对施工现场临时用电系统出现的一些问题探讨
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对施工现场临时用电系统出现的一些问题探讨 摘要:触电事故是施工现场“五大伤害”之一,本文指出施工现场临时用电存在的安全通病,和一些亟待改进的地方,并提出用电的正确安装和防护方法,以推进用电安全。
关键词:配电箱 漏电保护 N线经RCD 分配电箱设RCD 局部TN—S保护接零系统 引言:本文提出了施工现场临时用电系统的配电箱、开关箱,无统一制作标准、统一制式,使各地区配电箱无法实现“互联·互通·互操作”,造成资金、材料资源上的浪费;而且各地区许多生产厂家生产的开关箱内RCD(剩余电流动作保护装置,俗称漏电保护器,简称漏保)与用电设备不匹配,特别是5.5KW以下的小型机电设备的开关箱内RCD,都没有计算剩余动作电流,使RCD参数设定值过大,无法起到漏电保护作用。
还有很多地区配电箱生产厂家,还在生产箱内设RCD的分配电箱,这样即造成了“越级用电”现象,又违反了JGJ46—2005,《规范》总则第1.0.3.3强制条文规定。
多数施工单位电工在遇到从变压器(10KV/0.4KV)引出的四芯电缆线,形成TN—C—S(又叫局部TN—S系统)接零保护系统时,未在总配电箱电源侧 N线重复接地处,或总RCD电源侧N线处引出,无法正确形成局部TN—S系统(TN—C—S系统)接零保护系统。
很多生产厂家生产的开关箱,未按单相220V或三相380V 来区分并制作,适合单相或三相电压的用电设备专用开关箱;三相380V用电设备无N 线,所以三相380V用电设备N线是不应该经过RCD,只需L1、L2、L3三根相线经过RCD即可。
JGJ160—2008《规范》第6.9.10条和第6.5.16条规定:塔机、物料提升机、施工升降机、脚手架接地电阻≤10Ω,而JGJ59—2011《标准》第31.4.9条规定;施工现场塔机、物料提升机、施工升降机、脚手架接地电阻≤30Ω。
笔者通过这篇文章,抛砖引玉的粗谈施工现场临电系统,存在的技术性和理论性方面的几点不足,以供广大读者探讨。
1. 施工现场临时用电系统的配电箱,无统一制作标准、统一制式,使各地区配电箱无法实现“互联·互通·互操作”,造成资金、材料资源上的浪费。本文以宁波XW系列、杭州 XL系列、厦门BSW系列、大连ACS系列、烟台JSP系列配电箱为例。
读者可从各地区规格型号可以看出,真可谓是五花八门,各地区无统一制作的国家标准、行业标准,无统一制式;以宁波XW系列和杭州XL系列为例,从 示例图可以看出。 杭州XL系列总配电箱内使用的HR—100、200A型刀闸开关: (1)刀闸开关现在已经淘汰,禁止使用。 (2)使用HR型断路器(无可见分断点的非透明断路器),当电路出现短路、过载、失压与欠压故障时,断路器无法保证检修人员和设备安全,而且也不便于电工日常维修工作,无法判断或及时发现电路故障,排除隐患。
在这里笔者简要介绍一下断路器工作原理,供广大读者共享。当电路出现短路故障时,过电流脱扣器中线圈的电流会增加许多倍,其衔铁推动杠杆使搭扣脱扣,在弹簧弹力的作用下开关自动打开,断开线路;当线路过负荷时,热元件的发热量会增加,使双金属片向上弯曲程度加大,托起杠杆,最终使开关跳闸;当线路电压不足时,失压脱扣器中的电流会下降,铁芯的电磁力下降,不能克服衔铁上弹簧的弹力,使衔铁上跳,顶起杠杆,使搭扣脱扣,断开电路。
(3)同理可证:宁波XW系列总配电箱内,也安装了非透明断路器[使用非透明断路器](见示图)
上述生产厂家均违反了JGJ46—2005《规范》第6.1.6条和第8.2.3条规定;电源隔离开关应有明显可见分断点;隔离开关应设置电源进线端,应采用分断时具有可见分断点,并能同时断开电源所有极的隔离电器。(建议配电箱内断路器应更换透明塑壳。)
2.现在各地区配电箱生产厂家,生产的开关箱内RCD与用电设备不匹配, 特别是5.5KW以下的小型机电设备的开关箱内RCD,大多数都与用电设备极不匹配,无法起到漏电保护作用。
漏电保护器工作原理:当电路中三相电流不平衡时,中性点发生偏移(又叫电角偏移),产生漏电电流;即当电路的三相电流瞬时不为零——Ia+Ib+Ic≠0(漏电电流),出现零序电流,在RCD里的零序互感器铁芯线圈产生磁通,从而在副绕组中产生感应电动势,与脱扣线圈连成回路,产生漏电电流。磁通与永久磁铁叠加产生消磁作用,使永久磁铁对衔铁吸力(传动装置)下降,当电流信号足够大时,衔铁在弹簧的作用下被释放,使主开关的自由脱扣动作,主开关分断,将故障电路切除,从而避免了触电事故的发生。如果开关箱内RCD漏电电流参数设定值过大,互感器二次侧感应电压,经电路放大部分放大,并与预定动作电流值相比较,如果小于电流动作信号值时, 弹簧无法使衔铁动作(传动装置),自由脱扣机构(驱动装置)也不动作[俗称:传动装置无法带动驱动装置动作],主开关未分断,故未能切断故障电路。
