建筑施工用电设备漏电保护技术探讨

为加强建筑施工现场的用电管理,防止触电事故发生,对用电设备选择做好接地保护、接零和三级漏电保护是非常必要的。文章根据工程特点、实际情况、规模和地质环境特点以及操作维护情况,介绍了接地或接零保护、漏电电流动作的保护装置(漏电保护器)。

为加强建筑施工现场的用电管理,确保用电安全、可靠,防止触电事故发生,对用电设备选择做好接地保护、接零和三级漏电保护是非常必要的。接地保护又称保护接地(安全接地),是将电气设备的金属外壳与接地体连接,以防止因电气设备绝缘损坏使外壳带电时,操作人员接触设备外壳而触电。接零保护是将电气设备的金属外壳与供电变压器的中性点相连接,为防止电气设备因绝缘损坏而使人身遭受触电危险。漏电保护(漏电电流保护)是对有致命危险的触电提供间接的接触保护。

一、保护接地与接零

电力建设施工现场采取何种接地与接零方式,与现场的供电方式有关。

(一)中性点非直接接地的低压电网中,电力装置应采用低压接地保护。

(二)在中性点直接接地的低压电网中,电力装置应采用低压接零保护,有时在中性点直接接地的三相四线制TN—C电网中,做保护中性线PEN重复接地以降低漏电设备外壳的对地电压;减轻因中性线中断而产生的触电危险;保护中性线截面不应小于相线截面的50%,并应尽可能与相线相同。

(三)在使用专用变压器供电的低压电网中,电力装置应采用中性点直接接地的三相五线制(TN—S)保护接零系统——电气设备的金属外壳必须与专用保护零线(PE)可靠连接;专用保护零线应由工作接地线、配电室(箱式变压器)的零线或第一级漏电保护器电源侧的零线引出。

二、接地与接零保护原则

(一)保护接地原则

在中性点不接地的低压系统中,正常情况下电力建设需要的各种电力装置的不带电的金属外露部分、电能供应的设备外壳都应接地(特殊规定例外)。

1.电机、变压器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳。

2.电气设备的传动装置。

3.配电、控制、保护用的屏(柜、箱含铁制配电箱)及铆焊、焊工的操作平台等的金属框架和底座。

4.汽油、柴油、机油等储油罐的外壳。

5.20m以上的竖井架(如烟囱施工的中央井架、电动提/升模装置)脚手架、水塔施工用的起重折臂吊、曲线电梯的轨道。

6.安装在电力线路杆塔上的电力设备的外壳及支架。

7.起重机(电动葫芦、龙门吊、DBQ系列塔吊等)的每条轨道应设2点接地。在轨道之间的接头处,宜作电气连接;接地电阻应小于4Ω。装有接地滑接器时,滑接器与轨道或接地滑接线应可靠连接。司机室与起重机本体用螺旋连接时,应进行电气跨接,其跨接点不应少于2处:跨接宜采用多股软铜线,其截面面积不得小于16mm2,两端压接接线端子应采用镀锌螺旋固定;当采用圆钢或扁钢进行跨接时,圆钢直径不得小于12mm,扁钢截面的宽度和厚度不得小于40mm、4mm。

(二)保护接零原则

1.正常情况

在正常情况下,施工现场的下列电气设备不带电的外露导电部分应做保护接零。

(1)电机、变压器、照明用具、手持电动工具的金属外壳。

(2)电气设备传动装置的金属部件。

(3)配电屏与控制屏的金属框架。

(4)室内、外配电装置的金属框架及靠近带电部分的金属围栏和金属门。

(5)电力线路的金属保护管、敷线的钢索、起重机轨道滑升模板金属操作平台等。

(6)安装在电力杆线上的开关、电容器等电气装置的金属外壳及支架。

(7)环境恶劣或潮湿场所(如锅炉房、食堂、地下室及浴室、电缆隧道)的电气设备必须采用保护接零。

2.注意事项

在敷设保护零线时,保护零线应单独敷设,不作它用;保护零线不得装设开关或熔断器。尤其是在施工用电与外电线路共用供电系统时,电气设备应根据当地供电公司的要求采用保护接地或保护接零;在由同一发电机、同一变压器或同一母线供电的低压电力网中,不宜同时采用接地保护与接零保护。此外,若用电设备厂家有明确的接地与接零规定,首先应根据厂家说明进行必要的接地与接零保护。

三、漏电保护原则

施工现场所有用电设备,除按照以上原则进行保护接地或保护接零外,必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护器,施工现场应采用三级漏电保护。增加三级漏电保护能圆满解决漏电保护与供电的矛盾,提高漏电保护的灵敏度和可靠性,使停电局限在一个较小范围内,保障施工现场用电安全。三级漏电保护应遵循以下2项原则进行设置选择。

(一)漏电保护器额定漏电动作电流的协调配合,一级末端保护(即就地用电负荷保护)的漏电保护器额定漏电动作电流IΔn1应满足:IΔn1≤30mA.二级保护(即干线或分支线保护)的漏电保护器额定漏电动作电流IΔn2满足:IΔn2≥1.5IΔn1.三级保护(即二级的上一级,主干线或总干线保护)的漏电保护器额定漏电动作电流IΔn3一般为300mA,即应满足:300mA≥IΔn3≥1.5IΔn2.因此三级总保护可用下列三式表达:300mA≥IΔn3≥1.5IΔn2、IΔn3≥1.5IΔn1、IΔn1≤30mA。

(二)漏电保护器额定动作时间的协调配合

1.上下级漏电保护器额定动作时间按《漏电保护器安装运行规程》规定,级差为0.2s.做末端保护的漏电保护器额定动作时间为快速型,动作时间要小于0.1s.干线或分支线二级保护的漏电保护器额定动作时间增加延时0.2s.三级保护增加延时0.4s.

2.也可以利用漏电保护器反时限延时特性,二级比一级延长0.1s,三级需增加延时0.2s.

3.若施工现场所选漏电保护器为反时限型,因IEC未制定相应规定,可参照日本标准进行动作时间的配合。当漏电电流为IΔn(额定漏电动作电流)时,1s≥动作时间t>0.2s;当漏电电流为1.4IΔn时,0.5s≥动作时间t>0.1s;当漏电电流为4.4IΔn时,动作时间t<0.05s.

建筑施工现场的用电设备接地、接零和三级漏电保护应根据工程特点、实际情况、规模和地质环境特点以及操作维护情况,合理确定其中的一种接地或接零保护,并配合漏电电流动作的保护装置(漏电保护器)作后备保护,提高建筑施工现场用电设备安全可靠性及效率,最大限度地防止人身受到电流伤害,达到保障人身安全的目的。

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