徐程
(阜陽市水利規(guī)劃設計院,安徽阜陽236000)
水利工程施工場地是電氣危險很大的特殊場所,有以下幾方面的原因使施工場地比一般場所具有更大的電氣危險性。
1)在水利工程場地施工的人員受電擊風險很大。因為水工建筑物施工場地受外河及地下水影響環(huán)境濕滑,使皮膚潮濕人體阻抗降低,>25 V的接觸電壓即可導致心室纖顫的30 mA的接觸電流;水利施工的人員使用的工具大都是手持或移動式,遭受電擊時難以擺脫,發(fā)生心室纖顫致死的危險極大。
2)水利工程施工場地大都需要穿堤或圍堰作業(yè),難以用等電位聯(lián)接不同的施工部位,電擊致死的風險更高。為減少電擊死亡事故,在施工場地內要求在更短的時間內切斷接地故障。
3)水利工程施工場地機械化程度較高,土方開挖機械來回運行易造成電氣設備和線路機械損傷。因作業(yè)面的進展,施工配電箱、動力箱和配電電纜等設備線路要臨時變換位置,來回拆卸安裝很容易損壞設備和線路,留下安全隱患。
4)水利工程場地位置較偏僻,施工場地布置占地較大,人員和設備不易集中,施工期受汛期影響較緊,施工單位的安全設施條件簡陋,農民工和臨時工用電安全教育水平較低,這些都給用電安全帶來極為不利的影響。
根據(jù)水利工程施工場地條件,主要電氣安全措施如下。
按《建設工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范》GB50104規(guī)定,配置專用變壓器供電的施工工地,變壓器低壓側為中性點接地,低壓側采用TN-S系統(tǒng)(電源中性點直接接地時電器設備外漏可導電部分通過零線接地的接零保護系統(tǒng))或電源系統(tǒng)接地的TT系統(tǒng)(中性點直接接地,電氣裝置的外露可接近導體通過保護接地線接至與電力系統(tǒng)接地點無關的接地極的低壓配電系統(tǒng))。在同一電源供電時,不宜同時采用上述兩種系統(tǒng)。
筆者認為水利施工場地有專用電源供電時,接地系統(tǒng)應采用TT系統(tǒng)。因為TT系統(tǒng)根據(jù)施工場地的部位不同可分設獨立的保護中性線,可避免故障電壓在不同的施工分場地的傳導,減少電擊事故的發(fā)生。這對無等電位聯(lián)接作用又環(huán)境惡劣的水利施工場地十分重要。但因TT系統(tǒng)的接地故障電流小,必須在每一回路上裝設I△n≤30 mA的瞬動剩余電流動作保護器(RCD)。接地系統(tǒng)也可是TN-S系統(tǒng),系統(tǒng)的接地故障電流較大,斷路器動作較靈敏。如果施工場地不實施等電位聯(lián)接,故障接觸電壓會很高,切斷手持式和移動式的電動工具的允許時間為0.2 s比通常0.4 s快,故瞬動剩余電流動作保護器(RCD)裝設也很有必要。
水利施工場地電源非專用變提供時,接地系統(tǒng)也應該采用TT系統(tǒng),以免公用電網(wǎng)別處的故障電壓沿TN系統(tǒng)的PE線傳遞至施工場地的沒有重復接地的電氣設備外殼,引起電氣安全事故。
水利施工場地采用TT系統(tǒng)應充分利用底板、金屬結構埋件作為自然接地體,如不能利用作接地極,應在在電源進線配電箱處打人工接地極。接地電阻R應滿足式I△n×R≤UL要求,UL為施工場地的接觸電壓限值25 V,I△n為瞬動RCD額定動作電流30 mA,則接地電阻R為833 Ω,這是很容易滿足要求的。施工中完成的水工建筑物基礎,其內埋入的大量鋼筋是很好的低阻抗自然接地體,它可以作工程建成后電氣裝置的永久接地體,也可以利用它作臨時性的接地極。
采用TN系統(tǒng)時也應充分利用水工建筑物基礎作為自然接地體,實測不能滿足要求的應設人工接地極作TN系統(tǒng)的重復接地,使PE線電位同地電位相一致。
