建筑工地臨時用電施工組織設計剖析

/建筑工地臨時用電施工組織設計高慶敏劉宇清(華北水利水電學院450045)摘要編制建筑工地臨時用電施工組織設計是一項保障施工用電平安的重要技術措施,建筑工地臨時用電施工組織設計編制,一般包括工程用電概況、編制依據、施工用電平面布置和繪制用電系統(tǒng)圖、負荷計算及變壓器選擇、線纜及電器開關選擇、平安用電技術等步驟,文中依據規(guī)范規(guī)程對上述步驟中應編制的內容作了詳細介紹,并提出了有關的技術處理措施。關鍵詞臨時用電負荷計算電器選擇防雷接地1引言隨著建筑施工技術的發(fā)展,用電設備的運用日趨增多,加之建筑工地臨時用電設備移動較頻繁、負荷變動大、電氣設備及供配電線路工作環(huán)境條件惡劣等特點,觸電及電氣火災事故在建筑工地時有發(fā)生。如何規(guī)范施工現(xiàn)場用電組織工作,保障施工用電平安是施工現(xiàn)場平安管理工作的一個重要課題。依據《施工現(xiàn)場臨時用電平安技術規(guī)范》(JGJ46O88)規(guī)定,建筑工地用電負荷在50kW以上或有5臺以上用電設備的要編制臨時用電施工組織設計。編制建筑工地臨時用電施工組織設計,作為一項保障施工用電平安的重要技術措施得到廣泛認同和關注。但是,由于有的電氣技術人員對建筑工地臨時用電平安技術規(guī)范、規(guī)程的駕馭深度不夠,理解不透徹,甚至出現(xiàn)理解偏差等諸多緣由,導致編制的臨時用電施工組織設計往往缺乏指導性、針對性,出現(xiàn)諸如用電負荷計算不精確、電器選擇不規(guī)范、電氣線路敷設擔憂全合理、電氣線路及用電設備的平安愛惜裝置無效或失靈等施工用電平安隱患。因此,如何依據工程特點和進度編制一個好的臨時用電施工組織設計來全面規(guī)劃施工用電,指導現(xiàn)場用電組織和管理工作,有效杜絕施工用電平安隱患,確保項目平安管理目標的實現(xiàn),是目前施工用電平安管理工作中急需解決的問題。筆者擬就建筑工地臨時用電組織設計的編制步驟、內容及有關計算方法作一闡述,并對相關平安用電技術措施實施提出解決方法,和同行探討,以期提高施工用電平安防護水平。2編制內容211工程用電概況就工程施工規(guī)模,生產環(huán)境,施工進度等狀況作簡潔敘述;對用電負荷設計考慮范圍,用電設備在現(xiàn)場分布運用狀況,不同施工期間用電量的統(tǒng)計及用電負荷分析,電源引接點位置,特殊是重要施工機具及各個施工階段對用電牢靠性的要求等狀況作簡潔闡述。212編制依據a1在建工程施工組織總設計(施工支配、設備清單及平面布置圖等);b1《施工現(xiàn)場臨時用電平安技術規(guī)范》(JGJ46O88);c1《建設工程施工現(xiàn)場供用電平安規(guī)范》(GB50194O93);d1在建工程地方用電平安規(guī)程和要求;e1企業(yè)內部用電平安作業(yè)規(guī)程等。213施工用電平面布置和繪制用電系統(tǒng)圖施工用電平面布置要依據施工現(xiàn)場總平面布置中用電設備的分布狀況,充分考慮到不同施工時期用電設備變更及重大用電負荷設備運用狀況,同時還要考慮在建工程的腳手架搭設、塔吊等起重吊裝作業(yè)半徑,現(xiàn)場其他工藝管線防護要求,以及現(xiàn)場內施工機械車輛和人員流徑等狀況,在滿足用電線路平安距離等狀況下,正確合理布置配電線路路由。依據施工用電平安技術規(guī)范的開關箱就近機具設置,用電設備集中處設置支配電箱,總電源箱就近負荷中心等原則,合理布置各級配電(開關)箱位置,同時要考慮其設置位置的操作便利和平安性。