基坑工程臨時施工用電安全技術(shù)

蘇立兵 （中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100018）

1 建筑施工場地用電供給

1.1 外線路的用電供給

①使用380/220V來進(jìn)行電力供給。也就是直接使用市供電，將其引用到施工場地，使用三相四線制引入到施工場地的配電室。

②將市電壓380/220V進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后再將其引入到建筑施工場地的配電室，引用方式依舊是三相四線制。

③使用建筑施工場地建立的變電所進(jìn)行用電的供給。即10/0.4kV變電所，將其暫時作為施工建筑的電力供給設(shè)備。

④建筑供建筑設(shè)備使用的暫時的變壓所，進(jìn)行施工場地專門的供電設(shè)備。

1.2 自備電源進(jìn)行施工場地的供電

施工場地自備電源供電，指的是施工場地專門的發(fā)電設(shè)施，其主要功能是在外電線路無法進(jìn)行用電的供給或者暫時無法使用時，進(jìn)行施工場地的電源供給。

2 用電供給的技術(shù)要求

建筑施工場地，其用電安全技術(shù)問題，總結(jié)而言有3點(diǎn)：①必須有接零保護(hù)系統(tǒng)；②配電裝備必須是三級；③供電保護(hù)系統(tǒng)必須是二級防漏電裝置[1]。

2.1 TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)指的是在建筑施工中使用的專門的保護(hù)用電的設(shè)備，進(jìn)行接地，使用專門的三相四線制，即380/220V電力系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：

①電力變壓系統(tǒng)，進(jìn)行直接接地，而且接地的電阻≤4Ω。

②從電力變壓系統(tǒng)，抽出5條線，ABC這3條火線除外，還需要從變壓所引出1條N線和1條P線，這2條線一條是工作零線，一條是保護(hù)零線。ABC這3條火線與N線共同作為工作線路；而P線只能用作接地保護(hù)。除火線外，其余2條線不能混合使用。為了防止混用現(xiàn)象的發(fā)生，P線使用雙色來進(jìn)行識別標(biāo)志，其材料是絕緣的銅芯線。N線與其明顯不同，容易識別。

③安全性分析：施工現(xiàn)場的電力設(shè)備，如圖1所示，從C相發(fā)出的電源線時在出現(xiàn)短路狀況時的電路，其電壓是正常電壓，即220V，其電路的阻抗是ZC，設(shè)備外殼，其電壓是Ud=Z0×220/（ZC+Z0），其電流是Id=Ud/Z0。

圖1 施工現(xiàn)場電力設(shè)備

當(dāng)供電設(shè)備是三相時，要求對于零線截面面積，其大小至少要＞相線截面面積的一半，在施工場地，其他電路的電阻值遠(yuǎn)大于架空線路，因此RC≈RC+Jx=ZC，同時R0≈R0+Jx=Z0，且可取1/2R0=RC。所以在經(jīng)過換算后，Ud值為147V，電流Id計(jì)算所得值為147/Z0A。通過上述分析可得，作為線路阻抗，Z0如果使用16mm2作為導(dǎo)線，那么平均每1km電阻約為2Ω。施工場地按照500m來計(jì)算，電阻值為1Ω。綜合上述計(jì)算結(jié)果，得到電流為147A，因此接零保護(hù)，其本質(zhì)是進(jìn)行單相短路的設(shè)備改造，以保證用電安全。

2.2 配電結(jié)構(gòu)使用三級

在施工場地使用的配電，一般為三級。三級配電即從總配電室發(fā)出、經(jīng)由分配電室。最終送到開關(guān)箱的一整套過程。最后的配電設(shè)備開關(guān)箱，必須進(jìn)行一機(jī)一閘的保護(hù)[2]。

2.3 漏電保護(hù)使用二級

在施工場地，使用二級漏電保護(hù)裝置，將漏電開關(guān)裝在所有的開關(guān)箱中，其中對于總配電箱，必須裝有漏電開關(guān)。這樣的系統(tǒng)主要有以下幾個特點(diǎn)。

①建筑施工場地的全部設(shè)備，包括線路、電焊機(jī)、照明用具、水泵等都可以進(jìn)行漏電保護(hù)。

②通過對開關(guān)箱中額定的漏電總數(shù)、總配電箱中的漏電總額的分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對分段漏電、以及分級漏電的保護(hù)。比如在一班場地，動作電流的額定漏電時間≤0.1s，漏電動作電流≤30mA，對于總配電箱，規(guī)定其漏電動作時間必須＞0.1s，規(guī)定其漏電的動作電流要＞30MA[3]。

③在保證了二級漏電的設(shè)計(jì)合理后，使用的漏電的開關(guān)數(shù)目能夠盡可能減少，因此其設(shè)計(jì)具有合理性，同時具有經(jīng)濟(jì)性。

3 負(fù)荷計(jì)算

首先從電器設(shè)備開始，來進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算，其次進(jìn)行中間部分的配電裝置以及線路的計(jì)算，最后是電力變壓裝置的電力負(fù)荷計(jì)算。具體如下：①計(jì)算電力設(shè)備的容量，并進(jìn)行負(fù)荷的估算；②計(jì)算整個用電設(shè)備的整體負(fù)荷；③計(jì)算整個配電箱的總體的電器負(fù)荷，同時計(jì)算整個供電系統(tǒng)的容量[4-5],詳細(xì)的計(jì)算過程如下。

