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水电建设工程项目施工用电系统接地方式研究

时间:2018年08月29日 分类:科学技术论文 次数:

下面文章主要分析水电建设项目施工用电重复接地可靠的重要性,采取开展质量控制小组活动的方式对接地电阻不合格问题进行技术攻关与管理创新,并具体阐述了小组活动的整个流程,切实解决了以往施工用电系统受施工环境、人员技能水平等因素限制,无法实现真正

  下面文章主要分析水电建设项目施工用电重复接地可靠的重要性,采取开展质量控制小组活动的方式对接地电阻不合格问题进行技术攻关与管理创新,并具体阐述了小组活动的整个流程,切实解决了以往施工用电系统受施工环境、人员技能水平等因素限制,无法实现真正意义接地的问题,为作业人员人身安全提供了坚实保障,也为其它同类工程项目提供借鉴经验。

  【关键词】施工用电,水电,接地,创新

水电建设施工

  某水电站全面治理(重建)工程(以下简称“重建工程”)是在原水电站基础上新建6台单机20万千瓦机组,总装机容量148万千瓦。电站枢纽由拦河坝、泄洪消能、引水发电、过鱼设施等建筑物和保留的三期电站组成。重建工程施工用电系统是由柱上真空开关、箱式变压器、各级配电箱以及高低压电缆组成。按相关规范要求,工程施工用电系统采用变压器直接接地220/380V三相五线制低压电力系统并符合下列规定:采用三级配电系统;采用TN-S接零保护系统;采用二级漏电保护系统[1]。

  由于其具有范围广、环境复杂、移动性大、用电负荷分散等特点,导致重复接地接地电阻无法达到合格范围,给作业人员人身安全带来极大隐患,急需采取有效措施解决相关问题。重建工程建设管理单位组织相关参建单位成立了专门的质量控制小组,以“提高施工用电接地电阻合格率”为题进行技术攻关,质量控制活动以达到《建设工程施工现场供用电安全规范》中关于“TN-S系统总配电箱、分配电箱及架空线路终端,其保护导体(PE)应做重复接地,接地电阻不宜大于10Ω”的要求为出发点[2]。

  明确设置可靠的重复接地重要意义在于,可保证用电设备外壳始终处于零电位,并能可靠的实现对电路中出现接地故障时所产生的剩余电流检测,保证漏电保护正确动作,缩短故障时间,确保人身安全。

  1初步调查

  质量控制小组通过对工程现场同一时间、不同区域共计80处电源箱重复接地集中进行施工用电接地电阻值第一次实地测量,发现共有37处不合格,合格率仅为53.8%。经现场实际勘查及查阅以往资料发现,该大坝施工初期,各级配电箱重复接地采取埋设接地体的方式实现,选择有土壤的地面埋设接地体,但接地体埋设地点距离大坝施工区较远,而配电箱应按规范要求布设在用电设备附近,导致距接地体也较远,给日常管理维护带来麻烦;若在配电箱附近布设接地体,只能采取在大坝碾压混凝土施工作业面钻孔、插接地体,会破坏坝面成品混凝土;随着大坝高程不断上升,配电箱距用电设施越来越远,重复接地实施更加困难,更加无法落实规范要求,实测接地电阻大多不合格,对作业人员人身安全产生较大隐患。

  2不合格原因分析

  通过分析检查不合格的37处重复接地,发现存在问题主要包括:接地体不满足规范要求(如采用螺纹钢等),接地体埋设深度不足(少于0.6m)[3],接地电阻测量方法不规范,垂直接地体尺寸、规格不满足规范要求等。根据这5个原因发现接地体材质不满足规范要求和接地体埋设深度不足是造成接地电阻不合格的主要症结所在,两项所占比高达83.8%,如能解决症结,可有效治理接地电阻不合格问题。

  3确定目标及目标可行性分析

  质量控制小组结合现场实际,分析不利因素、有利因素以及技术可行性,将活动目标确定为:寻找一种既满足规程规范要求,又适合重建工程实际,方便、灵活的重复接地实施方案,确保接地电阻满足规范要求,使接地电阻合格率达到99%以上。

  3.1不利因素

  (1)施工现场人员、机械密集,流动性大,易对施工用电系统造成损坏。(2)现场工序转换快,施工用电系统随大坝高程增高不断发生变化。(3)与相邻标段存在交叉作业风险。

  3.2有利因素

  (1)参建各方对施工用电安全重视程度高,在人力、物力等方面投入较大。(2)质量控制小组骨干成员施工经验丰富且技术过硬,业主、监理、施工单位安全管理人员与技术负责人均有丰富的机电工作经验。

  3.3技术上可行性因素

  (1)利用不断形成的大坝镀铜圆钢组成的独立接地网,完全可以作为重复接地网使用。

  (2)研究一种合适的利于移动、导电性好、便于拆卸又不破坏镀铜圆钢结构的连接件,可实现可靠的重复接地。综合上述可行性分析:通过改变重复接地方式和路径,实现科学性、方便快捷,接地电阻小于10Ω,接地电阻合格率达到99%目标可以实现,对落实施工用电规范要求、保证人身安全有实际意义。

  4有关问题的深入调研分析

  为进一步寻找影响施工用电接地电阻合格率的主要原因,小组根据人员培训力度不够、现场环境复杂等特点进行了细致分析,通过层层分解,绘制了调研分析关联图。从关联图中可看出影响接地体材质不满足规范要求、接地体埋设深度不足的9项末端因素。小组对这9个因素进行分析与论证,找出了4项要因,分别是:

  (1)管理人员对重建工程接地网新设计理念不清楚。论证分析:对大坝主管接地网敷设的42名技术管理人员进行访谈,实际从事重建工程的相关技术工作,并不了解大坝独立接地网新的设计理念。