笔者举二个例子证明开关箱内RCD与用电设备相匹配重要性,以切断机、电焊机塔吊为例。
切断机 Pjs=6.75KW,KX=0.65,COSФ=0.75 IJS(计算电流)=6.75*103/1.732*380*0.75 =6.75*103/493.62 ≈13.67A≈14A 那么开关箱RCD动作设定值应设在20A,同理可证: ②QTZ40、63型塔吊: Pjs=35KW kx=0.3 cosФ=0.5 IJS=35/1.732*380*0.5=35/329.08≈106.38≈110A 那么塔吊开关箱内RCD动作电流应为110—120A。 笔者希望广大电气工程技术人员和电气监理在日常监管中,对开关箱内RCD匹配的问题,要多加留意,5.5KW以下机电设备,RCD动作电流设定值定在20A,10KW以上机电设备RCD动作电流设定值定在40A,15KW以上机电设备RCD动作电流设定值定在63A。
3.现在还有很多地区配电箱生产厂家,仍在生产分配电箱设RCD(漏保)的 分配电箱,以厦门BSW系列分配电箱,和大连HT系列分配电箱为例,分箱内均设RCD(漏保)。
如果分箱设RCD(漏保):⑴违反了《JGJ46—2005》总则第1.0.3.3条强制性条文规定,“三级配电·两级保护”制度,其中“两级保护”指的是总、开关箱设RCD,分箱不允许RCD。
如果分箱RCD(漏保)的话,就会造成“越级用电”现象,使得很多工种机电设备的电源线接在分箱上,就无法保证每个用电设备必须配有一个开关箱,并且违反了“一机 电 ·一箱 ·一闸·一漏保 ”供电原则。
4.多数施工单位在遇到从变压器( 10KVA/0.4KV)引来的四芯主电缆线,形成TN—C—S系统(又叫局部TN—S系统),接零保护系统时,未在总配电箱电源侧的N线重复接地处,或总RCD电源侧的N线处引出,无法正确形成或局部TN—S系统,形成TN—C—S系统。
笔者在施工现场检查中发现,多数电工在遇到从变压器负载侧引来的四芯主电缆线,均未在总配电箱电源侧,或总RCD电源侧N、PE线未做电气连接,造成N线无法直接与大地构成电气通路,无法形成有效的局部TN—S接零保护系统。
局部TN—S系统(又叫TN—C—S系统)电源侧N、PE线正确连接的两种方法:
(1)从变压器引来的四芯线,进入总配电箱电源时,用一根PE线将N排接线端子与PE接线端子相连。(俗称N排、PE排做电气连接),然后再从N排引出另外一根PE线,外接一根人工接地体(Ф40*4扁铁、Ф14以上圆钢或角铁)与大地做电气连接,做重复接地。
(2)从变压器负载侧引来的四芯线,接入总配电箱电源侧时,也用一根PE 线将N排接线端子与PE接线端子相连(俗称N排、PE排做电气连接),然后再从PE排引出另外一根PE线,外接一个人工接地体(Ф40*4扁铁、Ф10以上圆钢或角铁)做重复接地。
5、很多生产厂家的开关箱未按单相220V或三相380V用电设备量身定做,适合单相或三相电压的用电设备专用开关箱[三相380V用电设备无N线,三相380V用电设备开关箱内,N线是不应该经过RCD(漏保),只需将L1、L2、L3三根相线经过RCD(漏保)即可],三相380V用电设备无N线,所以三相380V用电设备开关箱内,N线是不应该经过RCD,需将L1、L2、L3三根相线经过RCD即可。(详见5.6示例图)
RCD工作原理在本篇第二部分以作记述,已不在这里详细记述;在这里只说明一点,三相380V线路上,无中性线(即N线)只需在三相线路上各装一个零序互感器,或让三相导线一起穿过零序互感器;当三相电流相量和等于零时,互感器二次绕组无信号输出,驱动装置不动作;当三相电流相量和不为零时,互感器二次绕组产生一个感应电动势,经电路放大部分,将信号放大,与传感器预定动作值相比较,如大于设定动作电流,继电器开关动作,驱动元件带动脱扣杠杆掉闸。
而单相220V线路上,可将三相导线(L线)加中性线(N线)一起穿过零序互感器,当三相电流平衡相量和为零。即La+Lb+Lc=0,互感器绕组无信号输出,驱动装置不动作;当三相电流相量和不为零时,。即La+Lb+Lc≠0,互感器二次绕组产生一个感应电动势,经电路放大部分将信号放大,与传递装置的预定动作值相比较,如大于动作电流,驱动装置内的继电器开关动作,带动信号元件跳闸。
综上所述;建议希望各地区生产配电箱生产厂家,能够生产适合三相380V线路的三相RCD,如烟台开发区电子设备有限公司生产科达牌DZ18LE型RCD ,及JSP型配电箱。
6. JGJ160—2008《规范》第6.9.10条和第6.5.16条塔机、物料提升机、施工升降机、脚手架接地电阻≤10Ω,而JGJ59—2011《规范》第31.4.9条施工现场塔机、物料提升机、施工升降机、脚手架接地电阻≤30Ω。