建筑工地臨時用電施工組織設計———高慶敏劉宇清(91)·43·?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.繪制用電系統(tǒng)圖主要考慮現(xiàn)場臨時用電的配電方式選擇。通?？傠娫聪涞街潆娤浣邮軜涓墒脚潆?支配電箱到開關箱接受放射式配電,對用電有特殊要求的、特殊重要負荷或大容量負荷,如塔機、砼輸送泵、微電腦限制施工設備等用電設備的配電可干脆由總配電箱專線供電。須要留意的是,對于現(xiàn)場單相負荷如電焊機組,在進行負荷支配時要考慮用電三相負荷平衡原則,均衡地將現(xiàn)場單相負荷設備分接在不同相序上。214負荷計算21411計算公式依據施工用電平面布置和用電系統(tǒng)圖,負荷計算應從開關箱、支配電箱、總電源箱逐級進行,負荷計算通常接受須要系數法,其計算公式為:a1用電設備(開關箱)的計算負荷及計算電流。計算功率:Pjs=Pe/η(kW)計算電流:Ijs=Pjs/(3×Ue×cosφ)(A)當用電設備為單相負荷時的計算電流:Ijs=Pjs/(Ue×cosφ)(A)b1用電設備組的計算負荷及計算電流。計算有功功率:Pjs=Kx×Pe(kW)計算無功功率:Qjs=Pjs×tgφ(kvar)計算視在功率:Sjs=Pjs2+Qjs2(kV·A)計算電流:Ijs=Sjs/(3×Ue)(A)c1支配電箱或電源總箱的計算負荷及計算電流。計算有功功率:Pjs=K(Σp)×Σ(Kx×Pe)(kW)計算無功功率:Qjs=K(ΣQ)×Σ(Kx×Pe×tgφ)(kvar)計算視在功率:Sjs=Pjs2+Qjs2(kV·A)計算電流:Ijs=Sjs/(3×Ue)(A)負荷計算公式中,Pe為用電設備(組)的設備功率,kW;η為用電設備的銘牌機械效率;Kx為須要系數,≤1,按有關設計表選取;tgφ為用電設備功率因數的正切值,依據不同負荷的cosφ值換算取得;K(Σp)、K(ΣQ)為有功功率、無功功率的同時系數,≤1,按規(guī)定范圍選取;Ue為用電設備額定電壓(線電壓),kV。21412進行負荷計算時應考慮的因素a1建筑工地臨時用電設備多屬感性負荷,負荷計算及變壓器選擇時必需算出無功功率,同時現(xiàn)場用電一般未進行無功補償,計算電流要考慮cosφ值。b1要考慮施工高峰用電、單臺大容量設備使用狀況及同類設備的臺數,以及配電箱所帶負荷容量差別大小狀況等因素,合理選取Kx、K(Σp)、K(ΣQ)等系數值。c1對反復、短時、斷續(xù)工作的用電設備的設備容量要進行換算。對反復、短時工作制電機的設備容量(如塔吊),Pe是指統(tǒng)一換算到暫載率Jc=25%(用Jc25表示)時的額定功率,即:Pe=Pe’×Jc/Jc25=2Pe’×Jc(kW)式中:Pe’———電動機銘牌額定功率,kW;Jc———電動機銘牌暫載率。對斷續(xù)工作制設備(如電焊裝置)的設備容量是指暫載率換算到100%的額定功率,即:Pe=Se’×Jc×cosφ(kW)式中:Se’———電焊機銘牌容量,kV·A;Jc———電焊機銘牌暫載率;cosφ———額定功率時功率因數。d1對支配電箱負荷計算時要將其所帶同類負荷進行并組,考慮須要系數進行計算。在統(tǒng)計總電源箱或干線負荷時,要考慮同期系數。e1施工現(xiàn)場生活辦公用電負荷要考慮實際情·44·(92)建筑電氣2005年第2期?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.