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建筑工地临时用电施工组织方法设计侯海华(中国建筑七局二公司 241002)摘 要 编制建筑工地临时用电施工组织设计是一项保障施工用电安全的重要技术措施,建筑工地临时用电施工组织设计编制一般包括工程用电概况、编制依据、施工用电平面布置与绘制用电系统图、负荷计算及变压器选择、线缆及电器开关选择、安全用电技术等步骤,文中根据规范规程对上述步骤中应编制的内容作了详细介绍,并提出了有关的技术处理措施。关键词 临时用电 设计1 引言随着建筑施工技术的发展,用电设备的使用日趋增多,加之建筑工地临时用电设备移动较频繁、负荷变动大和电气设备及供配电线路工作环境条件恶劣等特性,触电及电气火灾事故在建筑工地时有发生,如何规范施工现场用电组织工作,保障施工用电安全是施工现场安全管理工作的一个重点。根据施工现场临时用电安全技术规范(J G J4688)规定,建筑工地用电负荷在50kW以上或有5台以上用电设备的要编制临时用电施工组织设计,编制该设计作为一项保障施工用电安全的重要措施得到广泛认同和关注。但是,由于对建筑工地临时用电安全技术规范、规程的掌握深度不够,理解不透彻,甚至出现理解偏差等诸多原因,导致施工现场编制的临时用电施工组织设计往往缺乏指导性、针对性,导致出现诸如用电负荷计算不准确、电器选择不规范统一、电气线路敷设不安全合理、电气线路及用电设备的安全保护装置无效失灵等施工用电安全隐患。本文拟就建筑工地临时用电组织设计的编制步骤、内容及有关计算方法作一阐述,并对相关安全用电技术措施实施提出解决办法,与同行探讨,以期提高施工用电安全防护水平。2 编制内容211 工程用电概况就工程施工规模、生产环境、施工进度等情况作简单叙述;对用电负荷设计考虑范围,用电设备在现场分布使用情况,不同施工期间用电量的统计及用电负荷分析,电源引接点位置,特别是重要施工机具及各个施工阶段对用电可靠性的要求等情况作简单阐述。212 编制依据编制依据为:在建工程施工组织总设计(施工计划、设备清单及平面布置图等)。J G J4688施工现场临时用电安全技术规范。GB5019493建设工程施工现场供用电安全规范。安徽省建筑施工现场临时用电施工组织设计编制规定。在建工程地方用电安全规程与要求。企业内部用电安全作业规程等。213 施工用电平面布置与绘制用电系统图施工用电平面布置要根据施工现场总平面布置中用电设备的分布情况,充分考虑到不同施工时期用电设备变化及重大用电负荷设备的使用情况;同时还要考虑在施工建筑的脚手架搭设、塔吊等起重吊装作业半径、现场其他工艺管线防护要求及现场内施工机械车辆及人员流径等情况,在满足用电线路安全距离等情况下,正确合理布置配电线路路由。按照施工用电安全技术规范,开关箱就近机具设置,用电设备集中处设置分配箱,总电源箱就近负荷中心等原则,合理布置各级配电(开关)箱位置,同时要考虑其设置位置的操作方便与安全性。绘制用电系统图主要考虑现场临时用电的配电方式选择,一般情况下,总电源箱到分配箱采用树干式配电,分配箱到开关箱采用放射式配电,对有用电特殊要求的重要负荷或大容量负荷,如塔机、砼输送泵、微电脑控制施工设备等用电设备的配电62电工技术杂志2003年第12期建筑电气 可直接由总配电箱专线供电。需要注意的是,对于现场单相负荷如电焊机组,在进行负荷分配时要考虑用电三相负荷平衡原则,均衡地将现场单相负荷设备分接在不同相序上。