2011年安全工程師《生產技術》輔導:建筑施工安全技術(8)

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八、施工現(xiàn)場臨時用電工程
    (一)施工現(xiàn)場臨時用電的組織設計
    1.臨時用電的施工組織設計
    按照JGJ 46-2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》的規(guī)定:“臨時用電設備在5臺及5臺以上或設備總容量在50kW及50kW以上者,應編制臨時用電施工組織設計”。編制臨時用電施工組織設計是施工現(xiàn)場臨時用電管理的主要技術文件。
    2.主要技術內容
    一個完整的施工用電組織設計應包括現(xiàn)場勘測、負荷計算、變電所設計、配電線路設計、配電裝置設計、接地設計、防雷設計、外電防護措施、安全用電與電氣防火措施、施工用電工程設計施工圖等。
    (二)施工現(xiàn)場對外電線路的安全距離及防護
    1.外電線路的安全距離
    外電線路的安全距離是指帶電導體與其附近接地的物體以及人體之間必須保持的最小空間距離或最小空氣間隙。
    在施工現(xiàn)場中,安全距離問題主要是指在建工程(含腳手架具)的外側邊緣與外電架空線路的邊線之間的最小安全操作距離和施工現(xiàn)場的機動車道與外電架空線路交叉時的最小安全垂直距離。對此,JGJ 46-2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》已經作了具體的規(guī)定。
    2.外電線路的防護
    為了確保施工安全,則必須采取設置防護性遮欄、柵欄,以及懸掛警告標志牌等防護措施。如無法設置遮欄則應采取停電、遷移外電線路或改變工程位置等,否則不得強行施工。
    (三)施工現(xiàn)場臨時用電的接地與防雷
    在施工現(xiàn)場,由于現(xiàn)場環(huán)境、條件的影響,間接觸電現(xiàn)象往往比直接觸電現(xiàn)象更普遍,危害也更大。所以,除了應采取防止直接觸電的安全措施以外,還必須采取防止間接觸電的安全技術措施。
    1.接地
    設備與大地作金屬性連接稱為接地。接地通常是用接地體與土壤相接觸實現(xiàn)的。金屬導體或導體系統(tǒng)埋入地內土壤中,就構成一個接地體。接地體與接地線的總和稱為接地裝置。
    在電氣工程上,接地主要有4種基本類別:工作接地、保護接地、重復接地、防雷接地。
    2.施工現(xiàn)場建筑機械設備的防雷
    施工現(xiàn)場建筑機械是參照第3類工業(yè)建、構筑物的防雷規(guī)定設置防雷裝置。被保護物的高度系指點的高度,被保護物必須完全處在折線錐體之內方能確保安全。在JGJ 46-1988《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》中,規(guī)定單支避雷針的保護范圍是以避雷針為軸的直線圓錐體,直線與軸即地面保護半徑所對應的角為60°,這種簡易計算,主要考慮到施工現(xiàn)場使用方便等因素。
    (四)施工現(xiàn)場的配電室及自備電源
    1.配電室的位置及布置
    (1)通常配電室的選擇應根據(jù)現(xiàn)場負荷的類型、大小和分布特點、環(huán)境特征等進行全面考慮。
    (2)配電室應盡量靠近負荷中心,以減少配電線路的長度和減小導線截面,提高配電質量,同時還能使配電線路清晰,便于維護。
    (3)配電室內的配電屏是經常帶電的配電裝置,為了保障其運行安全和檢查、維修安全,這些裝置之間以及這些裝置與配電室棚頂、墻壁、地面之間必須保持電氣安全距離。
