隧道施工供电系统配置作业.docx
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隧道施工供电系统配置作业
隧道施工供电系统配置作业工程技术交底
日期：
工程名称
交底单位
单位工程名称
交底部位
交底内容：
1、作业准备
1.1现场勘查
1.1.1了解建筑物所处位置、待建与已建工程的关系，测绘地形、地貌，检查地下有无其它管线。
1.1.2周围有无外电架空线路，临建线路与外电线路的安全距离是否满足规范要求。
1.1.3调查清楚施工用电电源、高压侧电压级别，确定电源进线位置、变电设备位置、配电室位置。
业主提供的供电电网的供电能力及可靠性（双回路供电或单回路供电），是否需要混合供电（电网供电和自备电源）等。
1.2根据施工组织设计，提供如下资料。
1.2.1施工平面图布置，确定施工区域，供电分区并编号
1.2.2主要工程数量汇总表。
1.2.3施工总进度计划。
1.2.4环境温度。
1.2.5用电设备组统计资料（包括装机容量、台数及额定电压）（表1）
施工用电设备统计表 表１
序号
施工区域划分或变配电站名称
设备
名称
规格
型号
安装功率（kw）
数量
（台组）
合计
功率
备注
2
1号隧洞出口（2号变配电站）
空压机
XP825E
160
1
160
空压机
4L-2018
130
2
260
备用一台
轴流式通风机
55×2
1
110
砼搅拌站
JY1000
37
2
74
配料机
4.5
1
4.5
砼喷射机
7.5
2
15
液压钢模台车
L=12000
7.5+3×2
1
18
自制
砼输送泵
90
1
90
电焊机
BX1-400
16
8
128
Pe＝100％
抽水机
YB25-2
7.5
1
7.5
洞内照明
40
40
生活、办公区照明及其它
10
10
注：
此表是范例，根据工程的不同作相应配置。
1.2.6编制临时用电施工组织设计。
根据JGJ46－88的规定：
用电设备在5台及5台以上或设备总容量在50kw以上者，需作临时施工组织设计。
2、临时用电施工组织设计
2.1施工用电负荷计算
2.1.1用电设备负荷分类
为保证施工用电必要的可靠性和合理地选择供电方式，将用电负荷按其重要性和停电造成的损失程度分为下列三类：
一类负荷（Ⅰ类）：
停电将造成人身伤亡；停电将造成重大政治影响；停电将造成重大的经济损失；停电将造成严重的公共秩序混乱；
二类负荷（Ⅱ类）：
停电将造成较大政治影响；停电将造成较大的经济损失；停电将造成公共秩序混乱；
三类负荷（Ⅲ类）：
凡不属于一、二类负荷者。
为合理的选择供电方式，还必须了解用电设备特征，包括生产规模、生产班制、用电设备的额定电压、功率、功率因素、效率、用电设备安装数量和备用率。
2.1.2施工用电负荷计算
用电负荷的计算方法，有需要系数法、二项式系数法、利用系数法和单位成品耗电量法。
经常采用的是需要系数法，按需要系数计算负荷：
Pf＝Kx∑Pe（1－1）
Sf＝
（1－2）
If＝
（1－3）
式中Pf——总计算有功功率，kw
Sf——总计算视在功率，kvA
∑Pe——用电设备装机容量总和，Kw
cos
——网络功率因素，一般取0.65～0.9
If——总计算电流强度，A
Ue——额定线电压，KV
Kx——需要系数，它是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，一般取Kx＝0.7～0.9，
另有：
Kx＝
（1－4）
K1——各用电设备组的最大负荷不会同时出现的同期系数，一般取0.7～0.9
K2——负荷系数，一般取0.7～0.75
η1——用电设备效率
η2——网络效率
2.2洞内洞外供电方案的选择
