建筑工程供電常用方式

1、建筑工程供電使用的基本供電系統有三相三線制三相四線制等，但這些名詞術語內涵不是十分嚴格。國際電工委員會（ IEC ）對此作了統一規(guī)定，稱為 TT 系統、 TN 系統、 IT 系統。其中 TN 系統又分為 TN-C 、 TN-S 、 TN-C-S 系統。下面內容就是對各種供電系統做一個扼要的介紹。 （一）工程供電的基本方式 根據 IEC 規(guī)定的各種保護方式、術語概念，低壓配電系統按接地方式的不同分為三類，即 TT 、 TN 和 IT 系統，分述如下。 （ 1 ） TT 方式供電系統 TT 方式是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統，也稱 TT 系統。第一個符號 T 表示電力

2、系統中性點直接接地；第二個符號 T 表示負載設備外露不與帶電體相接的金屬導電部分與大地直接聯接，而與系統如何接地無關。在 TT 系統中負載的所有接地均稱為保護接地，如圖 1-1 所示。這種供電系統的特點如下。 1 ）當電氣設備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電）時，由于有接地保護，可以大大減少觸電的危險性。但是，低壓斷路器（自動開關）不一定能跳閘，造成漏電設備的外殼對地電壓高于安全電壓，屬于危險電壓。 2 ）當漏電電流比較小時，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護器作保護，困此 TT 系統難以推廣。 3 ） TT 系統接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費工時、費料。 現在有

3、的建筑單位是采用 TT 系統，施工單位借用其電源作臨時用電時，應用一條專用保護線，以減少需接地裝置鋼材用量。 把新增加的專用保護線 PE 線和工作零線 N 分開，其特點是：共用接地線與工作零線沒有電的聯系；正常運行時，工作零線可以有電流，而專用保護線沒有電流； TT 系統適用于接地保護占很分散的地方。 （ 2 ） TN 方式供電系統 這種供電系統是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統，稱作接零保護系統，用 TN 表示。它的特點如下。 1 ）一旦設備出現外殼帶電，接零保護系統能將漏電電流上升為短路電流，這個電流很大，是 TT 系統的 5.3 倍，實際上就是單相對地短路故障，熔斷器的熔絲會

4、熔斷，低壓斷路器的脫扣器會立即動作而跳閘，使故障設備斷電，比較安全。 2 ） TN 系統節(jié)省材料、工時，在我國和其他許多國家廣泛得到應用，可見比 TT 系統優(yōu)點多。 TN 方式供電系統中，根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為 TN-C 和 TN-S 等兩種。 （ 3 ） TN-C 方式供電系統 它是用工作零線兼作接零保護線，可以稱作保護中性線，可用 NPE 表示 （ 4 ） TN-S 方式供電系統 它是把工作零線 N 和專用保護線 PE 嚴格分開的供電系統，稱作 TN-S 供電系統， TN-S 供電系統的特點如下。 1 ）系統正常運行時，專用保護線上不有電流，只是工作零線上有不平衡電流。

5、PE 線對地沒有電壓，所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線 PE 上，安全可靠。 2 ）工作零線只用作單相照明負載回路。 3 ）專用保護線 PE 不許斷線，也不許進入漏電開關。 4 ）干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而 PE 線有重復接地，但是不經過漏電保護器，所以 TN-S 系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。 5 ） TN-S 方式供電系統安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統。在建筑工程工工前的“三通一平”（電通、水通、路通和地平必須采用 TN-S 方式供電系統。 （ 5 ） TN-C-S 方式供電系統 在建筑施工臨時供電中，如果前部分是 TN-C 方式供電

6、，而施工規(guī)范規(guī)定施工現場必須采用 TN-S 方式供電系統，則可以在系統后部分現場總配電箱分出 PE 線， TN-C-S 系統的特點如下。 1 ）工作零線 N 與專用保護線 PE 相聯通，如圖 1-5ND 這段線路不平衡電流比較大時，電氣設備的接零保護受到零線電位的影響。 D 點至后面 PE 線上沒有電流，即該段導線上沒有電壓降，因此， TN-C-S 系統可以降低電動機外殼對地的電壓，然而又不能完全消除這個電壓，這個電壓的大小取決于 ND 線的負載不平衡的情況及 ND 這段線路的長度。負載越不平衡， ND 線又很長時，設備外殼對地電壓偏移就越大。所以要求負載不平衡電流不能太大，而且在 PE 線上