214 负荷计算及变压器选择21411 负荷计算根据施工用电平面布置和用电系统图,负荷计算应从开关箱、分配箱、总电源箱逐级进行,负荷计算通常采用需要系数法,其计算公式如下:(1)用电设备(开关箱)的负荷及电流计算计算功率:Pjs=Pe/(kW)计算电流:Ijs=Pjs/(3Uecos)(A)注:用电设备为单相负荷时的计算电流Ijs=Pjs/(Uecos)(2)用电设备组的计算负荷及计算电流计算有功功率:Pjs=KxPe(kW)计算无功功率:Qjs=Pjstg(kvar)计算视在功率:Sjs=P2js+Q2js(kVA)计算电流:Ijs=Sjs/3Ue(A)(3)分配电箱或电源总箱计算负荷及计算电流计算有功功率:Pjs=K(p)(KxPe)(kW)计算无功功率:Qjs=K(Q)(KxPetg)(kvar)计算视在功率:Sjs=P2js+Q2js,(kVA)计算电流:Ijs=Sjs/3Ue(A)式中 Pe 用电设备(组)的设备功率,kW 用电设备的铭牌机械效率Kx 需要系数(1,按有关设计表选取)tg 用电设备功率因数的正切值,根据不同负荷的cos值换算取得K(p)、K(Q)有功功率、无功功率的同时系数(1,按规定范围选取)Ue 用电设备额定电压(线 电压),kV进行负荷计算时应考虑以下因素:(1)建筑工地临时用电设备多属感性负荷,负荷计算及变压器选择时必须算出无功功率,同时现场用电一般未进行无功补偿,计算电流要考虑cos值。(2)要考虑施工高峰用电、单台大容量设备使用情况及同类设备的台数,配电箱所带负荷容量差别大小情况等因素,合理选取Kx、K(p)、K(Q)等系数值。(3)对反复、短时、断续工作的用电设备的设备容量要进行换算:对反复、短时工作制电机的设备容量(如塔吊),Pe是指统一换算到暂载率Jc=25%(用Jc25表示)时的额定功率即Pe=Pe(Jc/Jc25)=2PeJc(kW)式中 Pe 电动机铭牌额定功率,kWJc 电动机铭牌暂载率 对断续工作制设备(如电焊装置)的设备容量是指暂载率换算到100%的额定功率即Pe=SeJccos(kW)式中 Se 电焊机铭牌容量,kVA(4)对分配电箱负荷计算时要将其所带同类负荷进行并组,考虑需要系数进行计算。在统计总电源箱或干线负荷时,要考虑同期系数。(5)考虑施工现场生活办公用电负荷实际情况,正确评估,最好能列项统计负荷,当无法统计时,应考虑总容量的8%10%作为生活办公用电量。(6)工地上单相负荷(对焊机、电焊机等)较多,当计算范围内单相负荷的总容量大于三相对称负荷总容量的15%时,应要将单相负荷换算为等效三相负荷进行统计。换算方法如下:仅有相负荷时等效三相负荷取最大相负荷的3倍。仅有线间负荷时等效三相负荷为:单台时取线间负荷的3倍;多台时取最大线间负荷的3倍加上次大线间负荷的(3-3)倍。相负荷与线间负荷均有时,应先将线间负荷换算为相负荷,然后将各相负荷分别相加,选取最大相负荷的3倍作为等效三相负荷。开关箱负荷计程表见表1。21412 变压器选择(1)变压器容量选择考虑变压器运行功率损耗计算变压器计算视在功率Sjs=(Pjs+Pb)2+(Qjs+Qb)2(kVA)。72建筑工地临时用电施工组织方法设计电工技术杂志2003年第12期表1 开关箱负荷计算表计算部位用电设备名称铭牌容量Jc/PecosPjsIjs线缆选择/mm2电器选择分配箱BL1开关箱KL1电焊机21 65%80147 84416YCW36DZ20Y100/50AKL2对焊机100 20%21 0147 2111717YCW325DZ20Y200/125AKL3输送泵55018 6817 01869 131VV350+225DZ20Y200/160A表2 分配电箱、干线、变压器负荷计算表计算部位K(p),K(Q)Kx(KxPe)(KxPetg)PjsSjsIjs线缆选择/mm2电器选择总配电箱分配电箱BL1018,018015,11023126/69,43173/5117573181061216114BV375+235DZ20Y200/180A考虑施工变压器通常露天安装,环境高温的降容影响,选定变压器视在功率SjsKSjs,K取1105111。Pb为电力变压器有功功率损耗,一般取0101Sjs(kW);Qb为电力变压器无功功率损耗,一般取0105Sjs(kvar)。