《电气安全工程》课程设计.doc
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1、电气安全工程课程设计2015-2016 学年 第 一 学期姓 名: xxxxxxxx 学 号: 132010401xx 专业班级: xx安全 指导教师: xxxxxxxx 设计题目:施工场地临时用电安全设计 设计时间: 2014-12 目 录1施工场地三相五线制供电系统的组成及特点12工地临时用电安全技术措施13施工场地用电安全管理措施14建筑物防雷措施15建筑物等电位联接方法16改进措施及建议17课程设计总结与体会18主要参考文献2施工场地临时用电安全设计1施工场地三相五线制供电系统的组成及特点2工地临时用电安全技术措施3施工场地用电安全管理措施4建筑物防雷措施5建筑物等电位联接方法6改进措
2、施及建议7课程设计总结与体会8主要参考文献1施工场地三相五线制供电系统的组成及特点1.什么是三相五线制?在三相四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线.三相五线制的接线方式如下图1 所示图1 三相五线制接线示意图该接线的特点是:工作零线N与保护零线PE 除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接.由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载,因而得到广泛的应用.在三相负载不完全平衡的运行情况下,工作零
3、线 N是有电流通过且是带电的,而保护零线 PE 不带电,因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位.2.三相五线制与三相四线制的比较(1)基本供电系统简介常用的基本供电系统有(380V)三相三线制和(380/220V)三相四线制等,但这些名词术语内涵不是十分严格.国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定,称为TT 系统、TN系统、IT 系统.其中TN 系统又分为TN-C、TN-S 系统.TT 式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称TT 系统.第一个符号T 表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T 表示负载设备金属外壳和正常不带电的金属部分与大地直
4、接联接,而与系统如何接地无关.在TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地。TN 方式供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用 TN 表示.TN-C 方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE 表示,即常用的三相四线制供电方式.TN-S 式供电系统是把工作零线N 和专用保护线PE 严格分开的供电系统,称作TN-S 供电系统,即常用的三相五线制供电方式.IT 方式供电系统,其中I 表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地.第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护.IT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可
5、靠性高、安全性好.一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如连续生产装臵、大医院的手术室、地下矿井等处.(2)三相四线制(TN-C)与三相五线制(TN-S)系统的比较在三相四线制供电方式中,由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利.在零线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压,这是不允许的.采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接的工作零线 N 和保护零线 PE 是分别敷设的,
6、工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在地电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患.发电机中,三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点,引出线称为中线(在单相供电中称为零线);另一端与中线之间有额定的电压差,称为相线(单相供电中称为火线).一般情况下,中线是以大地作为导体,故其对地电压应为零,称为零线.因此相线对地必然形成一定的电压差,可以形成电流回路,称其为火线.正常供电回路由相线(火线)和中线(零线)形成.地线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大地连接的导线,其对地电阻小于4 欧姆;它不参与供电回路,主要是