7、應作重復接地。 2 ） PE 線在任何情況下都不能進入漏電保護器，因為線路末端的漏電保護器動作會使前級漏電保護器跳閘造成大范圍停電。 3 ）對 PE 線除了在總箱處必須和 N 線相接以外，其他各分箱處均不得把 N 線和 PE 線相聯， PE 線上不許安裝開關和熔斷器，也不得用大顧兼作 PE 線。 通過上述分析， TN-C-S 供電系統是在 TN-C 系統上臨時變通的作法。當三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負載比較平衡時， TN-C-S 系統在施工用電實踐中效果還是可行的。但是，在三相負載不平衡、建筑施工工地有專用的電力變壓器時，必須采用 TN-S 方式供電系統。 （ 6 ） IT 方式供電

8、系統 I 表示電源側沒有工作接地，或經過高阻抗接地。每二個字母 T 表示負載側電氣設備進行接地保護。 TT 方式供電系統在供電距離不是很長時，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴格地連續(xù)供電的地方，例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術室、地下礦井等處。地下礦井內供電條件比較差，電纜易受潮。運用 IT 方式供電系統，即使電源中性點不接地，一旦設備漏電，單相對地漏電流仍小，不會破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點接地的系統還安全。 但是，如果用在供電距離很長時，供電線路對大地的分布電容就不能忽視了。在負載發(fā)生短路故障或漏電使設備外殼帶電時，漏電電流經大地形成架路，保護設備不一定動

9、作，這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。 （二）供電線路符號小結 1 ）國際電工委員會（ IEC ）規(guī)定的供電方式符號中，第一個字母表示電力（電源）系統對地關系。如 T 表示是中性點直接接地； I 表示所有帶電部分絕緣。 2 ）第二個字母表示用電裝置外露的可導電部分對地的關系。如 T 表示設備外殼接地，它與系統中的其他任何接地點無直接關系； N 表示負載采用接零保護。 3 ）第三個字母表示工作零線與保護線的組合關系。如 C 表示工作零線與保護線是合一的，如 TN-C ； S 表示工作零線與保護線是嚴格分開的，所以 PE 線稱為專用保護線，如 TN-S 。(

10、補充：電力系統中的變壓器中性點分接地和不接地.在中性點接地系統中,電氣設備宜采用接零保護,即將電氣設備不帶電部分(外殼,機座)與零線連接,成為保護接零.在中性電不接地系統中電氣設備宜采用保護接地,即將電氣設備外殼或機座與獨立的接地裝置連接,成為保護接地.保護接零通常用在采用380/220伏三相四線制,變壓器中性點直接接地的系統中.保護接地適用于不接地電網.在TT系統中,中性線只在電源處做工作接地,電器如采用保護接零,產生故障時,故障電流流過中性線(零線)時會產生電壓降,此電壓降對地電壓可能會危及人身安全,所以不能用保護接零而用保護接地.在TN-C或TN-C-S系統中,中性線進戶后重復接地,電器

11、離重復接地點距離短,故障電流產生的電壓降很小,所以可用保護接零)由于建筑工地用電環(huán)境的復雜性及特殊性，加上大多數的作業(yè)人員剛由農民轉變而成，安全用電意識較差，以及用電設備的多樣性、安全措施的不完備使建筑工地的電氣事故率增加，安全用電形勢非常嚴峻。在施工實踐中除了加強安全用電管理、經常對使用電氣設備人員進行用電基本常識和技能教育外，更重要的是要精心配置工地的臨時用電系統，為安全用電提供一個有效可靠的硬件環(huán)境。1.接地系統的選擇與等電位連接(1)國際上和全國各大設計院普遍采用國際電工委員會(IEC)標準規(guī)定的系統形式。按IEC的規(guī)定，低壓配電接地接零系統劃分為IT方式、TT方式、TN方式3種基本形

