广州轨道交通建设监理有限公司 510100
从地铁工程施工的现状来看，早已经进入了机械化施工过程，按照现在地铁标段招投标划分原则：一站一区间来计算，全程施工过程总设备数量在1200台套左右，其中约80%属于用电设备，临时用电安全问题在地铁工程安全管理中已经变为越来越值得关注的重要基础环节，本人从事地铁工程系统施工机电设备监督管理工作达19年，现在就此方面的隐患问题总结如下：
一、对供电系统概念混乱引发的安全隐患问题：
《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）和《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB 50194-2014）都强调了施工现场必须使用TN-S供电系统，但是由于对以上用电规范的不同解读或误解的原因，产生了许多与规范不符的用电安全隐患，
（一）TN-C供电系统的安全保护功能原理与缺陷：
1.TN-C供电系统触电安全保护是利用中性点接地系统的中性线（零线）与用电设备外壳连接，作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳漏电时，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采用了保险丝、空气断路器、过电流保护器来及时切断电源。
2.由于有三相不平衡负载的存在，工作零线上总有不平衡电流，并产生对地＞50V、危及人体安全的电压出现，而且与保护线所连接的电气设备外壳对地有相同的危险电压存在。
3.如果工作零线前端断线，则断点之后的保护接零的设备一旦发生漏电后，其外壳及与其通过NPE线相连的所有用电设备都会带会带更加危险的220V电压。
4.由于NPE线与用电设备相连的原因，TN-C系统供电线路无法使用漏电保护断路器，仅仅可以使用空气断路器，对最重要的漏电保护断路、保护人体触电或设备损坏的功能丧失。
（二）TN-S供电系统的安全保护功能原理与优点及缺陷：见下图
1.由于N线与PE线是分开的，N线是专门不平衡负载工作线、PE线专门负责漏电信号检测、漏电短路电流传输，在正常无漏电的情况下PE线没有电流流过，设备外壳不会出现危及人体安全的电压。
2.由于重复接地的设置，即使发生PE线主干线发生断线故障也会通过重复接地装置与变压器工作接地构成完整回路。
3.TN-S系统平台与漏电保护断路器形成黄金组合，TN-S系统从一级配电箱到开关箱可以多级安装漏电保护断路器并且进一步形成下列优势：
1）对用电设备短路故障进行有效保护、0.02~0.2秒断开；
2）小于63A断路器自带过载（双金属片）保护功能；
3）前端漏电保护断路器在后端漏电保护断路器失效时形成后备接续、多级保护；
4）前端漏电保护断路器形成对下一级用电线路和用电设备对地电弧的有效防护、有效防止火灾的发生；
5）开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流＜30mA，额定漏电动作时间＜0.1秒，安全有效地地保护人员与设备的安全；
6）TN-S系统的缺陷：
发生在相线之间、相线与N线之间的触电事故或电弧事件，由于人体电阻或电弧高阻特效、没有短路和漏电效应，TN-S系统无法及时断开电路，此问题在TN-C系统中同样是不能自动断开的。
（三）经过上面的对比可以明确得出结论：
1.TN-C供电系统由于本身的严重缺陷、存在人员触电风险；
2.TN-C供电系统由于不能使用带漏电保护功能的断路器、只能使用断路器，保护功能与TN-S系统相比较，是严重欠缺的；
3.TN-C系统早已经不适合在施工现场使用，应该早日宣布废除。
（四）违反《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005，没有执行“采用TN-S接零保护系统”的现实例子：
在这些例子中所表现的特点是：PE线在一级配电箱、二级配电箱、开关箱、机身开关箱中以多种原因被人为中断，使得TN-S系统的保护机制被完全破坏，如上所述TN-S系统的多种保护功能仅剩下了断路器的短路保护和63A以下的过载保护功能，与TN-C系统相比较，还缺少了接零短路保护，这种虚假的TN-S系统比TN-C更危险，这也是到今天为止触电事故仍然高居不下的真正原因。见下图：
4.在一级配电箱、二级配电箱和开关箱PE线被中断的例子，见下图：
整改措施：三相电动机使用带PE线传输功能的四芯电缆、380V两相电焊机、220V照明灯具使用带PE线传输功能的三芯电缆；将PE线通过接线排与电源端的PE线和重复接地线进行可靠连接。
5.钢筋加工设备中PE线传导被中断：
钢筋加工设备，如滚丝机、弯曲机，调直机，切断机等普遍采用了TN-C供电系统配置出厂，特点为：从交流接触器到电动机采用了3芯电缆（或没有在不同零部件之间进行等电位连接），导致PE线缺位；见下图：
整改措施：更换3芯电缆为4芯电缆，将PE线从电源端连接到电动机接线盒PE线专用接线柱上。
6.龙门吊PE线传导被中断：见下图：