2.2.1洞内供电方案的选择
2.2.1.1当隧道单口施工长度小于或等于1000m时，变配电站宜设在洞口附近，直接向洞内供电，电力线路架设可采用“动照合供法”和“动照分供法”，尽可能采用“动照分供法”。
2.2.1.2当隧道单口施工长度大于1000m时，分别采用洞内、洞外分别设置变配电站的分段供电方案。
变压器进洞时，应选用矿用型变压器，并按电气规程规定设置变压室，变压器的高压电源由电缆引入洞内。
2.2.2洞外供电方案的选择
洞外供电均采用架空线路，应避免采用埋地敷设。
2.2.3供电系统采用400V/230V三相五线制（TN－S）供电。
2.2.4供电系统除特殊要求外，均采用塑料绝缘铝芯线。
2.3变压器的选择
2.3.1变压器台数的选择
2.3.1.1当施工现场用电量Sf＜750KvA时，应优先选择单台变压器，它接线简单，运行维护经济。
2.3.1.2当施工现场大，用电量多，只有少数一、二级负荷时，应尽量从邻近取得低压备用电源或设自备发电机组来满足一、二级负荷供电，这时可选择一台变压器。
2.3.1.3当施工周期长，施工现场规模大（长大隧道，分段供电），可考虑选择两台或两台以上变压器。
2.3.2变压器容量的选择，可根据表3选择。
2.3.2.1只装有一台变压器时，其变压器容量Se应满足全部用电设备总计算负荷Sf的需要即：
Se≥Sf（1－5）
2.3.2.2装有两台变压器时，其安装容量应同时满足以下几个条件：
2.3.2.2.1任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷70％的需要，
即：
Se≈0.7Sf（1－6）
2.3.2.2.2任一台变压器单独运行时应满足全部一、二级负荷Sf（Ⅰ+Ⅱ）的需要，即：
Se≥Sf（Ⅰ+Ⅱ）（1－7）
2.3.2.2.3单台变压器容量以500KvA及以下为宜。
2.3.2.2.4选择变压器的容量时，应适当考虑留有15％～25％的余量，但同时可考虑变压器的正常过负荷能力。
2.3.3变电站变压器台数和容量的最后确定，应结合变电站主要接线图的选择，作出几个方案，进行技术经济比较，择优选择。
2.3.4变压器安装位置的选择
常用变压器的技术参数 表３
系列号
型号
额定容量（KVA）
额定电压（KV）
阻抗电压（%）
阻抗电流（％）
备注
高压
低压
S7－
250/10
250
6.0±5％
6.3±5％
10±5％
0.4
4.0
1.5
S7、S9系列均为铜线双绕组无励磁调压变压器；
SL7系列为铝线双绕组无励磁调压变压器
315/10
315
1.5
400/10
400
1.5
500/10
500
1.45
630/10
630
5.0
0.82
800/10
800
0.8
S9－
250/10
250
6.0±5％
6.3±5％
10±5％
0.4
4.0
1.2
315/10
315
1.1
400/10
400
1.0
500/10
500
1.0
630/10
630
4.5
0.9
800/10
800
0.8
SL7－
400/35
400
35
0.4
6.5
1.9
500/35
500
1.9
630/35
630
1.8
800/35
800
1.5
1000/35
1000
1.4
2.3.4.1尽可能靠近高压线路，不得让高压线路穿过施工现场。
2.3.4.2尽量靠近负荷中心，兼顾到负荷中心的发展。
2.3.4.3当变压器电压为380V时，其供电半径一般不大于700m。
2.3.4.4应选择在变压器运输安装方便，地基坚固的地方。
2.4配电线路导线截面的选择
导线截面选择的主要方法有：
按允许载流量、允许机械强度、允许电压降等方法。
