由于建筑工地用電環(huán)境的復(fù)雜性及特殊性，加上大多數(shù)的作業(yè)人員剛由農(nóng)民轉(zhuǎn)變而成，安全用電意識(shí)較差，以及用電設(shè)備的多樣性、安全措施的不完備使建筑工地的電氣事故率增加，安全用電形勢(shì)非常嚴(yán)峻。在施工實(shí)踐中除了加強(qiáng)安全用電管理、經(jīng)常對(duì)使用電氣設(shè)備人員進(jìn)行用電基本常識(shí)和技能教育外，更重要的是要精心配置工地的臨時(shí)用電系統(tǒng)，為安全用電提供一個(gè)有效可靠的硬件環(huán)境。
1.接地系統(tǒng)的選擇與等電位連接
(1)國際上和全國各大設(shè)計(jì)院普遍采用國際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系統(tǒng)形式。按IEC的規(guī)定，低壓配電接地接零系統(tǒng)劃分為IT方式、TT方式、TN方式3種基本形式系統(tǒng)。TN方式又可以細(xì)分為TN-C、TN-S和TN-C-S這3種方式。在《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-88) (以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)中第4.1.1條明確規(guī)定，在施工現(xiàn)場(chǎng)專用的中性點(diǎn)直接接地的電力線路必須采用接零保護(hù)系統(tǒng)，即TN系統(tǒng)。廣東省建委已發(fā)文進(jìn)一步明確施工現(xiàn)場(chǎng)必須采用三相五線系統(tǒng)即TN-S方式，如圖1所示。
1-工作接地；2-重復(fù)接地；3-設(shè)備外露可導(dǎo)電部分L1 L2 L3-相線；N-工作接地；PE-保護(hù)接零
圖1 TN-S方式接線圖
因此，施工現(xiàn)場(chǎng)接地系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)是必然的選擇。TN-S系統(tǒng)由于線與PE線分開，三相不平衡電流不再流經(jīng)PE線，避免了用電設(shè)備外殼的電位升高。TN-S系統(tǒng)可采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)，這種保護(hù)直接反映接地故障電流，靈敏度高，動(dòng)作電流可以整定得很小，以至它可以保護(hù)非金屬性接地故障，整定電流只要大于正常的線路電氣設(shè)備的泄漏電流就可以了。但是，因?yàn)橄到y(tǒng)固有的缺點(diǎn)，變壓器中性點(diǎn)對(duì)電位(變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地電阻Ro上的壓降)仍會(huì)通過PE線使電氣設(shè)備外殼有電流與電壓。因此降低接地電阻、實(shí)現(xiàn)整個(gè)工地上所有建筑設(shè)備的金屬外殼及各種金屬構(gòu)件(包括塔吊、施工電梯、提升架和新建建筑物的基礎(chǔ)接地網(wǎng))等的可靠的總等電位的連接，對(duì)于提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性顯得尤為重要。
降低接觸電壓的主要措施有減少保護(hù)裝置，切斷故障的時(shí)間、重復(fù)接地、等電位連接等。我國現(xiàn)行規(guī)范強(qiáng)調(diào)作重復(fù)接，但I(xiàn)EC標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)等電位連接而未將重復(fù)接地列入正規(guī)條文，實(shí)際上總等電位連接已兼起電源進(jìn)線重復(fù)接地的作用，因此它對(duì)重復(fù)接地規(guī)定是建議性的，而不是強(qiáng)制性的。在建筑工地實(shí)施等電位連接，即用PE線將整個(gè)工地的所有設(shè)備的金屬外殼及各種金屬構(gòu)件如塔吊、提升架、施工電梯、新建建筑物的基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)等可靠地連接起來，這樣使整個(gè)臨電系統(tǒng)的安全性得到提高。當(dāng)由于種種原因漏電開關(guān)不動(dòng)作而使PE線出現(xiàn)高電位時(shí)，工地的等電位連接有助于減少觸電傷亡和電氣火災(zāi)的可能性。另外，等電位連接有助于消除或降低電位差，對(duì)整個(gè)工地合用接地電阻值的要求已不十分嚴(yán)格，從而節(jié)省了投資，更重要的是安全的可靠性大大提高了。
2.配電室(總配電箱)總開關(guān)的選擇