3.1 確定單臺設(shè)備的容量

電動機(jī)設(shè)備，對于在長期工作狀態(tài)下的設(shè)備，其銘牌上的額定容量即為該設(shè)備的容量P。

對于工作時間短、工作頻率高的電動機(jī)設(shè)備，其設(shè)備容量，其額定容量的25%即為該設(shè)備的容量P。其計(jì)算公式是：2Pe/J，J指的是銘牌的暫載率。

交流電焊機(jī)、直流電焊機(jī)、照明設(shè)備，其容量分別如式（1）～式（3）：

式（1）～式（3）中：Se-電動機(jī)牌額的額定功率，cosφ-功率因數(shù)。

對于碘鎢燈以及白熾燈，其照明設(shè)備取值1，而對于水銀燈等，取值為1.1，日光燈取值為1.2。

為了平衡在三相線路上的負(fù)荷，要在期間進(jìn)行照明燈等用電裝置的分配，分配要均勻，要保證其總用電≤用電總額定容量的15%，根據(jù)平均分配原則，進(jìn)行三相負(fù)荷的分配，即其總?cè)萘縋，是單相用電裝置的3倍。

3.2 用電設(shè)備組的負(fù)荷

施工場地，計(jì)算各個用電設(shè)備組的負(fù)荷，其計(jì)算方法是系數(shù)法。

Pj=kxΣ Pe，計(jì)算用電設(shè)備組的有功kW；

3.3 配電干線的負(fù)荷計(jì)算

一般情況下，對于配電干線，其上面有很多不同的用電設(shè)備，這些設(shè)備不是同時運(yùn)行的，因此計(jì)算干線上的負(fù)荷公式見式（4）～式（6）。

其中考慮到在各個設(shè)備組中，不會同時出現(xiàn)最大負(fù)荷，因此設(shè)置kQ和kP這兩個系數(shù)，一般而言，取值范圍是0.7～0.9。

計(jì)算配電干線上的負(fù)荷，其實(shí)質(zhì)就是對施工現(xiàn)場上的用電總量或者用電容量進(jìn)行計(jì)算，是進(jìn)行總配電箱、干線等選擇的基礎(chǔ)。

4 用電技術(shù)

4.1 現(xiàn)場勘察

施工現(xiàn)場的勘察，能夠?qū)﹄娫吹倪M(jìn)線位置進(jìn)行確定，同時對線路走向、變電所、用電設(shè)備、配電室等都能進(jìn)行位置的確認(rèn)。

4.2 負(fù)荷計(jì)算

依據(jù)施工現(xiàn)場的用電情況，進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算。用電設(shè)備組、變壓器、配電祖線等，都可以作為負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)。

4.3 變電所設(shè)計(jì)

對變電所的位置、與之相關(guān)的配電室的位置等進(jìn)行位置的設(shè)計(jì)和選擇就是變電所設(shè)計(jì)，同時包括對配電所進(jìn)行布置，進(jìn)行進(jìn)線與出線的選擇和設(shè)計(jì)，以及電路之間的銜接的方法的設(shè)計(jì)。

4.4 配電線路設(shè)計(jì)

對施工現(xiàn)場的線路的走向、線路周圍的保護(hù)措施、配線的種類等進(jìn)行設(shè)計(jì)即配電線路的設(shè)計(jì)。

4.5 配電裝置設(shè)計(jì)

對施工場地包括開關(guān)箱、總配電箱等配電設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)即配電裝備的設(shè)計(jì)。

4.6 接地設(shè)計(jì)

對施工場地的電路的接地類別、對電路的接地的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)即接地設(shè)計(jì)。同時依據(jù)電阻值的要求，進(jìn)行接地種類的選擇，包括人工接地和自然接地兩種類別。

4.7 外電防護(hù)措施

對于施工場地中，在施工過程中各種各樣的用電設(shè)備與其他電器裝備、線路之間的位置關(guān)系，來確認(rèn)在線路與用電設(shè)備之間是否進(jìn)行絕緣裝備的設(shè)計(jì)或者進(jìn)行線路的遮擋。如果進(jìn)行隔離或遮擋，其絕緣材料應(yīng)使用機(jī)械強(qiáng)度大的來進(jìn)行加工處理。以期保障其在施工中，電路安全合理，使用時間久，并與其他外在線路行成良好的隔離。

4.8 施工場地的用電安全、電路防火設(shè)計(jì)

在施工場地，施工人員的安全問題，用電安全的培訓(xùn)和現(xiàn)場指導(dǎo)，施工場地線路的安全設(shè)計(jì)和防護(hù)、接零保護(hù)、配電裝置的科學(xué)合理設(shè)計(jì)、防火等，以及對于施工場地進(jìn)行定期的安全檢查和監(jiān)護(hù)，都屬于施工場地用電安全的設(shè)計(jì)以及電路的防火設(shè)計(jì)和保障。

對于施工場地的電路的防火，具體措施包括：根據(jù)負(fù)荷種類、性質(zhì)等進(jìn)行開關(guān)的選擇和位置確認(rèn)；對操作人員進(jìn)行線路防火的教育、培訓(xùn)；進(jìn)行易燃、易爆設(shè)備的隔離等。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合基坑施工工程用電的相關(guān)要求，對施工場地用電的安全性、合理性、方便性進(jìn)行用電設(shè)計(jì)。對場地的供電設(shè)備、負(fù)荷以及接零系統(tǒng)等進(jìn)行計(jì)算，總結(jié)了施工場地用電技術(shù)的設(shè)計(jì)，以期滿足施工場地用電技術(shù)科學(xué)合理的要求，保障了用電技術(shù)，使工程圓滿完成。