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摘要:现阶段,各类建筑的规模越来越大,使用功能越来越完善,随之施工现场临时用电负荷越来越大,临时用电的模式越来越复杂,从而增加了施工现场临时用电的发生安全事故的概率,临时用电的接地安全问题也逐渐突出。本文就施工现场临时用电的接地问题进行分析并提出相应的解决措施。
关键词:安全用电、临时用电接地、重复接地
现阶段,各类建筑的规模越来越大,使用功能越来越完善,随之施工现场临时用电负荷越来越大,临时用电的模式越来越复杂,从而增加了施工现场临时用电的发生安全事故的概率,临时用电的接地安全问题也逐渐突出,现就施工现场临时用电的接地问题进行分析并提出相应的解决措施。
JGJ 46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》(以下简称JGJ 46-2005)中说明建筑施工现场采用TN-S接零保护系统。各类施工现场常见的临时接地系统有TT系统与TN-S系统,TT系统中的用电设备外壳直接与保护地线相连接,系统中无保护零线,详见附图一。
假如系统中电机发生碰壳故障:首先假设R1、R2均为4Ω,R1与R2之间会形成通路。
I=220V/(R1+R2)=27.5A,这个电流只能保证整定电流小于等于25A的开关器件,而此时电机外壳始终带有27.5A的电流;另,TT系统需每台用电设备的外壳就地接保护地线,其保护接地点的设置问题凸显,金属材料损耗情况较为严重,且建筑项目中普遍使用的手持电动工具的接地无法保证,因此TT系统一般应用于接地较为分散的施工场所,且基本为落地设备。
TN-S系统中,保护零线与工作零线在变压器中性点处严格分开,采用TN-S接零保护系统时,所有用电设备的外漏可导电部分均通过保护零线进行接地,这样就相当于所有设备外壳通过保护零线与大地形成等电位,当某台设备外壳带电时,通过保护零线将电流倒入大地,保证与其共用接地点的设备外壳电位均等,不会有触电情况发生,且房建项目的临时用电处较为密集且移动频率高,保护接零系统的优势明显,遂建筑中临时用电所使用的接地系统普遍为TN-S系统。
下面就临时用电中有关接地的几个极为常见的问题进行分析:
1、TN-S系统与TT系统混用
JGJ 46-2005中要求,当施工现场与外电线路共用同一接地系统时,电气设备的接地接零保护应与原系统一致,不得一部分做保护接零,另一部分做保护接地。图二(详见附图二)中,D1保护接零,D2保护接地,当D2发生碰壳故障时,相线的漏电电流通过保护接地与保护接零的电阻R1+R2(假设R1=R2)使整个保护零线带电,此时保护接零系统内的设备外壳均带有220V/2=110V的电压,此时如果有人在非绝缘情况下触摸到D1的外壳或同时触摸到D1与D2的外壳,均会发生触电危险,这种情况多出现在设备摆放较为密集处(例如施工班组的加工区)。
2、TN-S系统中重复接地不符合要求
JGJ 46-2005中要求,TN系统中的保护零线除必须在配电室或总配电箱处做重复接地外,还必须在配电系统的中间处和末端处做重复接地,且每一处重复接地的电阻值不应大于10Ω。如图三(详见附图三),假设B点的重复接地不存在,当保护零线在E点处发生断线,那么D2与D3两台设备处于不受保护状态,一旦发生碰壳故障,当人体接触到设备外壳时会发生触电危险;当B点进行重复接地后,故障电流通过R1、R2回到零点,人体电阻大于接地电阻,因此即便触碰到设备外壳,也不会发生触电危险。因此,供电系统的首端、中端、末端均需设置重复接地。
3、施工现场未落实“三级供电、两级保护”规定
施工现场供电及保护方式为“三级供电、两级保护”,在总配电箱及末端开关箱内设置漏电保护装置,“二级箱”即中间开关箱内不设置漏电保护装置,JGJ 46-2005中要求,总配电箱中应有短路、过载及漏电保护功能,且总配电箱内漏电保护器的整定电流应大于30mA,动作时间大于0.1S,但其漏电整定电流与动作时间的乘积不应大于30mA.S,开关箱内的漏电保护器的整定电流不应大于30mA,动作时间不大于0.1S,若总配电箱内的漏电保护装置过于灵敏,会导致末端设备漏电时总配电箱内漏电保护器直接动作,总配电箱供电范围内所有设备失电,给检修造成极大困难,另,如果总配电箱供电范围内有直流电机(例如牵引设备),瞬间失电会造成直流电机“飞车”,损坏电动机的同时给施工人员造成极大危险。