变压器额定容量的选择应按照变压器额定容量Se 变压器视在功率Sjs的原则选定,然后校核电力变压器负荷率=Sjs/Se,一般取0180195即可。(2)施工现场变压器大多采取杆上或台式露天安装,故一般选用不带有载调压装置的油浸式电力变压器,如S7、S9系列。同时,还要考虑变压器的组别,通常采用变压器二次侧Y0接线,这样才能满足临时用电的三相五线制标准。215 线缆及电器开关选择(1)配电线路线型按其敷设方式选择,架空线必须采用绝缘铜(铝)芯线或电缆线;埋地敷设需选用电缆,并加导管保护。电缆一般根据敷设条件与环境条件选用,一般场所选用塑料电缆,移动式电箱及开关箱的进出线需采用中型或重型橡皮绝缘电缆,有条件还宜选用防油耐腐型电缆。配电线路线缆截面的选择按照容许电流进行,同时根据线路敷设的机械强度要求进行复核即可。但是要注意随着新型自动化施工设备的应用,对有些设备用电有特殊要求的或重要设备需校验线路电压损失以满足设备正常工作电源电压值。(2)配电线路及负载进行短路、过载及单相接地(漏电)等保护的保护装置适宜选用(漏电)空气 开 关,施 工 现 场 一 般 选 用 塑 壳 空 气 开 关(MCCB),对于施工照明,回路可选用微型空气开关(模块化的MCB)。值得关注的是,对于施工现场较小容量(63A)电机动力负荷选用非K特性的MCB微型空气开关作电动机保护要另加热继电器方式,对电动机提供过载热保护,否则会因为微型空气开关过载保护的动作值整定于1145Inor(不可调),大于电动机定子绕组过载承受值(20%)而损坏电动机绝缘。为保证三级配电系统中上下两级空气开关之间选择性动作,一般来说,上一级空气开关适宜选用带短延时的过流脱扣器,且其动作电流要大于下一级过流脱扣器动作电流一级以上,至少上一级动作电流I20p1不小于下一级动作电流I20p2的112倍,即I20p1112I20p2。开关箱内电器装配按“一机一闸一漏”要求配置隔离开关和漏电空气开关,分配电箱按系统图选配电源总空气开关和分路空气开关及其附件,总配电箱设总隔离开关、总空气开关和分路隔离开关、分路漏电空气开关以及电源电压、电流指示装置等。所有电箱内均设置N、PE端子排。(3)空气开关额定值、动作电流整定值要相适应,其选择要求如下:低压过流脱扣器额定电流Inor不小于线路的计算电流Ijs,即InorIjs。作线路过负荷保护时,长延时过流脱扣器整定动作电流I10p111Ijs。作线路短路保护时,瞬时、短延时过流脱扣器整定动作电流I20pKkIpk。Ipk为线路的尖峰电流(线路中电器设备起动等过程中产生的短时高峰值电流);Kk为可靠系数,对DZ系列空气开关取1172。通常I20p取值为310倍脱扣器的额定电流Inor。短延时过流脱扣器动作时间整定要按前后空气开关的保护选择性来确定,应保证前一级保护的动作时间比后一级保护的动作时间长一个时间级差,82电工技术杂志2003年第12期建筑工地临时用电施工组织方法设计短延时过流脱扣器的动作时间一般分为012s、014s和016s三种。过流脱扣器动作电流与被保护线路的配合要求:为防止被保护线路因出现过负荷或短路而空气开关不跳闸,引起线缆过热受损甚至失火的事故发生,空气开关过流脱扣器整定值与导线允许电流Ial配合应符合I10pIal或I20p415Ial若不满足以上要求,则应改变过流脱扣器动作电流或适当加大线缆芯线截面积。(4)选择二级漏电保护器的额定电压、额定电流应与被保护线路和负载相适应。总配电箱漏电保护器主要提供间接保护和防止漏电火灾,漏电保护器灵敏度不要求太高,其漏电动作电流和动作时间应大于线路末端(即开关箱)的第二级保护,漏电动作电流应按干线实测泄漏电流的2倍选用,一般选用漏电动作电流值为300500mA,动作时间为01150125s。开关箱(末级)漏电保护器用于直接接触电击防护,根据有关规定要选用高灵敏度、快速动作型(即动作时间小于011s)的漏电保护器,动作电流不超过30mA,对于潮湿条件下选用15mA。