龙门吊原始设计就没有考虑TN-S系统，完全十足的TN-C供电系统设计，其特点是：电缆绞盘只设置了4个滑环，即只滑触3条火线和1条N线，PE线被自然中断，见下图：
整改措施：
1）原设计只滑触传输三相火线和零线，PE线被迫中断，为安全起见改变为只传送三相火线和PE线，设置一条PE主干线（Φ＞50平方毫米），从滑环滑出后分为两路实现两种功能：
A.一路直接与龙门吊机架进行可靠连接，并且将龙门吊各个较大部件进行等电位连接，作为防止静电和雷击使用；
B.另一路连接到龙门吊开关箱，然后与滑动伸缩线路并行连接到小车，与小车内的所有电动机接线盒专用PE线接线柱相连。形成完整的TN-S供电系统。
2）龙门吊操作室空调和照片220V用电，采用380V变220V变压器，功率3000VA或以上来解决；
3）当PE线完整连接后，可能会造成龙门吊地面开关箱、或机身开关箱内的漏电保护断路器频繁跳闸的现象，这是由于龙门吊使用了变频器调速、谐波电流较大的原因，适当加大漏电保护器动作电流即可。
还有大量的工程设备都属于这种情况，如空气压缩机、砂轮机、工程电梯、现场喷水机、泥水盾构机泥水分离系统、泥浆挤压分离脱水设备等，整改措施可以参考以上例子。
7.对TN-S系统的认识模糊原因，导致应急发电机不能建立TN-S系统：见下图：
（1）所有违规事例的共同特点是：
1）发动机中性点没有接地；
2）PE线与N线分离；
3）没有设置工作接地网或并入现场合格的接地网；
4）接地仅仅是一个与系统无关的假PE线用钢筋钉进行毫无意义的简单接地；
5）彻底背离了TN-S系统的标准要求；
（2）造成的严重后果：
1）供电系统的接零保护功能彻底失效；
2）供电系统的线路和用电设备漏电保护功能全部彻底失效；
3）供电系统漏电保护器对供电线路的对地电弧保护断路功能彻底失效；
4）虽然安装了漏电保护断路器但仅存断路保护和（＜63A）过载保护；
（3）整改措施：
1）设置工作接地装置、接地电阻经检测小于4Ω；
2）将PE线与N线连接在一起，并接入工作接地装置；
二、接地概念模糊造成多种接地不符合标准规范，埋下触电安全隐患：
（一）对人工接地装置和自然接地装置的要求标准：
接地体一般可分为人为专门设置的接地装置称为人工接地装置，利用已经埋入地下的金属结构作为接地使用的称为自然接地体，如：工地的地下连续墙、钻孔桩等混凝土结构的钢筋网，推荐优先使用自然接地体，如果施工现场没有自然接地体时，应按照规范要求制作、设置人工接地体：
1.标准的人工接装置要求：见下图
1）打入地层土壤中的人工垂直接地体宜采用热镀锌角钢、钢管或圆钢；圆钢直径不小于Φ20mm、或钢管直径不小于Φ35mm，最小壁厚3 mm，或角钢50mm×50mm×3mm
2）埋于土壤中的人工水平接地体宜采用热镀锌扁钢（40×3mm）或圆钢（Φ≥12mm）。
3）接地线应与水平接地体的截面相同。
4）人工钢质垂直接地体的长度宜为 2.5 m。其间距以及人工水平接地体的间距均宜为 5 m，当受地方限制时可适当减小，数量以接地电阻测量和防雷散流要求而定。
5）接地装置接地电阻是否合格，以现场测量为准。
2.在现场存在自然接地体的情况下，应该优先利用，如地下连续墙、钻孔桩等混凝土结构的钢筋网，需要将连续墙钢筋网、或钻孔桩钢筋网先进行水平焊接连接后多点引出即可，见下图：
3.在施工现场具备了人工接地体或自然接地体的前提条件下，应该设置施工现场接地网，接地网应同时考虑PE线重复接地设备需求和工地防雷需求及防雷均压要求，为此应设置成环形结构，材料推荐使用热镀锌：扁钢（40×3mm）或圆钢（Φ≥12mm）。
（二）地铁工程工地接地普遍现状情况与整改措施：
1.普遍存在的现状情况：见下图：
在混凝土地面钉一个钢筋钉子就等于接地装置，检测接地电阻与小于10欧姆的标准相差甚远，往往是远远大于1200欧姆（钳形接地电阻测试仪的最高量程）。
更有甚者——变压器工作接地电阻远远大于规范标准4欧姆的标准高达75.5欧姆，致使TN-S系统漏电保护功能灵敏度大大降低。
2.整改办法：按照上述接地装置布设标准选择自然接地体或人工接地体，采用多点连接方式连接到用40x3mm或Φ＞12mm热镀锌扁钢或圆钢、围绕工地用电设备组成封闭环形的、可供重复接地与防雷共同使用的均压型接地网。
三、劳动保护观念的模糊造成劳动保护用品严重缺失形成的触电隐患：见下图：
1.所有事例的共同特点：
普遍没有配置合格的绝缘劳保鞋、绝缘手套、电弧专用手套、电焊防护面罩；
2.可能的严重不良后果：
极易造成触电安全事故，电焊机最高电压仅90V，经常发生电击伤亡事故的根本原因就是没有配备绝缘劳动保护用品。
3.整改建议：购置合格的绝缘、防护劳保用品：淘宝网购置已经非常便宜：
四、接线不规范、不可靠牢固造成的用电设备效能低下、易发火灾隐患：见下图：
整改措施：所有接线端必须使用接线耳，用压线接线钳压紧、可靠连接，见下图：
论文作者:赵炳文
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
标签：断路器论文; 供电系统论文; 下图论文; 系统论文; 龙门吊论文; 设备论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第16期论文;