施工配电网络中导线截面的选择，一般采用按允许载流量进行选择，按允许电压降和允许机械强度的条件进行校核。
导线长度较短时，可不考虑电压降，但必须满足机械强度的要求。
2.4.1按允许载流量选择导线截面
先求出负荷实际电流，再按电流查安全载流量表，即可得导线截面，即：
Ie≥If＝Kx
（1－8）
Ie——导线允许载流量，A；查（表4）
If——负荷计算电流量，A；
Kx——需要系数，许多负荷不一定同时出现，也不一定同时满载，还要考虑电机的效率不等于1，所以需要打一个折扣，称为需要系数，取值根据具体情况确定；
∑P——各负载铭牌上标示的功率总和，Kw；
Ue——线路额定电压，Kv；
cos
——负载的平均功率因素，查（表2）
单芯电线明线敷设允许载流量 表４
导线截面积（mm2）
橡皮绝缘
塑料绝缘
备注
铜Cu
铝Al
铜Cu
铝Al
10
85
65
75
54
1.导线工作温度：
65℃
2.环境温度：
25℃
3.适用电线型号：
BX、BLX、BXF、BLXF、BV、BLV、BVR
16
110
85
105
80
25
145
110
138
105
35
180
138
170
130
50
230
175
215
165
70
285
220
265
205
95
345
265
325
250
120
400
310
375
285
150
470
360
430
325
185
540
420
490
380
240
660
510
－
－
2.4.2按导线允许电压降选择导线截面
当供电线路较长时，线路上的电压降就较大，导线上的电压降应不超过规定的允许值，选择导线截面按下式计算，即：
S＝
（1－9）
S——计算导线截面积，mm2；
Kx——需要系数；
∑（PL）——负荷力矩的总和，kw
m；
△U——允许电压降，一般电网允许电压降为5％，临时供电线路可降到8％；
C——计算系数，查表5
计算线路电压损失公式中系数C值 表５
线路额定电压（V）
线路系统及电流种类
系数C的公式
系数C值
备注
铜线
铝线
380/220
三相四线，交流
10rUex2
77
46.3
1．Uex——额定线电压（kv）
2．r——导线系数，r铜＝53（m/Ω
mm2）,r铝＝32（m/Ω
mm2）
380/220
三相三线，交流
10rUex2/2.25
34
20.5
220
单相或直流
5rUex2
12.8
7.75
2.4.3按导线应能承受的最大机械强度要求选择导线截面
按《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46－88的规定：
架空线路导线最小截面应满足：
2.4.3.1绝缘铝线截面不小于16mm2；绝缘铜线截面不小于10mm2；
2.4.3.2跨越铁路、公路、河流、电力线路档距间的绝缘铝芯线不小于35mm2，绝缘铜线不低于16mm2；
2.4.4为保证供电线路的安全、可靠、经济地运行，配电网络导线截面的选择必须同时满足以上三个条件。
2.5配电箱及开关箱电器装置的选择
2.5.1配电箱及开关箱的设置原则
2.5.1.1配电系统应设置室内总配电屏和室外分配电箱或设室外总配电箱和分配电箱，实行分级配电。
2.5.1.2动力配电箱与照明配电箱宜分别设置。
2.5.1.3开关箱应由末级配电箱配电。
2.5.2电器装置的选择
这里所说的电器装置是指电压在500V以下的各种控制和保护设备。
施工现场常用的低压电器设备有闸刀开关、熔断器、自动空气开关、磁力起动器、接触器以及各种继电保护装置等，在选择这些电器设备前，先根据计算式（1－8）算出负载电流后，根据用电器和下面原则进行选择。
2.5.2.1总配电屏的选择
根据计算式（1－3）算出总计算电流If后，选择规格型号
