建筑施工现场供配电-1

第7章建筑施工现场供配电1第7章建筑施工现场供配电内容提要及学习要求：随着社会发展的需要，建设项目越来越多，规模大的项目也不少，故施工现场的用电量也越来越大，再加上施工现场的环境比较恶劣，用电设备流动性大，临时性强，负荷变化大，供配电有其特殊性。本章主要讲述施工现场临时用电的基本知识，施工现场供配电的形式、配电线路的结构、电力供应以及有关施工现场临时用电的安全技术规范。通过学习要求掌握施工现场临时用电的基本知识及临时供电的设计。7.1施工现场供配电电气系统是由供电系统和配电系统两部分组成，供电系统包括供电电源（如：变压器等）和主结线。配电系统一般由配电装置及配电线路组成。施工现场的电气系统应满足用电设备对供电可靠性、供电质量及供电安全的要求，结线方式应力求简单可靠，操作方便及安全。7.1.1施工现场的供电形式施工现场供电的形式有多种，具体采用哪一种应根据项目的性质、规模和供电要求确定。下面介绍施工现场供电的几种形式。1、独立变配电所供电对一些规模比较大的项目，如规划小区、新建学校、新建工厂等工程，可利用配套建设的变配电所供电。即先建设好变配电所，由其直接供电，这样可避免重复投资，造成浪费。永久性变配电所投入使用，从管理的角度上看比较规范，供电的安全性有了基本的保障。变配电所主要由高压配电屏（箱、柜、盘）、变压器和低压配电屏（箱、柜、盘）组成。2、自备变压器供电目前，城市中高压输电的电压一般为10kV，而通常用电设备的额定电压为220/380V。因此，对于建筑施工现场的临时用电，可利用附近的高压电网，增设变压器等配套设备供电。变电所的结构形式一般可分为户内与户外变电所两种，为了节约投资，在计算负荷不是特别大的情况下，施工现场的临时用电均采用户外式变电所。户外变电所又采用杆上变电所居多。户外式变电所的结构比较简单，主要由降压变压器、高压开关、低压开关、母线、避雷装置、测量仪表、继电保护等组成。3、低压220/380V供电对于电气设备容量较小的建设项目，若附近有低压220/380V电源，在其余量允许的情况下，可到有关部门申请，采用附近低压220/380V直接供电。4、借用电源若建设项目电气设备容量小，施工周期短，可采取就近借用电源的方法，解决施工现场的临时用电。如借用就近原有变压器供电或借用附近单位电源供电，但需征得有关部门审核批准方可。7.1.2施工现场供电线路的结构形式及施工要求施工现场配电线路的结构形式可分为电缆配线和架空线配线两种。1．架空线配线架空线配线由于投资费用低，施工方便、分支容易，所以得到广泛应用。特别是在建筑施工现场。但架空线受气候、环境影响较大，故供电可靠性较差。建筑工地上的低压架空线主要由导线、横担、拉线、绝缘子和电杆组成。架空线必须架设在专用电杆上，即木杆和钢筋混凝土杆，严禁架设在树木、脚手架及其他设施上，钢筋混凝土杆不得有露筋、宽度大于0.4mm的裂纹和扭曲，木杆不得腐朽，其梢径不应小于140mm。第7章建筑施工现场供配电2架空线必须采用绝缘导线。导线截面的选择应符合下列要求：（1）导线中的计算负荷电流不大于其长期连续负荷允许载流量；（2）线路末端电压偏移不大于其额定电压的5%；（3）三相四线制的N线和PE线截面不小于相线截面的50%，单相线路的零线截面与相线截面相同；（4）按机械强度要求，绝缘铜线截面不小于10mm2，绝缘铝线截面不小于16mm2；（5）在跨越铁路、公路、河流、电力线路档距内，绝缘铜线截面不小于16mm2；绝缘铝线截面不小于25mm2。且中间不得有接头。架空线路相序排列应符合下列规定：（1）动力、照明线在同一横担上架设时导线相序排列是：面向负荷从左侧起依次为L1、N、L2、L3、PE；（2）动力、照明线在二层横担上分别架设时，导线相序排列是：上层横担面向负荷从左侧起依次为L1、L2、L3；下层横担面向负荷从左侧起依次为L1（L2、L3）、N、PE。架空线的档距不得大于35m，在一个档距内，每层导线的接头数不得超过该层导线条数的50%，且一条导线应只有一个接头。