    (4)配電室建筑物的耐火等級應不低于三級,室內不得存放易燃、易爆物品,并應配備砂箱、1211滅火器等絕緣滅火器材。配電室的屋面應該有隔層及防水、排水措施,并應有自然通風和采光,還須有避免小動物進入的措施。
    2.自備電源
    施工現(xiàn)場臨時用電工程一般是由外電線路供電的。常因外電線路電力供應不足或其他原因而停止供電,使施工受到影響。所以,為了保證施工不因停電而中斷,有的施工現(xiàn)場備有發(fā)電機組,作為外電線路停止供電時的接續(xù)供電電源,這就是所謂自備電源。自備發(fā)配電系統(tǒng)也應采用具有專用保護零線的、中性點直接接地的三相四線制供配電系統(tǒng)。但該系統(tǒng)運行必須與外電線路電源(例如電力變壓)部分在電氣上安全隔離,獨立設置。
    (五)臨時用電的負荷計算
    在建筑施工中用電設備繁多,如塔式起重機、外用電梯、攪拌機、振搗器、電焊機、鋼筋加工機械、木工加工機械、照明器以及各種電動工具。這些用電設備吸收電能的用電部分中的電流或功率,統(tǒng)稱為用電設備的電力負荷或負載。為了使這些用電設備在正常情況下能夠安全、可靠地獲得其運行所需要的電力,而在故障情況下又能安全、可靠地得到保護,需要借助合理選擇的配電線路、配電裝置對電力進行傳輸、分配和控制。
    1.負荷計算
    負荷是電力負荷的簡稱,負荷計算,就是計算用電設備、配電線路、配電裝置,以及變壓器、發(fā)電機中的電流和功率。這些按照一定方法計算出來的電流或功率稱為計算電流或計算功率。
    負荷計算通常是從用電設備開始的,逐級經由配電裝置和配電線路,直至電力變壓器。即首先確定用電設備的設備容量(或額定負荷)和計算負荷,繼之計算用電設備組的計算負荷,最后計算總配電箱或整個配電室的計算負荷。
    2.設備容量的確定
    設備容量或額定負荷,不能簡單的理解為用電設備的銘牌功率或容量,而是根據(jù)用電設備的工作性質和銘牌功率或容量經換算后得到的換算功率或容量。為了便于統(tǒng)一說明問題,假定每臺用電設備的銘牌額定功率和容量分別用P'e和S'e表示,經換算后的設備容量分別用Pe和Se表示。
    以下將分別介紹各種用電設備容量的換算方法。
    (1)長期工作制電動機的設備容量,等于其銘牌額定功率,即:
    Pe=P'e
    (2)反復短時工作制電動機(如吊車中的電動機)的設備容量只是指統(tǒng)一換算到暫載率JC=25%(或用JC25表示)時的額定功率
    式中Pe——換算到JC=25%時電動機的設備容量,kW;
    JC——電動機的銘牌暫載率,%;
    P'e——電動機銘牌額定功率,kW.
    (3)照明設備的設備容量:
    ①白熾燈、碘鎢燈的設備容量Pe,為燈泡上標出的額定功率(W或kW),即:
    Pe=P'e
    ②日光燈的設備容量:當采用電磁鎮(zhèn)流器時,考慮到鎮(zhèn)流器中的功率損失,應為燈管額定功率P'e的1.2倍(W或kW),即Pe=1.2P'e.
    (4)不對稱負荷的設備容量,為了維持三相線路上的負荷平衡,應盡量將單相用電設備均勻地分散接到三相線路上或各相線路間。但是絕對維持三相負荷平衡是不可能的,按照一般建筑電氣設計導則規(guī)定,當單相用電設備總容量不超過三相用電設備總容量的15%時,可近似按三相負荷平衡分配考慮,即三相用電設備總設備容量,等效為單相用電設備總設備容量的3倍,可用式子表示為:
    Pe=3Pel 或Pel=1/3Pe
    如果單相用電設備的不對稱容量大于三相用電設備總容量的15%,則三相設備容量Pe應按3倍相負荷換算,然后再參與負荷計算。
    (5)單臺設備的計算負荷,可以用于選擇設備的負荷線和其控制開關箱中的電器。
    (6)用電設備組的計算負荷,可以用于選擇分配電箱中的電器,亦可用于選擇分配電箱至開關箱間的配電支線。