2.5.2.2闸刀开关的选择
闸刀开关分胶盖开关和铁合开关
2.5.2.2.1胶壳开关
胶壳开关：
又称开启式负荷开关，有防护外壳，具有一定的分断能力，可带负荷操作。
胶壳开关的容量有15A、30A等，最大为60A；选用时要注意电压级别。
2.5.2.2.2铁壳开关
铁壳开关：
又称封闭式负荷开关。
适用于不宜频繁操作的场合，铁壳开关的容量选择一般约为电动机额定电流的3倍。
铁壳开关容量规格HH10系列有：
10、15、20、30、60、100A等；HH11系统有：
100、200、300、400A等
2.5.2.3熔断器
熔断器是构造简单的短路保护设备，有瓷插式、螺旋式、封闭式、填充式、自复式。
施工现场常用的是瓷插式，主要与胶壳闸刀开关配合使用，用于线路的保护，其型号为RC1A，容量为5～200A，熔丝的选择方法有如下三种方法：
2.5.2.3.1照明线路熔体的额定电流等于或稍大于电路的实际工作电流，即：
IRD≥I或IRD＝（1.1～1.5）I（1－10）
2.5.2.3.2起动电流较大的负载熔体的额定电流应等于或大于计算电流的1.5～2.5倍，即：
IRD≥（1.5～2.5）If（1－11）
3.5.2.3.3多台电动机的供电干线总熔体的额定电流应按下式计算
IRD＝（1.5～2.5）Imn+∑In（n-1）（1－12）
Imn——设备中最大的一台电动机的额定电流，A；
∑In（n-1）——设备中除最大一台电动机以外的其它所有电动机的额定电流总和A；
2.5.2.4自动空气开关
自动空气开关是建筑工程中常见的一种控制设备，它具有各种保护（短路、过载的失压保护），保护特性主要分为过电流保护、过载保护和欠压保护三种，自动空气开关的应用和选择方法如下：
2.5.2.4.1按额定电压的选择，自动空气开关主要用在交流380V的供电线路中，施工现场选用时，空气开关的额定电压要大于或等于线路的额定电压。
2.5.2.4.2按额定电流选择
选择时其自动空气开关的额定电流要大于或等于线路的计算电流或实际电流，塑料壳式自动空气开关额定电流为：
6、10、30、50、100和600A等；框架式自动开关的额定电流为：
200、400、600、1000、1500、2500和4000A
2.5.2.4.3按瞬时或短时过电流脱扣器的额定电流选择
瞬时或短时过电流脱扣器的额定电流应能避开线路的尖峰电流，当负载是单台电机时，其整定电流Iz按下式计算：
Iz≥KIg（1－13）
Iz——瞬时或短路时过电流脱扣器的整定电流值，A；
K——可靠系数，当动作时间小于0.02S时，K＝1.7～2.0；当动作时间大于0.2S时，K＝1.35；
Ig——电动机的起动电流，A；
当配电线路考虑电动机的起动电流时，其规定电流按下式计算：
Iz≥KIg2d（1－14）
K——可靠系数，一般取1.35；
Ig2d——正常工作电流和可能出现的起动电动机的起动电流之和，A；
当配电线路不考虑电动机的起动电流时，按下式计算：
Iz≥KIjf（1－15）
K——可靠系数，一般取1.35；
Ijf——配电线路的尖峰电流，A；
2.5.2.5漏电保护器的选择
漏电保护器品种繁多，应根据使用的目的，安装场所以及设备容量的大小、相数、电压等选用。
在选择漏电保护器的动作特性时，应根据电气设备的不同使用环境，选用适当的漏电动作电流和不同的漏电保护器，漏电保护器可按以下原则选用：
2.5.2.5.1在要求较高的场所，建议使用自漏式漏电保护器。
2.5.2.5.2在供电面积较大的场合，选择带一次自动重合闸的漏电保护器。
2.5.2.5.3在潮湿或充满蒸气的场所（如隧道内），应采用防溅型，动作电流小于15mA的漏电保护器。
2.5.2.5.4在一般使用手持电动工具的场所，应使用动作电流小于30mA，动作时间小于0.1S的漏电保护器。