  (2)作业人员对施工供电系统重复接地的意义理解不深。论证分析:对项目部共35名电工进行摸底考试,有18名电工对重复接地相关理论理解存在偏差,专业水平不足,掌握专业深度不够。

  (3)受现场限制,无法设置满足要求深度的接地体。论证分析:检查设置在大坝混凝土浇筑施工区域的48个电源箱,出于对成品混凝土的保护,其接地体埋设深度均未达到规程规范要求的“不少于0.6m”。

  (4)受施工进度影响,现场面貌实时发生变化,导致施工用电系统维护不及时。论证分析:大坝施工现场工序转换快,工期紧、任务重,随着大坝浇筑高程不断升高,施工用电系统不断发生变化,导致维护、巡视、消缺工作跟进不及,对混凝土浇筑施工区域的48个电源箱巡检记录进行检查,26个电源箱未达到每天1次巡检的频次,巡检及时率为54%。

  5对策制定与实施

  质量控制活动小组及时组织、认真研究制定并确定了一系列措施及实施细节,确定各项措施实施负责人。

  (1)针对管理人员对重建工程接地网新设计理念不清楚的问题。邀请设计单位专业人员到施工单位对大坝接地网设计理念进行讲解;由监理单位专业监理工程师负责现场讲解;施工单位将相关资料收集,并定期组织内部培训;组织讨论将施工用电系统重复接地设置在永久接地网的方式方法。

  现场采取将电源箱与新坝内永久接地网相连方式作为TN-S系统重复接地,使用专用的线夹与新坝接地网铜包钢相连,线夹外设置专用保护壳,既保证了铜包钢不受破坏,又从根本上解决了接地不合格的问题,该方法移动便捷,可随大坝浇筑高程上升随时改变位置,确保了用电安全。实施效果:管理人员对新坝接地网设计理念深入了解,对施工用电重复接地方式实施新的方案。

  (2)针对对规范中施工用电系统重复接地的意义理解不深的问题。聘请资深专家进行施工用电专项培训;组织施工用电配线竞赛,以赛促学。实施效果:作业人员安全技能水平全面提高,对工程施工用电安全管理要求全面掌握。

  (3)针对受现场限制,无法设置满足要求深度的接地体的问题。在大坝坝面施工中,采取与永久接地网连接方法;在远离大坝坝面的其它零散施工区域的施工用电系统重复接地,统一采取角钢,埋入深度不小于0.6m;在坝后厂房等施工密集区域采取布设水平接地体方式,使用规定型号、尺寸的镀锌扁铁作为接地体。

  利用ND50×3000mm镀锌钢管埋设方式,接地体顶面埋设深度大于2500mm,垂直安装。接地体引至分配电箱接地材料采用-50mm×5mm镀锌扁铁,电源箱与接地装置之间,选用35mm2接地线压接铜鼻子进行螺栓连接。接地体引出线已做防腐处理,并统一涂刷接地色标标识。实施效果:根据现场不同环境,采取了有效措施,保证所有区域施工用电电源箱的可靠接地,实现管理无死角。

  (4)针对受施工进度影响,现场面貌实时发生变化,导致施工用电系统维护不及时的问题。将电源箱、电缆与混凝土浇筑仓面隔离,使用专用平台将电源箱、电缆、用电设备等置于大坝浇筑模板上,将混凝土浇筑过程可能对用电系统带来的影响降至最低。专业电工每天对施工用电系统进行全面巡视检查,发现问题及时消除,落实痕迹化管理。适时开展专项检查,加大对巡视频次不足、问题处理不及时等情况的考核力度。

  6效果检查

  经过对策的实施,加强了现场管控,小组成员再次对第一次测量的80处重复接地位置进行测量,测量结果全部低于规范要求的10Ω,合格率达到100%,实现了目标值。通过对比第一次和第二次测量结果发现,采取将电源箱PE线与新坝永久接地网进行连接,切实保证了接地电阻满足规范要求,此种方法从根本上解决了以往在大坝坝面上施工时,接地体材质及埋设深度等不满足要求的问题。

  利用漏电保护测试仪进行大坝施工用电系统单相接地短路试验,通过实际测试,漏电保护器正确动作。试验证明经该项重复接地方式的改进,可有效地降低接地电阻,实现了真正意义上的TN-S保护接零系统,做到了对作业人员的人身绝对保护。

  7多措并举提升施工用电安全管理水平

  为持续提升施工用电安全管理水平,相继制定有效措施:一是总结管理经验,相互交流,不断提高人员业务技能和安全意识。二是梳理国家及企业有关施工用电规程规范条款,制作标准的施工用电安全检查模板,供参建各方日常检查、培训等使用。三是加强现场作业人员安全与质量意识教育,对发现重复问题严肃考核,增强人员责任心与业务水平[4]。

  8结束语

  通过开展质量控制小组活动,对提高施工用电接地电阻合格率进行技术攻关,现场施工用电管理得到显著提高,有效解决了现场实际难题,相关成果的应用为其它同类工程提供了借鉴经验。项目工程管理人员的安全意识、质量意识、工作技能、团队协作精神等得到了一定的提升,为以后解决其它技术难题创造了良好的条件和环境。

  参考文献:

  [1]建设部.JGJ46-2005施工现场临时用电安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2005

  [2]住房和城乡建设部.GB50194-2014建设工程施工现场供用电安全规范[S].北京:中国计划出版社,2014

  [3]国家能源局.DL/T5370-2017水电水利工程施工通用安全技术规程[S].北京:中国电力出版社,2017

  [4]王古,郑瀚.浅论施工中的用电安全管理工作[J].工程与建设,2014,(6):862-864

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