    (7)配電干線或配電母線上的計算負荷。通常配電干線或配電母線上接有若干不同的用電設備組,它們的運行也不可能是同步的,所以干線或母線上的計算負荷Pj3.必然小于或等于各用電設備組計算負荷之和∑Pj2,即有:
    Kp=Pj3/∑Pj2≤1或Pj3=Kp∑Pj2
    上述配電干線或母線上的計算負荷實際上就是施工現(xiàn)場臨時用電工程的用電總計算負荷或總用電容量,也是選擇配電支干線、干線導線和總配電箱電器,以及供電變壓器容量的主要依據(jù)。
    (六)施工現(xiàn)場的配電線路
    施工現(xiàn)場的配電線路包括室外線路和室內線路。其敷設方式:室外線路主要有絕緣導線架空敷設(架空線路)和絕緣電纜埋地敷設(埋地電纜線路)兩種,也有電纜線路架空明敷設的;室內線路通常有絕緣導線和電纜的明敷設和暗敷設(明設線路或暗設線路)兩種。
    1.架空線的選擇
    架空線的選擇主要是選擇架空線路導線的種類和導線的截面,其選擇依據(jù)主要是施工現(xiàn)場對架空線路敷設的要求和負荷計算的計算電流。
    (1)導線種類的選擇。按照施工現(xiàn)場對架空線路敷設的要求,架空線必須采用絕緣導線?;蛘邽榻^緣銅線,或者為絕緣鋁線,但一般應優(yōu)先選擇絕緣銅線。
    (2)導線截面的選擇。導線截面的選擇主要是依據(jù)負荷計算結果,按其允許溫升初選導線截面,然后按線路電壓偏移和機械強度校驗,最后確定導線截面。
    2.架空線路的安全要求
    (1)架空線必須采用絕緣導線;
    (2)架空線的擋距與弧垂:擋距為不得大于35m,線間距不得小于30mm,還規(guī)定了架空線的弧垂處與地面的最小垂直距離(施工現(xiàn)場一般場所4m、機動車道6m、鐵路軌道7.m);
    (3)架空導線的最小截面:鋁絞線截面不得小于16m㎡;銅線截面不得小于10m㎡;
    (4)架空導線的相序排列:
    ①工作零線與相線在一個橫擔架設時,導線相序排列是:面向負荷從左側起為A、(N)、B、C.
    ②和保護零線在同一橫擔架設時,導線相序排列是:面向負荷從左側起為A、(N)、C、(PE)。
    ③動力線、照明線在兩個橫擔上分別架設時,上層橫擔,面向負荷從左側起為A、B、C;下層橫擔,面向負荷從左側起為A(B、C),(N)、(PE);在兩個以上橫擔上架設時,最下層橫擔面向負荷,最右邊的導線為保護零線(PE)。
    3.電纜線路的安全要求
    室外電纜的敷設分為埋地和架空兩種方式,以埋地敷設為宜。
    室外電纜埋地:安全可靠,人身危害大量減少;維修量大大減少;線路不易受雷電襲擊。
    室內外電纜的敷設:應以經濟、方便、安全、可靠為依據(jù);電纜直接埋地的深度應不小于0.6m,并在電纜上下各均勻鋪設不小于50mm厚的細沙,然后覆蓋磚等硬質保護層;電纜穿越易受機械損傷的場所時應加防護套管;橡皮電纜架空敷設時.應沿墻壁或電桿設置;在建高層建筑內,可采用鋁芯塑料電纜垂直敷設。
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    (七)施工現(xiàn)場的配電箱和開關箱
    1.配電箱與開關箱的設置
    (1)設置原則?,F(xiàn)場應設總配電箱(或配電室),總配電箱以下設分配電箱,分配電箱以下設開關箱,開關箱以下就是用電設備。
    施工現(xiàn)場的照明配電宜與動力配電分別設置。各自自成獨立配電系統(tǒng),以不致因動力停電或電氣故障而影響照明。
    (2)位置選擇與環(huán)境條件??偱潆娤涫鞘┕がF(xiàn)場配電系統(tǒng)的總樞紐,其裝設位置應考慮便于電源引入、靠近負荷中心、減少配電線路、縮短配電距離等因素綜合確定。
    分配電箱則應設置負荷相對集中的地區(qū)。
    開關箱與所控制的用電設備的距離應不大于3 m.