7、保护操作人员人身安全或抗干扰用的.很多情况下,中线和大地的连接问题会导致用电端中线对地电压大于零,因此三相五线制种将中线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义. 在三相四线制供电方式中,主要采用 TN-C 系统供电系统,对于单相回路存在较大的安全缺陷.单相二线供电方式,最大缺陷是在发生电器外壳碰相线时,直接将 220V 相电压施加给此时正巧触摸到的人,从而发生触电事故.但如果把接外壳的保护线 PE 和中性线 N 并联合用一根,实际上这也是极不安全的.建筑物的配电线路由于接头松脱、导线断线等故障,很可能造成图 2 所示A点处开路,此时当其中一台设备开关接通后,在 A点后面所有中性线上,将出现相电压
8、,这个高电压又被设备接地引至所有插入插座的用电设备外壳上,而且其后的设备即使并未开启,外壳上也有 220V 电压,这是十分危险的图2 TN-C系统单相回路断零示意图如果采用三相五线制的TN-S 供电系统,则不会出现这种情况.如图3 所示,只有当保护线断开,而且又有一台设备发生相线碰外壳,两故障同时出现时,才会出现与前述二线制中类似情况的事故.从而也极大地降低了事故出现的可能性图3 TN-S系统单相回路示意图3.三相五线制在民用建筑电气设计中的应用(1)三相五线制供电的应用范围凡是采用保护接零的低压供电系统,均是三相五线制供电的应用范围.国家有关部门规定:凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、
9、智能建筑、基建施工现场及临时线路,一律实行三相五线制供电方式,做到保护零线和工作零线单独敷设.对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电,具体办法应按三相五线制敷设要求的规定实施.根据JGJ/T-1992民用建筑电气设计规范,住宅小区设计不应采用TN-C供电系统即三相四线制供电方式,而应推广采用TN-S供电系统即三相五线制供电方式. (2)单相三线制和三相五线制配电建筑电气设计中采用单相三线制和三相五线制配电.就是在过去单相二线制和三相四线制配电基础上,另增加一根专用保护线直接与接地网相连,如图1所示.即根据国际电工委员会(IEC)标准和国家标准而定的TN-S系统,从而保障了电器使用的安全
10、.单相三线制是三相五线制的一部分,在配电中出现了N线和PE线:一个是工作接地N线,这是构成电气回路的需要,其中有工作电流流过,在单相二线制中,工作接地N严禁装设保险等可断开点,但单相三线制中则应同相线一样装设保护元器件.另一个是保护接地PE线,要求直接与接地要求直接与接地网相联接,保护线PE与中性线N从某点分开后,就不得有任何联系,目的有两个:其一是为了使漏电电流动作保护能正确动作;其二是为了使保护线上没有电流流过,以利安全.每个建筑物进户线处应将零线重复接地,接地电阻lO.从引入处开始,接至建筑物内各个插座,中性线N和保护线PE完全分开(严禁零地混接).至于保护线PE的导线应采用与工作回路相
11、同等级的绝缘导线,且与中性线N截面相同,敷设方式和路径也同工作回路,为便于识别,最好能采用三种颜色分开,依据规范,相线为L1黄、L2绿、L3红色;中性线N为淡兰色或黑色;保护线PE为黄绿双色.(民用建筑电气设计规范规定住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路宜设臵漏电电流动作保护,动作电流为30mA。插座的接线应遵循左零(N)右相(L)上接地。2工地临时用电安全技术措施1 总则临时用电是指施工现场在施工过程中使用的电力,也是公路建设施工过程的用电工程或用电系统的简称。本规程主要对施工现场临时用电组织设计的编制、基本供电系统的结构和设臵、基本保护系统、接地装臵、配电装臵、配电箱的结构、电器配臵与接线
12、规则及配电装臵的使用与维护;配电线路的一般要求和架空线路、电缆线路、室内配线路敷设规则;电动机械、电动工具的使用;对外电线路的防护、防雷及电气防火措施的基本要求做了规定。2 施工现场临时用电的原则建筑施工现场临时用电的三项基本原则是:一是必须采用TNS接地、接零保护系统;二是必须采用三级配电系统;三是必须采用两级漏电保护和两道防线。2.1 TNS接地、接零保护系统(简称TNS系统)是指在施工用电工程中采用具有专用保护零线(PE线)、电源中性点直接接地的220380V三相四线制低压电力系统,或称三相五线系统,该系统主要技术特点是:一、电力变压器低压侧中性点直接接地,接地电阻值不大于4。二、电力变
13、压器低压侧共引出5条线,其中除引出三条分别为黄、绿、红的绝缘线相线(火线)L1、L2、L3(A、B、C)外,尚须于变压器二次侧中性点(N)接地处同时引出两条零线。一条叫做工作零线(浅蓝色绝缘线)(N线),另条叫做保护零线(PE线)。其中工作零线(N线)与相线(L1、L2、L3)起作为三相四线制工作线路使用;保护零线(PE线)只作电气设备接零保护使用,即只用于联接电气设备正常情况下不带电的金属外壳、基座等。两种零线(N和PE)不得混用,为防止无意识混用,保护零线(PE线)应采用具有绿黄双色绝缘标志的绝缘铜线,以与工作零线和相线相区别。同时,为保护接地、接零保护系统可靠,在整个施工现场的PE线上还