況,正確評估,最好能列項統(tǒng)計負荷,當無法統(tǒng)計時,應考慮總容量8%～10%作為生活辦公用電量。f1工地上單相負荷(對焊機、電焊機等)較多,當計算范圍內單相負荷的總容量大于三相對稱負荷總容量的15%時,為負荷計算精確要將單相負荷換算為等效三相負荷進行統(tǒng)計。換算方法為:①僅有相負荷時等效三相負荷取最大相負荷的3倍;②僅有線間負荷時等效三相負荷為:單臺時取線間負荷的3倍;多臺時取最大線間負荷的3倍加上次大線間負荷的3-3倍;③相負荷和線間負荷均有時,應先將線間負荷換算為相負荷,然后將各相負荷分別相加,選取最大相負荷的3倍作為等效三相負荷。計算表格見表1、表2(樣表,未注單位同上述計算公式)。表1開關箱負荷計算表計算部位用電設備名稱銘牌容量Jc/ηPecosφPjsIjs線纜選擇(mm2)電器選擇支配電箱BL1開關箱KL1電焊機2165%8014784416YCW-3×6×××-100/50AKL2對焊機10020%2101472111717YCW-3×25×××-200/125AKL3輸送泵55018681701869131VV-3×50+2×25×××-200/160A表2支配電箱、干線、變壓器負荷計算表計算部位K(Σp);K(ΣQ)KxΣ(Kx×Pe);Σ(Kx×Pe×tgφ)PjsSjsIjs線纜選擇(mm2)電器選擇總配電箱支配電箱BL1018;018015;11023126/69;43173/5117573181061216114BV-3×75+2×35×××-200/180ABL2215變壓器選擇變壓器容量選擇,考慮變壓器運行功率損耗計算變壓器計算視在功率Sjs’:Sjs’=(Pjs+ΔPb)2+(Qjs+ΔQb)2(kV·A)考慮施工變壓器通常露天安裝,環(huán)境高溫的降容影響,選定變壓器視在功率Sjs″:Sjs″≥K×Sjs’(K取1105～111)變壓器額定容量的選擇:依據變壓器額定容量Se≥變壓器視在功率Sjs″的原則選定,然后校核電力變壓器負荷率β=Sjs″/Se,β一般取018～0195即可。ΔPb為電力變壓器有功功率損耗,一般取0101SjskW;ΔQb為電力變壓器無功功率損耗,一般取0105Sjskvar。施工現(xiàn)場變壓器大多實行桿上或臺式露天安裝,故一般選用不帶有載調壓裝置的油浸式電力變壓器,如S9系列。同時,還要考慮變壓器的組別,通常接受變壓器副邊Y0接線,這樣才能滿足臨時用電平安要求。216線纜及電器開關選擇21611配電線路途纜按其敷設方式選擇架空線路必需接受絕緣銅(鋁)芯線或電纜線;埋地敷設須選用電纜,并加導管愛惜。電纜一般根據敷設條件和環(huán)境條件選用,一般場所選用塑料電纜,移動式電箱及開關箱的進出線須接受中型或重型橡皮絕緣電纜,有條件還宜選用防油耐腐型。配電線路途纜截面的選擇依據容許電流進行,同時依據線路敷設的機械強度要求進行復核即可,但是要留意隨著新型自動化施工設備的應用,對有些設備用電有特殊要求的或重要設備須校驗線路電壓損失以滿足設備正常工作電源電壓值。21612配電線路及負載進行短路、過載及單相接地(漏電)等愛惜的愛惜裝置的選擇適宜選用(漏電)斷路器,施工現(xiàn)場一般選用塑殼斷路器(MCCB),對于施工照明回路可選用微型斷路器(MCB,模塊化)。值得關注的是,對于較小容量(≤63A)電機動力負荷選用非K特性的MCB微型斷路器作電動機愛惜,要另加熱繼電器方式對電動機供應過載酷愛惜,否則會因為微型斷路器過載保護的動作值整定于1145Inor(不行調)大于電動機定子繞組過載承受值(≤20%)而損壞電機絕緣。