4、重复接地线使用钢套管保护或使用金属线槽做接地导体
施工现场重复接地使用钢套管做为接地线保护套管时,一旦发生碰壳故障,接地电流通过接地线导入大地,此时接地线带电,因交流回路中的闭合铁磁导体会产生感应电动势,此时人体一旦接触到套管,会发生触电危险,因此TN-S系统的各个重复接地线需套管保护且不应使用金属导管做套管。
在施工过程中,经常见到施工单位在现场用电作业时使用金属线槽做接地导体(加工区较为常见),这种情况下一旦发生相线对地短路故障,区域内金属线槽均带电,为避免发生触电事故,金属线槽及金属线管均不应作为接地导体使用。
另外,JGJ 46-2005中要求,每台用电设备必须有各自专用的开关箱,严禁同一台开关箱同时控制两台及以上用电设备,而规范中要求末端开关箱必须制作临时接地点,那此处的重复接地与末端设备的保护接地有何区别?下面就本人对这句话的理解进行分析。
前面提到施工现场不允许TT系统与TN-S系统混用,是为了保证保护零线与保护地线之间不形成电流回路,
而TN-S系统中的保护零线要求始终保持贯穿,供电过程中所有的保护零线重复接地均为系统的保护零线服务,而非针对单独某台设备,TT系统中的保护接地仅仅是为单独设备提供接地点,两者是不同的。
施工生产过程中,我们经常见到工人在保护接零完备的条件下,又单独为用电设备就地接取了接地保护线,如图四(详见附图四)。
针对图四中的保护接地与保护接零,我们可以从两个方面进行考虑:
1.图中保护接地点与系统接地的接地电阻均不大于10Ω,当设备发生碰壳故障时,接地电流可通过两个接地点流入大地,但正因如此,接地电流会在两个接地点之间来回流动形成涡流,直至漏电保护器动作,因此对于单台设备不建议使用此种方式接地(类似于矿物绝缘电缆的铜护套不允许双端或多端接地)。
2.若保护接地电阻与系统保护接零电阻不同,图中漏电电流通过保护接地点与系统保护接零的接地点形成环路,虽不至造成触电危险,但导致外壳始终带电,直至漏电保护器动作。
综上所述,为保证现场施工时的临时用电接地可靠,且不造成过多的金属损耗,可通过如下方式制作现场临时用电接地。
①在设备摆放密集区域(如各专业加工区),除系统本身的保护零线接至设备外,可通过增加敷设一条扁钢接地干线为区域内所有设备提供并联接地,设备与接地干线之间通过不小于6mm²黄绿双色软线进行连接,接地干线需可靠接地,实现区域内所有设备的局部等电位,即“TN-S系统内的局部TT系统”。
②在临电平面图纸设计初期,结合后期现场各个区域用电的实际情况,对现场临时用电的变压器、总配电箱及各类二级配电箱的位置进行确定,并提前进行接地点预留工作,保证供电系统的首端、中端接地可靠。
③在建筑主体施工前,对建筑图纸进行BIM深化,结合各个施工专业实际情况,将后期施工用电较多的楼层、区域提前进行标注、统计,主体施工预留预埋过程中,在此类区域单独增设接地点,为后期此类区域内的施工用电(各个末端设备开关箱)提供统一的重复接地点,因建筑工程施工用电流动性较强但不过于分散,为减少金属损耗,因此不再增设用电设备端的单独接地保护点。
④JGJ 46-2005中要求三级配电箱(开关箱)与用电设备间的水平距离不得超过3米,需保证三级配电箱至末端设备的保护零线不断线,应按时对电气机械设备(尤其是手持电气设备)的线缆进行检查;二级配电箱与三级配电箱间的距离不得超过30米,施工过程中由一级箱至二级箱及二级箱至三级箱的线缆应穿绝缘套管进行保护,保证线缆的完整性、连续性,并进行定期检查。
现阶段,各类建筑物的使用功能越来越复杂,机电专业所涉及的系统越来越多,施工过程中,现场临时用电的安全问题日益凸显,施工管理人员需严格按照规范、规程对现场临电工作进行检查,对施工人员的电气作
业进行全面、有针对性的交底工作,这样才能保证现场临时用电的安全。
参考文献:
JGJ 46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ59——99《建筑施工安全检查标准》
GB50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》
论文作者:唐子明1,张磊2,孙鹏3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/20
标签:系统论文; 设备论文; 施工现场论文; 电流论文; 发生论文; 外壳论文; 套管论文; 《基层建设》2017年第31期论文;