在工地中，配電室(總配電箱)的總開關(guān)一般選用自動(dòng)空氣開關(guān)或帶漏電保護(hù)的自動(dòng)空氣開關(guān)?？傞_關(guān)采用漏電開關(guān)存在它的弊端，即容易出現(xiàn)越級(jí)跳閘的不正?，F(xiàn)象。全現(xiàn)場(chǎng)停電影響大。因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)配電線路和用電設(shè)備的絕緣程度不會(huì)都是良好的，總是由于種種情況存在一定的漏電電流，由于總開關(guān)管的線路長、設(shè)備容量大，其承受的漏電電流就越大，就有可能出現(xiàn)某一支路的漏電電流不足以使支路的漏電開關(guān)動(dòng)作，而幾個(gè)支路的漏電電流之和使總開關(guān)跳閘的現(xiàn)象。例如某支路的漏電開關(guān)的漏電動(dòng)作電流為100mA，漏電電流為50mA時(shí)不動(dòng)作。但4個(gè)支路各有漏電電流50mA時(shí)，總漏電電流相加為200mA，就有可能使漏電動(dòng)作電流為300mA的總開關(guān)跳閘。因此總開關(guān)選用漏電開關(guān)不是最佳選擇?？傞_關(guān)選用自動(dòng)空氣開關(guān)時(shí)，它不具備欠壓保護(hù)和相序保護(hù)。在施工實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)只要對(duì)DW10型萬能空氣斷路器進(jìn)行一點(diǎn)改進(jìn)，它十分適合作為工地的總開關(guān)。改進(jìn)前的DW10型開關(guān)具有過載、欠壓和短路保護(hù)，但其欠壓保護(hù)只能對(duì)兩相欠壓保護(hù)(失壓脫扣線圈工作電壓為380V線電壓)，且不具備相序保護(hù)功能。在大型工地中有眾多重要的電機(jī)負(fù)荷，如塔吊、施工電梯、空壓機(jī)、攪拌站、水泵等，其中不少是三相不可逆轉(zhuǎn)的設(shè)備，所以缺相和相序保護(hù)是非常重要的，尤其是當(dāng)市電停電轉(zhuǎn)用發(fā)電機(jī)時(shí)，如果相序不對(duì)，相序保護(hù)動(dòng)作使總開關(guān)不能合閘，從而保護(hù)了設(shè)備。因此，我們?cè)贒W10萬能開關(guān)的失壓線圈前加設(shè)一個(gè)XJ系列斷相和相序保護(hù)繼電器，如圖2所示，使其具備了過載、失壓、短路保護(hù)和相序保護(hù)功能。
XJ-斷相與相序保護(hù)繼電器；K-DW10開關(guān)失壓線圈 L1 L2 L3-相線
圖2斷相與相序保護(hù)繼電器示意圖
DW10萬能空氣斷路器價(jià)格低(與同等規(guī)格漏電開關(guān)相比)及改造費(fèi)用低廉，在大型工地或有眾多重要負(fù)荷(塔吊、施工電梯、攪拌站、空壓機(jī)等)的工地，是配電室(總配電箱)總開頭的最佳選擇。
3.配電箱、開關(guān)箱及漏電開關(guān)的配置選擇
配電箱是施工現(xiàn)場(chǎng)電源與用電設(shè)備的中樞環(huán)節(jié)，而開關(guān)箱上接電源線，下接用電設(shè)備也是用電安全的關(guān)鍵，所以正確設(shè)置與否是一個(gè)非常重要的問題。按照標(biāo)準(zhǔn)要求，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)實(shí)行“三級(jí)配電，兩級(jí)保護(hù)”，即在總配電箱上設(shè)分配電箱，分配電箱以下設(shè)開關(guān)箱，開關(guān)箱是末級(jí)，以下就是用電設(shè)備，這樣形成了三級(jí)配電。兩級(jí)保護(hù)是指除在末級(jí)(開關(guān)箱)設(shè)置漏電保護(hù)外，還要在上一級(jí)(分配電箱中)設(shè)置漏電保護(hù)開頭，總體上形成兩級(jí)保護(hù)，兩級(jí)漏電保護(hù)器之間具有分級(jí)分段保護(hù)功能。
配電箱應(yīng)采用鐵質(zhì)箱體，選用戶外防雨型，箱內(nèi)要設(shè)置保護(hù)零線端子排，視需要設(shè)置工作零線端子排。箱內(nèi)電器安裝板采用鐵板，與保護(hù)零線端子排做良好連接。箱門也需用黃綠雙色線與保護(hù)零線端子排做良好連接并上鎖。箱體用紅漆作“有電危險(xiǎn)”等警告標(biāo)記。箱內(nèi)電器設(shè)置應(yīng)按照“一機(jī)一閘一漏”原則設(shè)置，每臺(tái)用電設(shè)備都由一個(gè)電氣開關(guān)控制，不能一個(gè)開關(guān)控制兩臺(tái)?！兑?guī)范》第7.2.5條、第7.2.7條規(guī)定“每臺(tái)用電設(shè)備應(yīng)有各自專用的開關(guān)箱”、“必須實(shí)行一機(jī)一閘制”、“開關(guān)箱中必須裝設(shè)漏電保護(hù)器”，把以上規(guī)定進(jìn)行簡(jiǎn)單歸納，即為“一機(jī)一閘一漏一箱”。
在配置電箱內(nèi)電器時(shí)，應(yīng)慎重考慮上、下級(jí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性。這里的選擇性有兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是上下級(jí)斷路器短路保護(hù)的選擇性，一個(gè)是上下級(jí)漏電開關(guān)漏電保護(hù)的選擇性。在一個(gè)配電箱內(nèi)總電源開關(guān)與支線開關(guān)之間便存在上、下級(jí)短路保護(hù)的選擇性問題，一般為了配電箱整齊美觀、劃一，往往采用同型號(hào)的斷路器，即使電源總開關(guān)與分支開關(guān)采用不同型式的瞬時(shí)脫扣器，也很難得到滿意的選擇性配合。而且即使是按照某生產(chǎn)企業(yè)給出的選擇性配合要求進(jìn)行配置也難得到有效的選擇性配合。因此，在一個(gè)配電箱內(nèi)的電源總開關(guān)應(yīng)采用隔離開關(guān)而不是自動(dòng)空氣開關(guān)。隔離開關(guān)可以在正常情況下切斷電源，起到隔離電源作用并方便維修，可省去一個(gè)級(jí)間保護(hù)選擇性要求，使上一級(jí)配電箱更易保護(hù)選擇性。因上一級(jí)配電箱至下一級(jí)配電箱有一定距離，可利用饋線長度的阻抗來限制下級(jí)發(fā)生短路時(shí)故障電流，使上、下級(jí)保護(hù)具有一定的選擇性。