    配電箱、開關箱的周圍環(huán)境應保障箱內開關電器正常、可靠地工作。
    除此以外,配電箱、開關箱周圍的空間條件,則應保證足夠的工作場地和通道,不應放置有礙操作、維修和對電氣線路有操作損傷的雜物,不應有灌木、雜草叢生。
    2.配電箱與開關箱的電器選擇
    配電箱、開關箱內的開關電器應能保證在正常或故障情況下可靠地分斷電路,在漏電的情況下可靠地使漏電設備脫離電源,在維修時有明確可見的電源分斷點。為此,配電箱和開關箱的電器選擇應遵循下述各項原則。
    (1)所有開關電器必須是合格產品。不論是選用新電器,還是使用舊電器,必須完整,無損、動作可靠、絕緣良好,嚴榮使用破、損電器。
    (2)裝有隔離電源的開關電器。
    (3)配電箱內的開關電器應與配電線路一一對應配合,作分路設置。
    (4)開關箱與用電設備之間應實行“一機一閘”制。
    (5)配電箱、開關箱內應設置漏電保護器,其額定漏電動作電流和額定滑電動作時有應安全可靠(一般額定漏電動作電流≤30 mA,額定漏電動作時間<0.18),并有合適的分級配合。但總配電箱(或配電室)內的漏保護器其額定漏電動作電流與額定漏電動作時間的乘積應限制在30mAos以內。
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    (八)施工現(xiàn)場的照明
    在施工現(xiàn)場的電氣設備中,照明裝置與人的接觸最為經常和普遍。為了從技術上保證現(xiàn)場工作人員免受發(fā)生在照明裝置上的觸電傷害,照明裝置必須采取如下技術措施:
    1.照明開關箱中的所有正常不帶電的金屬部件都必須作保護接零;所有燈具的金屬外殼必須作保護接零。
    2.照明開關箱(板)應裝設漏電保護器。
    3.照明線路的相線必須經過開關才能進入照明器,不得直接進入照明器。
    4.燈具的安裝高度既要符合施工現(xiàn)場實際,又要符合安裝要求。室外燈具距地不得低于3m;室內燈具距地不得低于2.5m.
    5.對下列特殊場所所使用的照明器應使用安全電壓
    (1)遂道、人防工程、高溫、有導電灰塵或燈具離地面高度低于2.5m等場所的照明,電源電壓不應大于36 v.
    (2)在潮濕和易觸及帶電體場所的照明電源電壓不得大于24 v.
    (3)在特別潮濕的場所、導電良好的地面、鍋爐或金屬容器內工作的照明,電源電壓不得大于12v.
    (4)移動式照明器(如行燈)的照明電源電壓不得大于36v.
    (九)手持電動工具絕緣等級分類及使用要求
    1、持電動工具的分類
    手持電動工具接觸電保護可分為以下3類:
    I類工具。工具在防止觸電的保護方面不僅依靠基本絕緣,而且它還包含一個附加安全預防措施。
    Ⅱ類工具。工具在防止觸電的保護方面不僅依靠基本絕緣,而且它還提供雙重絕緣或加強絕緣的附加安全預防措施和設有保護接地或依賴安裝條件的安全措施。
    Ⅲ類工具。工具在防止觸電的保護方面依靠由安全電壓供電和在工具內部不會產生比安全電壓高的電壓。
    2、手持電動工具的使用要求
    (1)空氣濕度小于75%的一般場所可選用I類或Ⅱ類手持式電動工具,其金屬外殼與PE線的連接點不得少于2處;除塑料外殼Ⅱ類工具外,相關開關箱中漏電保護器的額定漏電動作電流不應大于15 mA,額定動作時間不應大于0.1 s,其負荷線插頭應具備專用的保護觸頭。
    (2)在潮濕場所或金屬架上操作時,必須選用Ⅱ類或由安全隔離變壓器供電的Ⅲ類手持式電動工具。在潮濕場所或金屬架上嚴禁使用I類手持式電動工具。
    (3)狹窄場所必須選用由安全隔離變壓器供電的Ⅲ類手持式電動工具,其開關箱和安全隔離變壓器均應設置在狹窄場所外面,并連接PE線。操作過程中,應有人在外面監(jiān)護。
    (4)手持式電動工具的負荷線應采用耐氣候型的橡皮護套銅芯軟電纜,并不得有接頭。
    (5)手持式電動工具的外殼、手柄、插頭、開關、負荷線等必須完好無損,使用前必須做絕緣檢查和空載檢查,在絕緣合格、空載運行正常后方可使用。
    (6)使用手持式電動工具時,必須按規(guī)定穿、戴絕緣防護用品。