12、式系統。TN方式又可以細分為TN-C、TN-S和TN-C-S這3種方式。在施工現場臨時用電安全技術規(guī)范(JGJ46-88) (以下簡稱規(guī)范)中第4.1.1條明確規(guī)定，在施工現場專用的中性點直接接地的電力線路必須采用接零保護系統，即TN系統。廣東省建委已發(fā)文進一步明確施工現場必須采用三相五線系統即TN-S方式，如圖1所示。1-工作接地；2-重復接地；3-設備外露可導電部分L1 L2 L3-相線；N-工作接地；PE-保護接零圖1 TN-S方式接線圖因此，施工現場接地系統采用TN-S系統是必然的選擇。TN-S系統由于線與PE線分開，三相不平衡電流不再流經PE線，避免了用電設備外殼的電位升高。TN-S

13、系統可采用剩余電流動作保護，這種保護直接反映接地故障電流，靈敏度高，動作電流可以整定得很小，以至它可以保護非金屬性接地故障，整定電流只要大于正常的線路電氣設備的泄漏電流就可以了。但是，因為系統固有的缺點，變壓器中性點對電位(變壓器低壓側中性點接地電阻Ro上的壓降)仍會通過PE線使電氣設備外殼有電流與電壓。因此降低接地電阻、實現整個工地上所有建筑設備的金屬外殼及各種金屬構件(包括塔吊、施工電梯、提升架和新建建筑物的基礎接地網)等的可靠的總等電位的連接，對于提高整個系統的安全性顯得尤為重要。降低接觸電壓的主要措施有減少保護裝置，切斷故障的時間、重復接地、等電位連接等。我國現行規(guī)范強調作重復接，但I

14、EC標準強調等電位連接而未將重復接地列入正規(guī)條文，實際上總等電位連接已兼起電源進線重復接地的作用，因此它對重復接地規(guī)定是建議性的，而不是強制性的。在建筑工地實施等電位連接，即用PE線將整個工地的所有設備的金屬外殼及各種金屬構件如塔吊、提升架、施工電梯、新建建筑物的基礎鋼筋網等可靠地連接起來，這樣使整個臨電系統的安全性得到提高。當由于種種原因漏電開關不動作而使PE線出現高電位時，工地的等電位連接有助于減少觸電傷亡和電氣火災的可能性。另外，等電位連接有助于消除或降低電位差，對整個工地合用接地電阻值的要求已不十分嚴格，從而節(jié)省了投資，更重要的是安全的可靠性大大提高了。2.配電室(總配電箱)總開關的選

15、擇在工地中，配電室(總配電箱)的總開關一般選用自動空氣開關或帶漏電保護的自動空氣開關?？傞_關采用漏電開關存在它的弊端，即容易出現越級跳閘的不正常現象。全現場停電影響大。因為施工現場配電線路和用電設備的絕緣程度不會都是良好的，總是由于種種情況存在一定的漏電電流，由于總開關管的線路長、設備容量大，其承受的漏電電流就越大，就有可能出現某一支路的漏電電流不足以使支路的漏電開關動作，而幾個支路的漏電電流之和使總開關跳閘的現象。例如某支路的漏電開關的漏電動作電流為100mA，漏電電流為50mA時不動作。但4個支路各有漏電電流50mA時，總漏電電流相加為200mA，就有可能使漏電動作電流為300mA的總開關

16、跳閘。因此總開關選用漏電開關不是最佳選擇?？傞_關選用自動空氣開關時，它不具備欠壓保護和相序保護。在施工實踐中，我們發(fā)現只要對DW10型萬能空氣斷路器進行一點改進，它十分適合作為工地的總開關。改進前的DW10型開關具有過載、欠壓和短路保護，但其欠壓保護只能對兩相欠壓保護(失壓脫扣線圈工作電壓為380V線電壓)，且不具備相序保護功能。在大型工地中有眾多重要的電機負荷，如塔吊、施工電梯、空壓機、攪拌站、水泵等，其中不少是三相不可逆轉的設備，所以缺相和相序保護是非常重要的，尤其是當市電停電轉用發(fā)電機時，如果相序不對，相序保護動作使總開關不能合閘，從而保護了設備。因此，我們在DW10萬能開關的失壓線圈前

