基坑工程臨時施工用電安全技術

蘇立兵 （中鐵十六局集團有限公司，北京 100018）

1 建筑施工場地用電供給

1.1 外線路的用電供給

①使用380/220V來進行電力供給。也就是直接使用市供電，將其引用到施工場地，使用三相四線制引入到施工場地的配電室。

②將市電壓380/220V進行轉換，然后再將其引入到建筑施工場地的配電室，引用方式依舊是三相四線制。

③使用建筑施工場地建立的變電所進行用電的供給。即10/0.4kV變電所，將其暫時作為施工建筑的電力供給設備。

④建筑供建筑設備使用的暫時的變壓所，進行施工場地專門的供電設備。

1.2 自備電源進行施工場地的供電

施工場地自備電源供電，指的是施工場地專門的發(fā)電設施，其主要功能是在外電線路無法進行用電的供給或者暫時無法使用時，進行施工場地的電源供給。

2 用電供給的技術要求

建筑施工場地，其用電安全技術問題，總結而言有3點：①必須有接零保護系統；②配電裝備必須是三級；③供電保護系統必須是二級防漏電裝置[1]。

2.1 TN-S系統

TN-S系統指的是在建筑施工中使用的專門的保護用電的設備，進行接地，使用專門的三相四線制，即380/220V電力系統，這種系統的主要特點是：

①電力變壓系統，進行直接接地，而且接地的電阻≤4Ω。

②從電力變壓系統，抽出5條線，ABC這3條火線除外，還需要從變壓所引出1條N線和1條P線，這2條線一條是工作零線，一條是保護零線。ABC這3條火線與N線共同作為工作線路；而P線只能用作接地保護。除火線外，其余2條線不能混合使用。為了防止混用現象的發(fā)生，P線使用雙色來進行識別標志，其材料是絕緣的銅芯線。N線與其明顯不同，容易識別。

③安全性分析：施工現場的電力設備，如圖1所示，從C相發(fā)出的電源線時在出現短路狀況時的電路，其電壓是正常電壓，即220V，其電路的阻抗是ZC，設備外殼，其電壓是Ud=Z0×220/（ZC+Z0），其電流是Id=Ud/Z0。

圖1 施工現場電力設備

當供電設備是三相時，要求對于零線截面面積，其大小至少要＞相線截面面積的一半，在施工場地，其他電路的電阻值遠大于架空線路，因此RC≈RC+Jx=ZC，同時R0≈R0+Jx=Z0，且可取1/2R0=RC。所以在經過換算后，Ud值為147V，電流Id計算所得值為147/Z0A。通過上述分析可得，作為線路阻抗，Z0如果使用16mm2作為導線，那么平均每1km電阻約為2Ω。施工場地按照500m來計算，電阻值為1Ω。綜合上述計算結果，得到電流為147A，因此接零保護，其本質是進行單相短路的設備改造，以保證用電安全。

2.2 配電結構使用三級

在施工場地使用的配電，一般為三級。三級配電即從總配電室發(fā)出、經由分配電室。最終送到開關箱的一整套過程。最后的配電設備開關箱，必須進行一機一閘的保護[2]。

2.3 漏電保護使用二級

在施工場地，使用二級漏電保護裝置，將漏電開關裝在所有的開關箱中，其中對于總配電箱，必須裝有漏電開關。這樣的系統主要有以下幾個特點。

①建筑施工場地的全部設備，包括線路、電焊機、照明用具、水泵等都可以進行漏電保護。

②通過對開關箱中額定的漏電總數、總配電箱中的漏電總額的分析，能夠實現對分段漏電、以及分級漏電的保護。比如在一班場地，動作電流的額定漏電時間≤0.1s，漏電動作電流≤30mA，對于總配電箱，規(guī)定其漏電動作時間必須＞0.1s，規(guī)定其漏電的動作電流要＞30MA[3]。

③在保證了二級漏電的設計合理后，使用的漏電的開關數目能夠盡可能減少，因此其設計具有合理性，同時具有經濟性。

3 負荷計算

首先從電器設備開始，來進行負荷的計算，其次進行中間部分的配電裝置以及線路的計算，最后是電力變壓裝置的電力負荷計算。具體如下：①計算電力設備的容量，并進行負荷的估算；②計算整個用電設備的整體負荷；③計算整個配電箱的總體的電器負荷，同時計算整個供電系統的容量[4-5],詳細的計算過程如下。