要保證漏電開關(guān)的選擇性，就要精心選擇上下級(jí)額定漏電動(dòng)作電流和上下級(jí)漏電動(dòng)作時(shí)間。在進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)遵循以下原則進(jìn)行：末端線路上(開關(guān)箱內(nèi))的漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流IΔn值選用30mA；上級(jí)漏電保護(hù)電器的IΔn1值必須是下級(jí)IΔn2的一倍，即IΔn1≥2IΔn2；我國漏電保護(hù)器產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(GB6829)規(guī)定：在漏電電流為IΔn時(shí)，直接接觸保護(hù)用的漏電保護(hù)器最大分?jǐn)鄷r(shí)間為0.1s，間接接觸保護(hù)用的漏電保護(hù)器最大分?jǐn)鄷r(shí)間為0.2s。因此末端保護(hù)的漏電保護(hù)器應(yīng)選用直接接觸保護(hù)用的，額定動(dòng)作時(shí)間要≤0.2s，上一級(jí)的漏電保護(hù)器額定動(dòng)作時(shí)間要增加延時(shí)0.2s才不致引起誤動(dòng)作。目前國內(nèi)市場(chǎng)的許多漏電保護(hù)器的產(chǎn)品說明書中都不說明是用作直接接觸保護(hù)用還是用作間接接觸保護(hù)用的，為此在選用時(shí)應(yīng)選擇符合要求的漏電保護(hù)器。采用漏電保護(hù)器作分級(jí)保護(hù)時(shí)最好為二級(jí)，過多級(jí)數(shù)將難于得到有選擇性的保護(hù)。
4.設(shè)置配備二次觸電保護(hù)器的電焊機(jī)專用配電箱
交流電弧焊機(jī)是建筑工地常用的設(shè)備之一，同時(shí)它又是一種高危險(xiǎn)性的電器設(shè)備，操作人員必須是經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的特殊作業(yè)人員。雖然漏電保護(hù)器的廣泛使用對(duì)控制電焊機(jī)觸電事故起了一定的作用，但電焊機(jī)的二次側(cè)的觸電事故仍時(shí)有發(fā)生。這是因?yàn)槁╇姳Ｗo(hù)器只能對(duì)電焊機(jī)的一次側(cè)電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)二次側(cè)漏電時(shí)，其回路是一個(gè)不完整的回路，一部分電流發(fā)生了異常流動(dòng)。但此時(shí)一次側(cè)的電路和電流仍然是完整的，漏電保護(hù)器不動(dòng)作，就難免會(huì)發(fā)生觸電死亡。因此在《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ59-99)中也明確要求裝設(shè)電焊機(jī)的二次觸電保護(hù)器。目前國內(nèi)一些廠家將漏電保護(hù)器與二次觸電保護(hù)器的功能相結(jié)合，生產(chǎn)出具有漏電保護(hù)功能的二次接觸保護(hù)器，同是保護(hù)電焊機(jī)的一次側(cè)和二次側(cè)。所以，在工地中應(yīng)設(shè)置專用的電焊機(jī)配電箱，內(nèi)設(shè)一個(gè)閘刀開關(guān)作為隔離開關(guān)，下設(shè)一個(gè)電焊機(jī)二次觸電保護(hù)器。同時(shí)，電焊設(shè)備必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)安全要求，操作人員必須按操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)；二次觸電保護(hù)器應(yīng)經(jīng)常檢查，保證其能正常工作。這樣大大提高了電焊機(jī)使用的安全性，消除了事故隱患的盲點(diǎn)。
經(jīng)過這樣設(shè)置的臨時(shí)用電系統(tǒng)，其安全可靠性高，但也不能掉以輕心，高枕無憂。與此同時(shí)要加強(qiáng)軟件環(huán)境建設(shè)，即要強(qiáng)化安全用電管理，落實(shí)安全用電責(zé)任，定期對(duì)電工進(jìn)行培訓(xùn)教育考核，經(jīng)常對(duì)施工人員進(jìn)行用電基本常識(shí)和技能教育，及時(shí)更新、維修、改造用電設(shè)備、設(shè)施，實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備、設(shè)施本質(zhì)安全。只有這樣軟硬兩手抓，才能保證施工用電安全，確保施工順利進(jìn)行。
(李劍)