为了提高标准,可以在分配电箱加装漏电保护器,这级保护不但对线路和用电设备有监视作用,同时还可以对开关箱起补充保护作用。鉴于其提供间接保护,其参数按支线上实测泄漏电流值的215倍选用,一般可选漏电动作电流值为100200mA(其动作值与动作时间乘积不应超过30mAs安全限值)。216 安全用电技术21611 用电线路施工(1)线路敷设 用电线路用绝缘导线时采用架空敷设,架空敷设采用瓷瓶及横担固定在电杆上,不得成束架空敷设或直接绑在电杆、树木或脚手架上,其线路路由应避开塔吊等起重吊装作业范围,并与建筑脚手架、施工作业面保持规程规定的最小安全操作距离4m。架空线路相序排列,在同一横担上面向负荷从左侧起为L1、N1、L2、L3、PE,若双层分别架设动力线与照明线,照明线敷上层,面向负荷从左侧起为L1(L2、L3)、N、PE,绝缘线相色选择按上列排序为红、蓝、黄、绿及黄绿相间。线路埋地敷设应沿场内道路路边或建筑边缘埋设,并在线路转弯处或直线段每20m处设线路走向标志,在建建筑物内配电线路应采用埋地引入,其引上的线路要利用在建工程的竖井、垂直孔洞作通道,并每层固定可靠。机具用电的橡皮绝缘电缆线路不得随意拖拉,应有防碾压措施。(2)电箱安装 开关箱安装位置应靠近机具,设在较干燥及防雨处,且操作使用与维护要方便,距离控制在与机具3m左右。配电箱安装位置应牢固,便于操作与维护,同时其防雨、防尘装置要同时配套安装,配电箱与开关箱距离控制在30m左右。电箱箱体采用优质钢板、工程塑料制作,箱内电器应安装固定在铁板或绝缘板上,有特殊防腐要求地方选用不锈钢箱体。电箱内接线(含N、PE等线)均采用端子板连接,能直接与电器开关端子连接时每个端子不超过两根导线,多股线接线时要采用搪锡或压鼻子后压接或螺栓连接。箱内电气回路均设立标志牌,记录用电回路名称、负荷参数等。同时箱内门板内侧(避开电器安装位置)粘贴本箱配电系统图、接线图及悬挂电器巡查维护记录表。21612 防电击保护(1)施工现场低压配电系统宜采用TNS接零保护系统。施工现场若专设现场施工变压器时必须采用TNS系统。从其他地方引来TN接零保护系统低压电源时,总配电箱电源点有两种处理方法:三相四线电源进线时,则采用TNCS系统,PEN重复接地后引出PE、N线;三相五线电源进线时,PE线在进线处重复接地。对地方用电有特别要求,仅提供TT接地保护制式的三相四线电源进线时,要在电源进线处作现场用电保护总接地,引出专用保护接地总线PE按三相五线进行配线,专用保护接地总线PE仅作线路及设备保护接地的辅助连接。要注意,在进线处N线与系统保护接地引出的PE线不能连接,线路及设备的保护接地装置做法同重复接地。(2)用电系统中各种型式接地的接地装置电阻值一般取 4,PE线重复接地点应设置在电源终端与中间线路每50m左右处的分配电箱处。(3)用电系统中所有正常不带电的电气设备的金属外壳,均应经PE线与接地装置可靠连接,同时92建筑工地临时用电施工组织方法设计电工技术杂志2003年第12期对搅拌机、塔吊、龙门架等设备安全规程有要求的,PE线要作重复接地,重复接地装置电阻值取 4。(4)保护接零(地)线线径截面一般同线路工作零线,无工作零线的按相线截面一半选择(对于相线截面 16mm2取相线截面值),手持移动电动工具的PE线采用铜芯软线,截面按相线1/3选择且不小于115mm2,保护接零(地)线与接地装置连接采用双根导体连接。(5)保护接零(地)线、重复接地线的连接采用焊接、压接或螺栓连接。(6)塔机、龙门架及脚手架的防雷接地需与重复接地装置共用并可靠连接,做法为在塔帽及架顶设 10长2m避雷针经引下线与重复接地装置可靠连接,一般不利用金属构件本身作引下线。(7)漏电保护器的漏电动作电流的选取要大于供电线路和用电设备的总泄漏电流值2倍以上,并在配电线路电源端与末端安装漏电保护器,形成分级分段保护,确保每台用电设备均有两级漏电保护措施。