2.5.2.5.5对于移动式电气设备，在露天操作，应采用动作电流小于15mA的漏电保护器。
2.5.2.5.6用于主干线的漏电保护器，应选择动作电流大于主干线实测泄漏电流2倍的漏电保护器。
2.5.2.5.6用于分支路中的漏电保护器，应选择实测泄漏电流的2.5倍，同时应满足其中泄漏电流最大一台用电设备的实测泄漏电流4倍的条件。
2.6绘制临时供电平面图
2.6.1临时供电平面图，示例如图－1
临时供电平面图的内容包括：
2.6.1.1在建工程临建、在建、原有建筑物的位置。
2.6.1.2电源进线位置，方向及各种供电线路的敷设方式及线路走向。
2.6.1.3变压器，配电室、总配电箱、分配电箱及开关箱的位置，箱与箱之间的电气关系。
2.6.1.4施工现场照明及临建内的照明。
2.6.1.5工作接地、重复接地、保护接地、防雷接地的位置及接地装置的做法
2.6.2临时供电系统图，示例如图－2
2.6.2.1标明变压器的电压级别、导线截面、进线方式，高低压侧的继电保护及电能计量仪表型号、容量等。
2.6.2.2低压侧供电系统的形式是TT（三相五线制）或是TN－S（三相五线制），建议采用TN－S（三相五线制）。
2.6.2.3各种箱体之间的电气联系。
2.6.2.4配电线路的导线截面、型号、PE线截面、导线敷设方式及线路走向。
2.6.2.5各种电气开关型号、容量、熔体、自动开关熔断器的规定熔断值。
2.6.2.6标明各用电设备的名称、容量。
3、供电系统安装作业
供电系统安装作业，不仅要按照“用电施工组织设计”中的“标准”、“要求”和各种材料、电气设备的规格、型号安装外，还应遵守现行的国家标准、规范和规程的规定。
3.1变压器的安装
变压器的安装一般有以下两种安装方法：
3.1.1容量在400KvA及以下的变压器，可采用杆上安装，其安装方法和要求是：
3.1.1.1按变压器安装尺寸要求埋设两根水泥电杆（门架杆），水泥电杆的长度不少于10m，埋设深度不宜小于2m。
3.1.1.2安装变压器基座金属件，基座金属件与电杆的连接采用螺栓连接，并要连接牢固，其高度距地面不小于2.5m。
3.1.1.3吊装变压器，变压器与基座金属件用螺栓连接牢固。
变压器的吊装可采用汽车吊装。
3.1.1.4安装变压器工作接地装置，并测其电阻是否满足要求。
3.1.1.5安装高压侧引入线和各种断路保护装置。
安装低压引出线和各种断路保护装置，安装电气测量仪表。
3.1.1.6设置明显的警示标志牌或护栏。
3.1.2容量在400KvA以上的变压器，应采用地面安装；其安装方法和要求是：
3.1.2.1修建装设变压器的平台，平台尺寸：
高出地面不小于0.5m，长、宽、高尺寸满足变压器和各种其它设备尺寸的要求；平台材料：
可采用砖砌体、条（片）石砌体或砼构筑。
3.1.2.2吊装变压器，变压器放在平台上要“平、稳”。
变压器吊装可采用汽车吊装。
3.1.2.3在变压器四周设围栏，其围栏尺寸：
高不应小于1.7m，围栏与变压器外轮廓的距离不小于1m；围栏材料：
可采用竹子、木材或砖砌体。
3.1.2.4安装变压器工作接地装置，并测其电阻是否满足要求。
3.1.2.5安装高压侧引入线和各种断路保护装置。
安装低压引出线和各种断路保护装置，安装电气测量仪表。
3.1.2.6设置明显的警示标志牌。
3.2配电室建筑
3.2.1配电室建筑面积应符合如下要求：
3.2.1.1配电屏（盘）单列布置时，应符合图－3的要求。
注：
L——配电屏（盘）长度，m；M——配电屏（盘）宽度，m
图－3配电屏单列布置时配电室建筑尺寸，单位：
m
3.2.1.2配电屏（盘）双列布置时应符合图1－4的要求。
注：