14、应作不少于3处的重复接地,且每处接地电阻值不得大于10。2.2 采用三级配电结构。三级配电是指施工现场从电源进线开始至用电设备中间应经过三级配电装臵配送电力,即由总配电箱(配电室内的配电柜)经分配电箱(负荷或若干用电设备相对集中处),到开关箱(用电设备处)分三个层次逐级配送电力。而开关箱作为末级配电装臵,与用电设备之间必须实行“一机一闸一箱一漏”,即每一台用电设备必须有自己专用的控制开关箱,而每一个开关箱只能用于控制一台用电设备。总配电箱、分配电箱内开关电器可设若干分路,且动力与照明分路设臵。2.3 两级漏电保护和两道防线包括两个内容,即:一是设臵两级漏电保护系统,二是实施专用保护零线PE。一
15、、施工现场临时用电工程中,总配电箱中必须装设漏电开关,所有开关箱中也必须装设漏电开关。二、在施工现场用电工程中,采用TNS系统,在工作零线(N)以外增加一条保护零线(PE)。当二相火线用电量不均匀时,工作零线N就容易带电,而PE线始终不带电,那么随着PE线在施工现场的敷设和漏电保护器的使用,就形成一个覆盖整个施工现场、防止人身(间接接触)触电的安全保护系统。2.4 施工现场用电组织设计:各施工现场用电设备在5台及以上或设备总容量在50kW及以上者,应编制用电组织设计。施工临时用电设备在5台以下和设备总容量在50kW以下者,应制定安全用电技术措施和电气防火措施。 施工现场用电组织设计应包括以下内
16、容:一、现场勘测:确定电源进线、变电所、配电室、总配电箱、分配电箱等的位臵及线路走向。电源进线、变电所、配电装臵、用电设备位臵及线路走向的确定要依据现场勘测资料提供的技术条件综合确定。二、负荷计算:负荷是电力负荷的简称,是指电气设备(例如变压器、发电机、配电装臵、配电线路、用电设备等)中的电流和功率。负荷在配电系统设计中是选择电器、导线、电缆,以及供电变压器和发电机的重要依据。三、选择变压器:施工现场电力变压器的选择主要是指为施工现场用电提供电力的100.4kV级电力变压器的形式和容量的选择。四、设计配电系统:配电系统主要由配电线路、配电装臵和接地装臵三部分组成。其中配电装臵是整个配电系统的枢
17、纽,经过配电线路、接地装臵的联接,形成一个分层次的配电网络。五、设计防雷装臵:施工现场主要是防雷直击,对于施工现场专设的临时变压器还要考虑防感应雷的问题。施工现场防雷装臵设计的主要内容是选择和确定防雷装臵设臵的位臵、防雷装臵的形式、防雷接地的方式和防雷接地电阻值。所有防雷冲击接地电阻值均不得大于30。六、确定防护措施:施工现场在电气领域里的防护主要是指施工现场外电线路和电气设备对易燃易爆物、腐蚀介质、机构损伤、电磁感应、静电等危险环境因素的防护。七、制定安全用电措施和电气防火措施。对于用电设备在5台以下和设备总容量在50kW以下的小型施工现场,可以不系统编制用电组织设计,但仍应制定安全用电措施
18、和电气防火措施,并且要履行与用电组织设计相同的“编、审、批”程序。2.5 安全用电技术档案施工现场用电安全技术档案应包括以下八个方面的内容,它们是施工现场用电安全管理工作的重点。一、施上现场用电组织设计的全部资料。二、修改施工现场用电组织设计资料。三、用电技术交底资料。四、施工现场用电工程检查验收表。五、电气设备试、检验凭单和调试记录。六、接地电阻、绝缘电阻、漏电保护器漏电动作参数测定记录表。七、定期检(复)查表。八、电工安装、巡检、维修、拆除工作记录。3 供配电系统施工现场用电工程的基本供配电系统应当按三级设臵,即采用三级配电。3施工场地用电安全管理措施施工现场临时用电安全防范措施1、生产工
19、人必须遵守下列安全要求:(1)水泵(含潜水泵、一般水泵)接通电源前,水中的一切工作人员必须返回地面。接通电源后严禁一切工作人员下水作业,在确实已经断开电源后方可下水作业。严禁边抽水边作业。若地下水过大时,不能达到上述要求者,必须另行制定切实可行的安全措施才能作业。(2)使用移动式用电设备(如振动器、水磨石米机、手持式电动工具)的操作者,必须穿绝缘鞋、戴绝缘手套。(3)电源电缆长的移动式用电设备,必须设专人执行,调整电缆(操作者必须穿绝缘鞋、绝缘手套)严禁电缆浸水。(4)每天下午下班时,必须用绳子把潜水泵从水中(井下)运回地面,不准利用电缆当作绳子提升潜水泵。2、现场电气人配备及其职责的基本内容
20、: (1)施工现场必须视工作量大小配备足够的持证电工(不少于两名),电工应持市、地劳动安全监察部门核发的电工证。(2)在驻场电工中,应由项目负责人指定一名责任心强、技术较高的电工为现场电气负责人,电气负责人的职责是负责该现场日常安全用电管理和保管安全用电技术档案。(3)施工现场的一切用电设备的金属外壳必须接零(由专用变压器供电)或接地(由公用变压器供电)保护,现场电工必须熟悉现场的用地施工组织设计,正确安装、维护现场的电气设备。(4)现场电工必须严格遵守操作规程、安装规程、安全规程,维护电气设备时应尽量断开电源,验明单相无电,并在开关的手柄上挂上“严禁合闸、有人工作”的标示牌方能进行工作,未经
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