时,钢管本身又是导体,这样就有发生触电事故的危险。
2、安全防护措施
当线路与作业区域过近,达不到《规范》规定的最小安全操作距离时,必须采取防护遮拦、栅栏及悬挂标志牌等防护措施。
(1)一般采取搭设防护架子,防护架子与线路距离应不小于1m,并停电搭设,防护架子应采用木杆,当采用金属管时,应有良好的接地装置。
(2)当建筑物距防护架子较近时,应用密目网将防护架子封挂严密,防止发生脚手杆、钢筋等长材料从防护架中穿过,碰触高压线造成事故。
(3)当起重机的作业半径之内有高压线时,防护架要搭设成门型,其顶部采用厚5cm木板进行防护。
(4)当夜间施工时,防护架应设置36v彩泡,使起重机司机及作业人员能有明显的警示。
(5)防护架子应有足够的强度和刚度,并有专人监护。
二、接地与接零保护系统
保护接地或保护接零是施工现场用电的基本安全技术措施,必须按照规定认真作好。
1、TT系统与TN系统
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
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