由于施工場地的電氣設備和臨時線路易受損傷而發(fā)生接地故障,需裝設二級的RCD在事故時迅速切斷電源,以防人身電擊傷害和火災事故。第一級在工地的末端插座回路或手持式和移動式的電動工具回路上,裝設I△n≤30 mA的瞬動RCD;第二級在工地電源進線處安裝延時動作的選擇型RCD,其I△n≤500 mA,動作時間為50~120 ms;第二級RCD的作用是作為第一級RCD防間接接觸電擊和防接地電弧火災的后備防護,更重要的是工地電氣裝置內任一處發(fā)生電弧、接地故障時,它都能有效的切斷電源以防止最常見多發(fā)的接地電弧火災的發(fā)生。
RCD并非絕對有效的保護電氣,可能因各種原因拒動。RCD的作用是有限的,不能防止從別處沿PE線或裝置外導電部分傳導來的故障電壓引起的電擊事故。僅靠RCD來切斷電源是不能滿足完善的防電擊要求的,還必須輔以接地或等電位聯(lián)結措施。
為滿足施工場地的特殊要求,施工配電設備產品必須滿足強制性國家標準《建筑工地用成套設備(ACS)的特殊要求》GB 7251,對適應環(huán)境、氣候、運輸?shù)鹊碾姎庑阅芎蜋C械強度都規(guī)定了嚴格的實驗要求。施工場地用配電設備應滿足如下要求:
1)能適應施工場地和運輸途中的撞擊、振動、水淋、日曬、多塵等嚴酷條件;
2)能滿足不同施工場地的各種需要;
3)便于更換組件;
4)便于操作、運輸和存放;
5)能保證施工人員和電氣管理人員的用電、操作、維護、檢修時的安全,例如非電氣人員不能接近和觸及箱內帶電部分,只能使用箱面上的插座來接通電源等。
水利施工場地的線纜易受施工機械的損傷和氣候條件的不利影響,線纜的敷設除嚴格執(zhí)行有關規(guī)范外,還應根據(jù)場地的特殊情況滿足如下要求:
1)架空線路應避免受車輛和施工機械撞擊,導線連接端子承受的拉力應盡量降低至最小范圍。
2)不宜采用無機械保護的電線,應采用具有護套的電纜或護套線。
3)照明電源線路不得接觸潮濕地面,并不得接近熱源和直接綁掛在金屬構架上。在腳手架上安裝臨時照明時,在竹木腳手架上應加絕緣子,在金屬腳手架上應設木橫擔和絕緣子。
4)線纜的走向應避免與施工管道和臨時道路交叉,穿越管道和道路時必須穿鋼管敷設。移動設備的電纜應選用重型橡套電纜或礦用電纜,避免受拉力或摩擦力破損。應選用封閉型或防潮型線纜。
供用電設施投入運行前,施工單位應根據(jù)水利水電施工組織規(guī)程要求,設置用電管理領導小組,落實供用電設施的運行及維護操作規(guī)定。建立用電安全崗位責任制,加強用電安全教育,運行及維護人員必須熟練掌握相關設備操作規(guī)定。本工地的供用電系統(tǒng)的接線圖和操作規(guī)程應標示清楚,避免誤操作。
施工場地用電管理應滿足下列要求:
1)用電必須經用電管理部門批準,由供電部門或專業(yè)工程人員施工架設,相關設備應滿足供電部門要求。
2)接引電源工作,應設置安全遮攔或警戒線,并應設監(jiān)護和值守人員。
3)施工用電用畢后,應由維護班組進行拆除,不得擅自移動或操作。
4)嚴禁亂拉亂接電源,避免非專業(yè)操作人員亂接線或操控。
5)配電室和現(xiàn)場的開關箱、開關柜應加鎖。
6)電氣設備明顯部位應設“嚴禁靠近,以防觸電”的標志。
7)接地裝置應定期檢查。
8)大型用電設備、大型機具必須做到專人操控和管理,根據(jù)有關部門要求持證上崗,高壓設備實施操作票制度。
監(jiān)理單位應對進入施工現(xiàn)場的配電設備、用電設備檢查簽證,監(jiān)督安全用電管理制度的實施,杜絕電氣設備和人身事故的發(fā)生。
[1] 王厚余.低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗[M].北京:中國電力出版社,2003.
[2] 王厚余.接地系統(tǒng)的選用[J].建筑電氣,2007,26(01):4-7.