17、加設一個XJ系列斷相和相序保護繼電器，如圖2所示，使其具備了過載、失壓、短路保護和相序保護功能。XJ-斷相與相序保護繼電器；K-DW10開關失壓線圈 L1 L2 L3-相線圖2斷相與相序保護繼電器示意圖DW10萬能空氣斷路器價格低(與同等規(guī)格漏電開關相比)及改造費用低廉，在大型工地或有眾多重要負荷(塔吊、施工電梯、攪拌站、空壓機等)的工地，是配電室(總配電箱)總開頭的最佳選擇。3.配電箱、開關箱及漏電開關的配置選擇配電箱是施工現場電源與用電設備的中樞環(huán)節(jié)，而開關箱上接電源線，下接用電設備也是用電安全的關鍵，所以正確設置與否是一個非常重要的問題。按照標準要求，施工現場應實行“三級配電，兩級保護”

18、，即在總配電箱上設分配電箱，分配電箱以下設開關箱，開關箱是末級，以下就是用電設備，這樣形成了三級配電。兩級保護是指除在末級(開關箱)設置漏電保護外，還要在上一級(分配電箱中)設置漏電保護開頭，總體上形成兩級保護，兩級漏電保護器之間具有分級分段保護功能。配電箱應采用鐵質箱體，選用戶外防雨型，箱內要設置保護零線端子排，視需要設置工作零線端子排。箱內電器安裝板采用鐵板，與保護零線端子排做良好連接。箱門也需用黃綠雙色線與保護零線端子排做良好連接并上鎖。箱體用紅漆作“有電危險”等警告標記。箱內電器設置應按照“一機一閘一漏”原則設置，每臺用電設備都由一個電氣開關控制，不能一個開關控制兩臺。規(guī)范第7.2.5

19、條、第7.2.7條規(guī)定“每臺用電設備應有各自專用的開關箱”、“必須實行一機一閘制”、“開關箱中必須裝設漏電保護器”，把以上規(guī)定進行簡單歸納，即為“一機一閘一漏一箱”。在配置電箱內電器時，應慎重考慮上、下級保護動作的選擇性。這里的選擇性有兩個內容，一個是上下級斷路器短路保護的選擇性，一個是上下級漏電開關漏電保護的選擇性。在一個配電箱內總電源開關與支線開關之間便存在上、下級短路保護的選擇性問題，一般為了配電箱整齊美觀、劃一，往往采用同型號的斷路器，即使電源總開關與分支開關采用不同型式的瞬時脫扣器，也很難得到滿意的選擇性配合。而且即使是按照某生產企業(yè)給出的選擇性配合要求進行配置也難得到有效的選擇性配

20、合。因此，在一個配電箱內的電源總開關應采用隔離開關而不是自動空氣開關。隔離開關可以在正常情況下切斷電源，起到隔離電源作用并方便維修，可省去一個級間保護選擇性要求，使上一級配電箱更易保護選擇性。因上一級配電箱至下一級配電箱有一定距離，可利用饋線長度的阻抗來限制下級發(fā)生短路時故障電流，使上、下級保護具有一定的選擇性。要保證漏電開關的選擇性，就要精心選擇上下級額定漏電動作電流和上下級漏電動作時間。在進行選擇時，應遵循以下原則進行：末端線路上(開關箱內)的漏電保護器的額定漏電動作電流In值選用30mA；上級漏電保護電器的In1值必須是下級In2的一倍，即In12In2；我國漏電保護器產品執(zhí)行標準(GB

21、6829)規(guī)定：在漏電電流為In時，直接接觸保護用的漏電保護器最大分斷時間為0.1s，間接接觸保護用的漏電保護器最大分斷時間為0.2s。因此末端保護的漏電保護器應選用直接接觸保護用的，額定動作時間要0.2s，上一級的漏電保護器額定動作時間要增加延時0.2s才不致引起誤動作。目前國內市場的許多漏電保護器的產品說明書中都不說明是用作直接接觸保護用還是用作間接接觸保護用的，為此在選用時應選擇符合要求的漏電保護器。采用漏電保護器作分級保護時最好為二級，過多級數將難于得到有選擇性的保護。4.設置配備二次觸電保護器的電焊機專用配電箱交流電弧焊機是建筑工地常用的設備之一，同時它又是一種高危險性的電器設備，操