建筑工地臨時用電施工組織設計———高慶敏劉宇清(93)·45·?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.為保證三級配電系統(tǒng)中上下兩級斷路器之間選擇性動作,通常上一級斷路器適宜選用帶短延時的過流脫扣器,且其動作電流要大于下一級過流脫扣器動作電流一級以上,至少上一級動作電流I20p1不小于下一級動作電流I20p2的112倍,即I20p1≥112I20p2。開關箱內電器裝配按“一機一閘一漏”要求配置隔離開關和漏電斷路器,支配電箱按系統(tǒng)圖選配電源總斷路器和分路斷路器及其附件,總配電箱設總隔離開關、總斷路器和分路隔離開關、分路漏電斷路器以及電源電壓、電流指示裝置等。全部電箱內均設置N、PE端子排。21613低壓斷路器額定值、動作電流整定值的選擇要求a1低壓過流脫扣器額定電流的選擇。過流脫扣器額定電流Inor不小于線路的計算電流Ijs,即:Inor≥Ijsb1作線路過負荷愛惜時,長延時過流脫扣器整定動作電流I10p≥111Ijs。c1作線路短路愛惜時,瞬時、短延時過流脫扣器整定動作電流I20p≥Kk·Ipk。Ipk為線路的尖峰電流(線路中電器設備起動等過程中產生的短時高峰值電流);Kk為牢靠系數,對DZ系列斷路器取117～2;通常I20p一般取值為3～10倍脫扣器的額定電流Inor。短延時過流脫扣器動作時間整定要按前后斷路器的愛惜選擇性來確定,應保證前一級愛惜的動作時間比后一級愛惜的動作時間長一個時間級差,短延時過流脫扣器的動作時間一般分012s、014s和016s三種。d1過流脫扣器動作電流和被愛惜線路的協(xié)作要求。為防止被愛惜線路因出現(xiàn)過負荷或短路而斷路器不跳閘,引起線纜過熱受損甚至失火的事故發(fā)生,斷路器過流脫扣器整定值和導線允許電流Ial協(xié)作應符合:I10p≤Ial或I20p≤415Ial若不滿足以上要求,則應改選過流脫扣器動作電流或適當加大線纜芯線截面積。21614二級漏電愛惜器的選擇漏電愛惜器額定電壓、額定電流應和被愛惜線路和負載相適應。總配電箱漏電愛惜器主要供應間接愛惜和防止電氣火災,漏電愛惜器靈敏度不要求太高,其漏電動作電流和動作時間應大于線路末端(即開關箱)的其次級愛惜,漏電動作電流應按干線實測泄漏電流的2倍選用,一般選用漏電動作電流值為300～500mA,動作時間為0115～0125s。開關箱(末級)漏電愛惜器用于干脆接觸電擊防護,依據臨時用電規(guī)范及國標規(guī)定要選用高靈敏度、快速動作型(即動作時間小于011s)的漏電愛惜器,動作電流不超過30mA,對于潮濕條件下選用15mA。作為提高標準,可以在支配電箱加裝漏電愛惜器,這級愛惜不但對線路和用電設備有監(jiān)視作用,同時還可以對開關箱起補充愛惜作用,鑒于其供應間接愛惜,其參數按支線上實測泄漏電流值的215倍選用,一般可選漏電動作電流值為100～200mA(其動作值和動作時間乘積不應超過30mA·s平安限值)。217平安用電技術21711用電線路施工a1線路敷設。用電線路接受絕緣導線時接受架空敷設,架空敷設接受瓷瓶及橫擔固定在電桿上,不得成束架空敷設或干脆綁在電桿、樹木或腳手架上,其線路路由應避開塔吊等起重吊裝作業(yè)范圍,并和建筑腳手架、施工作業(yè)面保持規(guī)程規(guī)定的最小平安操作距離4m。架空線路相序排列,在同一橫擔上面對負荷從左側起為L1、N、L2、L3、PE,若雙層分別架設動力線和照明線,照明線敷上層,面對負荷從左側起為L1(L2、L3)、N、PE,絕緣線相色選擇排序為紅、藍、黃、綠及黃綠相間。