21613 用电安全技术管理措施(1)建筑工地临时用电施工组织设计应有电气工程技术人员编制,并按规定履行审核、审批后实施,有必要时还可向项目监理单位报验。(2)临时用电线路施工前,应对施工人员进行技术交底,施工完成后应进行验收,测试接地电阻值及线路绝缘电阻值,符合要求方可投入运行。(3)每天对电气设备及线路进行巡视,对漏电保护器进行动作实验,发现问题及时处理并记录。(4)每月对电气设备及线路作绝缘测试,并做好记录。(5)每月对各种接地装置电阻值进行测量,并对结果进行分析比较。(6)按规定停送电及设备检修时应接好临时接地线。(7)加强对用电安全规程的学习,要根据现场用电情况及时调整本设计计算数据与安全措施,并及时进行技术交底。3 结束语建筑工地临时用电的安全是高速度、高质量施工的重要条件,为保障施工现场用电安全、防止触电及电气火灾事故的发生,必须正确编制建筑工地临时用电施工组织设计,它使得建筑工地临时用电规范规程的安全技术条款在项目施工用电组织管理上得到充分有效实施,同时也对规范施工企业用电安全规范化管理都有着非常重要意义。Method and Design of ConstructionMangement of Temporary Use2electricityHou Haihua(The Second Construction Company of ChinaConstruction Seventh Engineering Bureau)AbstractIt is important technical measures of ensuring ues2electrictity safety to complilate design of the construction man2agement of temporary use2electricity1In this article,auther in2troduces complilation conterts of temporary use2electricity,andprorides relevant measure about technology treatment1Keywordstemporaryuse2electricitydesign收稿日期:20030907(上接第21页)因雷电产生的电磁脉冲过电压和因电气设备操作产生的内部过电压,同时还要考虑控制噪声电平对电子信息设备本身的干扰。参考文献1 低压配电设计规范,GB50054-951 北京:中国计划出版社 119962 供配电系统设计规范,GB50052-951 北京:中国计划出版社,19963 杨成德,低压配电系统接地和接零保护 1 电工技术杂志杂志,2000(7)4美 G1 夏里克著 1 接地工程 1 候景韩译 1 北京:人民邮电出版社 119875 李景禄等 1 实用电力接地技术 1 北京:中国电力出版社,2002Simple Analysis of GroundingTechnology Adopted in 10kV&underIntelligent Distribution SubstationZhaoYing(China Petroleum East China Design Institute,CNPC)AbstractBased on the character of grounding current,ex2plaining how to use the latest grounding technology in 10kV&under intelligent distribution substation.Keywordsdistribution systemshieldgroundingequipo2tent bonding收稿日期:2003103003电工技术杂志2003年第12期建筑工地临时用电施工组织方法设计