架空线路的线间距不得小于0.3m，靠近电杆的两导线的间距不得小于0.5m。架空线路横担间的最小垂直距离不得小于表7.1所列数值；横担宜采用角钢或方木，低压铁横担角钢应按规范要求选用，方木横担截面应按80mm×80mm选用；横担长度应按表7.2选用。架空线路与邻近线路或固定物的距离应符合表7.3的规定。表7.1横担间的最小垂直距离（m）排列方式直线杆分支或转角杆高压与低压1.21.0低压与低压0.60.3表7.2横担长度选用横担长度（m）二线三线、四线五线0.71.51.8表7.3架空线路与邻近线路或固定物的距离项目距离类别最小净空距离（m）架空线路的过引线、接下线与邻线架空线与架空线电杆外缘架空线与摆动最大时树梢0.130.050.50最小垂直距离（m）架空线同杆架设下方的通信、广播线路架空线最大弧垂与地面架空线最大弧垂与暂设工程顶端架空线与邻近电力线路交叉施工现场机动车道铁路轨道1kv以下1-10kv1.04.06.07.52.51.22.5最小水平距离（m）架空线电杆与路基边缘架空线电杆与铁路轨道边缘架空线边线与建筑物凸出部分1.0杆高（m）+3.01.0电杆埋设深度宜为杆长的1/10加0.6m，回填土应分层夯实。在松软土质处宜加大埋入深度或采用卡盘等加固。架空线路绝缘子应按下列原则选择：第一，直线杆采用针式绝缘子；第二，耐张杆采用蝶式绝缘子。电杆的拉线宜采用不少于3根D4.0mm的镀锌钢丝。拉线与电杆夹角应在30°~45°之第7章建筑施工现场供配电3间。拉线埋设深度不得小于1m。电杆拉线如从导线之间穿过，应在高于地面2.5m处装设拉线绝缘子。接户线在档距内不得有接头，进线处离地高度不得小于2.5m。接户线最小截面应符合表7.4规定。接户线间及与邻近线路间的距离应符合表7.5的要求。表7.4接户线的最小截面接户线架设方式接户线长度（m）接户线截面（mm2）铜线铝线架空或沿墙敷设10~256.010.0≤104.06.0表7.5接户线线间及与邻近线路间的距离接户线架设方式接户线档距（m）接户线线间距离（mm）架空敷设≤2515025200沿墙敷设≤61006150架空接户线与广播电话线交叉时的距离（mm）接户线在上部，600接户线在下部，300架空或沿墙敷设的接户线零线和相线交叉时的距离（mm）100架空线路必须有短路保护。采用熔断器做短路保护时，其熔体额定电流不应大于明敷绝缘导线长期连续负荷允许载流量的1.5倍。采用断路器做短路保护时，其瞬时过流脱扣器脱扣电流整定值应小于线路末端单相短路电流。架空线路必须有过载保护。采用熔断器或断路器做过载保护时，绝缘导线长期连续负荷允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流或断路器长延时过流脱扣器脱扣电流整定值的1.25倍。2、电缆配线电力电缆可采用埋地敷设和在电缆沟内敷设两种，它与架空线相比，供电可靠，受气候、环境影响小，且线路上的电压损失也比较小，故是一种比较安全可靠的供配电线路，但是，由于电力电缆成本较高，且线路分支困难，检修不方便，所以，选择时应多方面考虑而定。电缆中必须包含全部工作芯线和用作保护零线或保护线的芯线。需要三相四线制配电的电缆必须采用五芯电缆。五芯电缆必须包含淡蓝、绿/黄二种颜色绝缘芯线。淡蓝色芯线必须用作N线；绿/黄双色芯线必须用作PE线，严禁混用。电缆线路应采用埋地或架空敷设，严禁沿地面明设，并应避免机械损伤和介质腐蚀。埋地电缆路径应设方位标志。电缆类型应根据敷设方式、环境条件选择。埋地敷设宜选用铠装电缆；当选用无铠装电缆时，应能防水、防腐。架空敷设宜选用无铠装电缆。电缆直接埋地敷设的深度不应小于0.7m，并应在电缆紧邻上、下、左、右侧均匀敷设不小于50mm厚的细砂，然后覆盖砖或混凝土板等硬质保护层。埋地电缆在穿越建筑物、构筑物、道路、易受机械损伤、介质腐蚀场所及引出地面从2.0m高到地下0.2m处，必须加设防护套管，防护套管内径不应小于电缆外径的1.5倍。