L——配电屏（盘）长度，m；M——配电屏（盘）宽度，m
图1－4配电屏双列布置时配电室建筑尺寸，单位：
m
3.2.2配电室的高度：
天棚距地面不得低于3.0m。
3.2.4配电室的建筑物和构筑物的耐火等级不低于3级，室内配置砂箱和绝缘灭火器。
3.2.5配电室的修建按“房屋建筑”相关作业指导书执行。
3.3配电线路的安装
3.3.1洞外架空配电线路安装
3.3.1.1按供电施工组织设计中的各种用电设备的线路走向、电杆间距，埋设电杆，埋设拉线。
电杆宜采用钢筋砼电杆，钢筋砼电杆不得露筋，不得有环向裂纹和扭曲等缺陷；若采用木电杆，其材质必须坚实，木杆总长度不宜小于8m，梢径不小于140mm；电杆的埋设深度不应小于1.5m，电杆不得有倾斜，下沉等现象；拉线与电杆夹角不宜小于45°，当受地形限制时不得小于30°。
3.3.1.2安装横担，横担长度1.8m，宜采用铁横担，规格为L50×50或L63×5；若采用木横担其截面应为80×80mm；横担上安装绝缘子。
3.3.1.3架设导线，在同一档距内架空线的接头数不得超过导线数的50％，且一根导线只允许有一个接头，线路在跨越铁路、公路、河流、电力线路档距内不得有接头。
3.3.2洞内配电线路安装
3.3.2.1支架安装，在隧道的一侧边墙上，每隔6m间距，距隧底2m的高度钻孔，锚固支架钢筋；把支架与锚固钢筋焊接牢固，在支架上安装绝缘子，支架一般采用∠50×50×5或∠63×63×5的角钢加工而成，长1.5～1.8m。
3.3.2.2架设导线，若动力线与照明线安装在同一侧时，应分层架设，线间距不小于0.2m，距边墙的距离不小于0.1m垂直排列。
3.3.2.3导线连接，35mm2及以上的铝芯线应采用压接方式连接。
3.3.2.4保护零线必须在配电线路的首端中间处和末端处作重复接地，其接地电阻值不应大于4Ω。
3.4配电箱、开关箱的安装
3.4.1配电箱、开关箱应采用铁板或优质绝缘材料制作，铁板的厚度应大于1.5mm。
3.4.2配电箱、开关箱应装设在干燥、通风及常温场所；应装设端正、牢固。
3.4.3配电箱、开关箱的下底与地面的垂直距离应大于1.3m，小于1.5m；移动式分配电箱、开关箱的下底与地面的垂直距离宜大于0.6m，小于1.5m。
3.4.4配电箱内的电器（包括开关电器（含插座））,应安装在金属或非木质的绝缘电器安装板上，然后紧固在配电箱内。
3.4.5配电箱、开关箱的金属箱体、金属电器安装板以及箱内电器的不应带电金属底座、外壳等必须保护接零。
保护零线应通过接线端子板连接。
3.4.6配电箱、开关箱必须防雨、防尘。
4、用电设备安装
各类用电设备的安装，除应符合其本身的安装操作要求、标准外，还应满足如下要求：
4.1机电设备的金属外壳及该电气设备连接的金属构架，必须采用可靠的接零保护。
4.2接引至电气设备的工作零线与保护零线必须分开，保护接零线上严禁装设开关或熔断器。
4.3接引至移动式电动工具或手持式电动工具的保护零线必须采用铜芯软线，其截面不宜小于相线的1/3，且不得小于1.5mm2。
4.4在同一个“TN-S”系统中,严禁将一部分电器设备作保护接零,而将另一部分电气设备作保护接地。
4.5每台用电设备应有各自专门的开关箱，必须实行“一机一闸一漏”制，严禁用同一开关电气直接控制两台及两台以上用电设备（含插座），开关箱中必须装设漏电保护器。
4.6进入隧道或潮湿施工现场的电气设备必须采用保护接零。
5、洞内照明
5.1成洞部分采用220V，60～100瓦普通白炽灯泡，灯距6～10米。
5.2工作面的大面积照明采用500～1000瓦探照灯，分左右两侧投射，使光照均匀。
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