線路埋地敷設應沿場內道路路邊或建筑邊緣埋設,并在線路轉彎處或直線段每20m處設線路走向標記,在建建筑物內配電線路應接受埋地引入,其引上的線路要利用在建工程的豎井、垂直孔洞作通道,并每層固定牢靠。機具用電的橡皮絕緣電纜線路不得隨意拖拉,應有防碾壓措施。b1電箱安裝。①開關箱安裝位置應靠近機具,設在較干燥、防雨、操作維護便利處,且距離限制在和機具3m左右。②配電箱安裝位置應堅實,便于操作和維護,同時其防雨、防塵裝置要同時配套安裝,配電箱和開關箱距離限制在30m左右。③電箱箱體接受優(yōu)質鋼板、工程塑料制作,箱內電器應安裝固定在鐵板或絕緣板上,有特殊防腐要求地·46·(94)建筑電氣2005年第2期?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.方選用不銹鋼箱體。④電箱內接線(含N、PE等線)均接受端子板連接,能干脆和電器開關端子連接時每個端子不超過兩根導線,多股線接線要接受搪錫或壓鼻子后壓接或螺栓連接。⑤箱內電氣回路均設立標記牌,記錄用電回路名稱、負荷參數等。同時箱內門板內側(避開電器安裝位置)粘貼本箱配電系統(tǒng)圖、接線圖及懸掛電器巡查維護記錄表。21712防電擊愛惜a1施工現(xiàn)場低壓配電系統(tǒng)宜接受TNOS接地系統(tǒng)。施工現(xiàn)場若專設現(xiàn)場施工變壓器時必需接受TNOS系統(tǒng),從其他地方引來TN系統(tǒng)低壓電源時,總配電箱電源點有兩種處理方法:三相四線電源進線時,則接受TNOCOS系統(tǒng),PEN重復接地后引出PE、N線;三相五線電源進線時,PE線在進線處重復接地。對地方用電有特殊要求,僅供應TT接地愛惜制式的三相四線電源進線時,要在電源進線處作現(xiàn)場用電愛惜總接地,引出專用愛惜接地總線PE按三相五線進行配線,專用愛惜接地總線PE僅供線路及設備作愛惜接地的幫助連接。要留意在進線處N線和系統(tǒng)愛惜接地引出的PE線不能連接,線路及設備的愛惜接地裝置做法同重復接地。b1用電系統(tǒng)中各種型式接地的接地裝置電阻值一般取≤4Ω,PE線重復接地點應設置在電源終端和中間線路每50m左右處的支配電箱處。c1用電系統(tǒng)中全部正常不帶電的電氣設備的金屬外殼,均應經PE線和接地裝置牢靠連接,同時對攪拌機、塔吊、龍門架等設備平安規(guī)程有要求的,PE線要作重復接地,重復接地裝置電阻值取≤4Ω。d1當愛惜線的材質和相線相同時,其線徑最小截面應滿足:當相線截面≤16mm2時,愛惜線的截面和相線截面相同;當相線截面在16～35mm2時,愛惜線的截面為16mm2;當相線截面在35mm2以上時,愛惜線的截面按相線截面1/2選擇。接引至移動式電動工具或手持電動工具的愛惜線必需采用銅芯軟線,其截面按相線的1/3選擇且不得小于115mm2。e1愛惜線、重復接地線的連接接受焊接、壓接或螺栓連接。f1塔機、龍門架及腳手架的防雷接地須和重復接地裝置共用并牢靠連接,做法為在塔帽及架頂設<10長2m避雷短針經引下線和重復接地裝置牢靠連接,一般不利用金屬構件本身作引下線。g1漏電愛惜器的漏電動作電流選值要大于供電線路和用電設備的總泄漏電流值2倍以上,并在配電線路電源端和末端安裝漏電愛惜器,形成分級分段愛惜,確保每臺用電設備均有兩級漏電愛惜。21713用電平安技術管理措施a1建筑工地臨時用電施工組織設計應由電氣工程技術人員編制,并按規(guī)定履行審核、審批后實施,有