在建工程内的电缆线路必须采用电缆埋地引入，严禁穿越脚手架引入。电缆垂直敷设应充分利用在建工程的竖井、垂直孔洞等，并宜靠近用电负荷中心，固定点每楼层不得少于一处。电缆水平敷设宜沿墙或门口刚性固定，最大孤垂距地不得小于2.0m。装饰装修工程或其他特殊阶段，应补充编制单项施工用电方案。电源线可沿墙角、地面敷设，但应采取防机械损伤和防火措施。第7章建筑施工现场供配电4室内配线必须采用绝缘导线或电缆，非埋地明敷主干线距地面高度不得小于2.5m。室内配线所用导线或电缆的截面应根据用电设备或线路的计算负荷确定，但铜线截面不应小于1.5mm2，铝线截面不应小于2.5mm2。电缆配线必须有短路保护和过载保护，整定值要求与架空线相同。7.1.3施工现场电力负荷计算负荷计算的目的是为了合理地选择供配电系统中的导线截面、开关、变压器及保护设备的型号规格等。由于接在线路上的各种用电设备一般不会同时投入使用，所以线路上的最大负荷总要小于设备容量的总和。因此，在选择供配电设备时必须对负荷进行统计计算，通过统计计算得出的负荷值称为计算负荷。确定计算负荷的方法很多，常用的有需要系数法。在用需要系数法进行负荷计算时，首先要把工作性质相同，具有相近需要系数的同类用电设备合并成组，求出各组用电设备的计算负荷。计算负荷又分为有功计算负荷、无功计算负荷和视在计算负荷，计算负荷确定后，便可确定计算电流。它们的计算公式为：有功计算负荷：Pj=KcPN（7.1）无功计算负荷：Qj=Pjtgφ（7.2）视在计算负荷：Sj2=Pj2+Qj2（7.3）三相负荷计算电流：Ij=3jsU（7.4）式中kc——某类用电设备的需要系数；PN——某类用电设备的额定容量；φ——某类用电设备的功率因数角；U——电源线电压。下面我们用需要系数法来计算某工地的计算负荷。[例7.1]某建筑施工现场，接于三相四线制电源（220/380V）。施工现场有如下用电设备，详见表7.6，试计算该工地上变压器低压侧总的计算负荷和总的计算电流。表7.6某建筑施工现场用电设备序号用电设备名称功率台数总功率备注1混凝土搅拌机10（kW）440（kW）2砂浆搅拌机4.5（kW）29（kW）3提升机4.5（kW）29（kW）4起重机30（kW）260（kW）ε=25%（暂载率）5电焊机22（kW）366（kV·A）ε=65%，cosφ=0.45，单机380V6照明15（kW）白炽灯解：（1）首先求出各组用电设备的计算负荷○1混凝土搅拌机组：查表：Kc=0.7，cosφ=0.65，tgφ=1.17Pj1=Kc·PN1=0.7×40=28（kW）Qj1=Pj1·tgφ=28×1.17=32.76（kvar）○2砂浆搅拌机组：查表：Kc=0.7，cosφ=0.65，tgφ=1.17Pj2=Kc·PN2=0.7×9=6.3（kW）Qj2=Pj2·tgφ=6.3×1.17=7.37（kvar）○3提升机组：查表：Kc=0.25，cosφ=0.7，tgφ=1.02Pj3=Kc·PN3=0.25×9=2.25（kW）Qj3=Pj3·tgφ=2.25×1.02=2.3（kvar）○4起重机组：第7章建筑施工现场供配电5因为起重机是反复短时工作的负荷，其设备容量要求换算到暂载率为25%时的功率，由于本例中起重机的暂载率ε=25%，所以可不必进行换算。即：查表：Kc=0.25，cosφ=0.7，tgφ=1.02Pj4=Kc·PN4=0.25×60=15（kW）Qj4=Pj4·tgφ=15×1.02=15.3（kvar）○5电焊机组：因为电焊机也是反复短时工作的，在进行负荷计算时，应首先将暂栽率换算到ε=100%的设备容量：查表：Kc=0.45，cosφ=0.45，tgφ=1.99PN5=·SN·cosφ=65.0×22×0.45=8（kW）Pj5=KC·5N=0.45×3×8=10.8（kW）Qj5=Pj5·tgφ=10.8×1.99=21.5（kvar）○6照明负荷因为照明负荷取Kc=1，又cosφ=1（白炽