22、作人員必須是經專業(yè)培訓的特殊作業(yè)人員。雖然漏電保護器的廣泛使用對控制電焊機觸電事故起了一定的作用，但電焊機的二次側的觸電事故仍時有發(fā)生。這是因為漏電保護器只能對電焊機的一次側電路進行保護。當二次側漏電時，其回路是一個不完整的回路，一部分電流發(fā)生了異常流動。但此時一次側的電路和電流仍然是完整的，漏電保護器不動作，就難免會發(fā)生觸電死亡。因此在建筑施工安全檢查標準(JGJ59-99)中也明確要求裝設電焊機的二次觸電保護器。目前國內一些廠家將漏電保護器與二次觸電保護器的功能相結合，生產出具有漏電保護功能的二次接觸保護器，同是保護電焊機的一次側和二次側。所以，在工地中應設置專用的電焊機配電箱，內設一個閘

23、刀開關作為隔離開關，下設一個電焊機二次觸電保護器。同時，電焊設備必須嚴格執(zhí)行有關安全要求，操作人員必須按操作規(guī)程進行作業(yè)；二次觸電保護器應經常檢查，保證其能正常工作。這樣大大提高了電焊機使用的安全性，消除了事故隱患的盲點。經過這樣設置的臨時用電系統，其安全可靠性高，但也不能掉以輕心，高枕無憂。與此同時要加強軟件環(huán)境建設，即要強化安全用電管理，落實安全用電責任，定期對電工進行培訓教育考核，經常對施工人員進行用電基本常識和技能教育，及時更新、維修、改造用電設備、設施，實現用電設備、設施本質安全。只有這樣軟硬兩手抓，才能保證施工用電安全，確保施工順利進行。施工現場臨時用電的總要求是：三級配電、兩級及

24、其以上保護，確保一機一閘一箱一漏。雖然要求很明確，但有部分施工現場不同程度地存在一些問題，不能滿足施工現場臨時用電安全技術規(guī)范（JGJ46-88）和建筑施工安全檢查標準（JGJ59-99）的要求。規(guī)范要求的TN-S供電系統是：在施工現場專用的中性點直接接地的電氣線路中，必須設總配電箱（或配電室）、分配電箱、閘箱?？偱潆娤鋺O置在靠近電源的施工現場內，箱內要配置電流表、電壓表、電度表，帶防護罩式的總隔離開關、總漏電斷路器，分路帶防護罩式的分隔離開關、分路斷路器、分設在箱底的工作零線（N）和保護零線（PE）端子排。在漏電斷路前必須作一組重復接地，引下銅材質（多股銅線）兩根接地裝置上設置的兩處斷開點

25、相接，以保證重復接地的可靠性。（見圖1）圖1 總配電箱系統圖分配電箱應設置在用電設備或負荷相對集中的地區(qū)，尤其是進入主體裝修時，根據裝修需要用電設備的多少，主體內要分層或全層設置分箱。分配電箱內的電器與總配電箱相比，除不再安裝電流表、電壓表、電度表外，其余同總配電箱只是線徑、電器元件的容量小于總配電箱。第二組重復接地設置在用電設備比較集中的分配電箱處，做法同第一組重復接地。（見圖2） Y1701.gif align=center圖2 分配電箱供電系統圖開關箱要設置在距用電設備不大于3m的地方（便于操作、檢修）。箱內配置防護罩式隔離開關，漏電斷路器。分設的工作零線（N）和保護零線（PE）端子排。

26、離配電箱最遠處的用電設備作第三組重復接地。重復接地阻值均不得大于10。（見圖3） Y1702.gif align=center圖3 開關箱供電系統圖上述三個供電系統圖組成TN-S供電系統動力與照明采用同一配電箱系統圖。這一系統，配電方便，但有一缺點是，一旦分配電箱因漏電而跳閘，此分箱控制的照明線路則斷電，如果不能保證有照明線路的分配電箱斷電的施工現場，應采用從總配電箱開始，動力、照明，特種作業(yè)機械設備分設分配電箱的配電系統。這種配電與上述系統相比增加了線路，容易給施工帶來不方便。這兩種方式的TN-S供電系統可根據現場情況選擇。總配電箱、分配電箱、開關箱要鐵制、有門、能鎖、防雨、防塵，鐵皮厚度不小于1.5mm。箱內的導線、電器元件要經過負荷計算選擇，導線截面與開關額定值必須匹配，隔離開關必須是有防護罩式，不得使用帶電體部分裸露的隔離開關。導線與電器裝置的聯接及各種匯流排的