3.1 確定單臺設備的容量

電動機設備，對于在長期工作狀態(tài)下的設備，其銘牌上的額定容量即為該設備的容量P。

對于工作時間短、工作頻率高的電動機設備，其設備容量，其額定容量的25%即為該設備的容量P。其計算公式是：2Pe/J，J指的是銘牌的暫載率。

交流電焊機、直流電焊機、照明設備，其容量分別如式（1）～式（3）：

式（1）～式（3）中：Se-電動機牌額的額定功率，cosφ-功率因數。

對于碘鎢燈以及白熾燈，其照明設備取值1，而對于水銀燈等，取值為1.1，日光燈取值為1.2。

為了平衡在三相線路上的負荷，要在期間進行照明燈等用電裝置的分配，分配要均勻，要保證其總用電≤用電總額定容量的15%，根據平均分配原則，進行三相負荷的分配，即其總容量P，是單相用電裝置的3倍。

3.2 用電設備組的負荷

施工場地，計算各個用電設備組的負荷，其計算方法是系數法。

Pj=kxΣ Pe，計算用電設備組的有功kW；

3.3 配電干線的負荷計算

一般情況下，對于配電干線，其上面有很多不同的用電設備，這些設備不是同時運行的，因此計算干線上的負荷公式見式（4）～式（6）。

其中考慮到在各個設備組中，不會同時出現最大負荷，因此設置kQ和kP這兩個系數，一般而言，取值范圍是0.7～0.9。

計算配電干線上的負荷，其實質就是對施工現場上的用電總量或者用電容量進行計算，是進行總配電箱、干線等選擇的基礎。

4 用電技術

4.1 現場勘察

施工現場的勘察，能夠對電源的進線位置進行確定，同時對線路走向、變電所、用電設備、配電室等都能進行位置的確認。

4.2 負荷計算

依據施工現場的用電情況，進行負荷的計算。用電設備組、變壓器、配電祖線等，都可以作為負荷計算的依據。

4.3 變電所設計

對變電所的位置、與之相關的配電室的位置等進行位置的設計和選擇就是變電所設計，同時包括對配電所進行布置，進行進線與出線的選擇和設計，以及電路之間的銜接的方法的設計。

4.4 配電線路設計

對施工現場的線路的走向、線路周圍的保護措施、配線的種類等進行設計即配電線路的設計。

4.5 配電裝置設計

對施工場地包括開關箱、總配電箱等配電設備進行設計即配電裝備的設計。

4.6 接地設計

對施工場地的電路的接地類別、對電路的接地的位置進行設計即接地設計。同時依據電阻值的要求，進行接地種類的選擇，包括人工接地和自然接地兩種類別。

4.7 外電防護措施

對于施工場地中，在施工過程中各種各樣的用電設備與其他電器裝備、線路之間的位置關系，來確認在線路與用電設備之間是否進行絕緣裝備的設計或者進行線路的遮擋。如果進行隔離或遮擋，其絕緣材料應使用機械強度大的來進行加工處理。以期保障其在施工中，電路安全合理，使用時間久，并與其他外在線路行成良好的隔離。

4.8 施工場地的用電安全、電路防火設計

在施工場地，施工人員的安全問題，用電安全的培訓和現場指導，施工場地線路的安全設計和防護、接零保護、配電裝置的科學合理設計、防火等，以及對于施工場地進行定期的安全檢查和監(jiān)護，都屬于施工場地用電安全的設計以及電路的防火設計和保障。

對于施工場地的電路的防火，具體措施包括：根據負荷種類、性質等進行開關的選擇和位置確認；對操作人員進行線路防火的教育、培訓；進行易燃、易爆設備的隔離等。

5 結束語

綜上所述，本文結合基坑施工工程用電的相關要求，對施工場地用電的安全性、合理性、方便性進行用電設計。對場地的供電設備、負荷以及接零系統等進行計算，總結了施工場地用電技術的設計，以期滿足施工場地用電技術科學合理的要求，保障了用電技術，使工程圓滿完成。