大临用电施工布设技术管理探究

大临用电施工布设技术管理探究

杨兆峰

（中铁六局集团太原铁路建设有限公司，太原 030000）

[摘要] 随着我国建筑行业的高速发展，大量的建设工程项目落地，建筑工程施工离不开电，安全快速、经济合理用电是施工项目管理的重要内容。首先介绍了大临用电的计算方法，策划配置原则，进而就大临用电的快速接引进行具体的分析总结。其次从特殊工点大临用电的方案着手，进行对比分析，提出了施工现场安全用电的最优技术方案。最后从大临用电使用管理着手，通过完善技术、现场、人员等管理措施，提升施工现场安全作业管理水平。

[关键词] 供电，负荷计算，成本，安全快速，经济比选，使用管理，升降压

1大临用电计算配置

大临用电计算是大临用电配置的基础，科学的计算是大临用电精确配置的前提。需了解电力系统、电网和用电基本参数及它们之间的相互关系，熟悉施工现场设备工作机制、容量的换算和需要系数选用，掌握施工用电负荷的计算方法，根据施工现场用电设备的需要情况，计算出施工现场各电箱的用电负荷和现场用电的总容量。

1.1供电设备总容量负荷计算

图1  电力系统简图

负荷计算中的所谓设备容量或额定负荷Pe不能简单地理解为用电设备的铭牌功率或容量，而是根据用电设备的工作性质经换算后得到的换算功率或容量[4]。

Sjs=（1.05-1.10）（K1ΣP1/COSφ+K2ΣS2+K3ΣP3+K4ΣP4）

用电不均匀系数，在1.05-1.10之间，一般计算时取1.075。

Sjs——供电设备总需要容量（kVA）

P1——电动机类额定功率之和（kW）

S2——电焊机类额定容量之和（kVA）

P3——室内照明容量（kW）

P4——室外照明容量（kW）

COSφ——电动机的平均功率因素（在施工现场最高为0.75-0.78，一般为0.65-0.75）

表1 供电设备总量配置系数（K值）表

1.2设备容量Pe的换算方法

1）长期工作制电机的容量（Pe）等于铭牌额定功率（Pe´），即Pe＝Pe´[4]。

2）反复短时工作制电机（如吊车）的容量（Pe）是统一换算到暂载率JC＝25％时的额定功率，即Pe＝2Pe´√JC[4]。

3）电焊机及电焊装置的容量（Pe）是指统一换算到暂载率JC＝100％时的额定功率[4]。按下式换算：交流Se＝Se´√JC，直流Pe＝Pe´√JC。

4）不对称负荷的容量换算Pe：当单项设备的不对称总容量大于三相设备总容量的15％时，设备换算容量Pe（或Se）应按下式计算：对接于相电压（相电压火线与零线之间的电压，我国相电压一般为220V）的单项用设备Pe（或Se）＝3Pe´（或Se´）；对接于线电压（线电压是是A、B、C三根相线之间的电压，也就是火线与火线之间的电压，我国线电压一般是380V）的单项用电设备Pe（或Se）＝√3Pe´（或Se´）。

[示例]：某建筑施工现场有如下用电设备：1台塔吊，容量100kW，380V，JC=0.15；1台施工电梯，容量15kW，380V；2台搅拌机，容量各为7.5kW，380V；2台电焊机，容量各为21kVA，380V，JC=65%，cosф=0.87；1台物料提升机，容量7.5kW，380V；室内照明8kW；室外照明10kW。求该建筑施工现场用电总负荷。

[解]对于塔吊，应将塔吊铭牌容量转换到暂载率JC=25%时的容量，即Ps1=√（JC/JC25）=2√JCe·Pe=2√0.15×100=77.5（kW）

对于电焊机，应将焊机容量转换到暂载率JC=100%时的容量，即

S'j2=√（JC/JC100）=Se√JCe=21×√0.65=16.93（kVA）

同时，由于电焊机是单相用电设备接在线电压上（即：交流电焊机，输入电压380V是直接接入L1 L2 L3中的任意两相的线路上），两台电焊机其总容量S=16.93×2×cosф=16.93×2×0.87=29.46（kW），已超过三相设备总容量的15%[（77.5+15+7.5×2+7.5）×15%=17.25（kW）]，等效成三相用电设备后其设备容量为：Ss2=√3×16.93=29.32（kVA）

搅拌机的容量即为铭牌上所标的额定容量，即Ps3=Pe=7.5kW

施工电梯容量即为铭牌上所标的额定容量，即Ps4=Pe=15kW

物料提升机容量即为铭牌上所标的额定容量，即Ps5=7.5kW

∑P

1=Ps1+Ps2+Ps3+Ps4=77.5+2×7.5+15+7.5=115（kW）

∑S2 =2×Ss2=2×29.32=58.64（kVA）

∑P3=8kW

∑P4=10kW

查表得：K1=0.7；K2=0.65；K3=0.8；K4=1；cosф=0.68。

则整个建筑施工现场用电总负荷为

Sjs=（1.05-1.10）（K1ΣP1/COSφ+K2ΣS2+K3ΣP3+K4ΣP4）

=1.075×（0.7×115/0.68+0.65×58.64+0.8×8+1×10）=185.86（kVA）

变压器选择：根据计算负荷，考虑变压器的损耗，变压器的容量应稍大于总视在功率Sjs，即Se≥Sjs

本工程临时施工用电总计算负荷为185.86kVA，因此，施工用电容量不得小于185.86kVA。计划选择1台200kVA的变压器，可满足本工程施工的正常用电[1]。

2大临用电的快速接引

快速接引是大临用电成本控制的关键。大临用电晚接入是造成项目施工成本增加的主要原因之一，采用自发电会导致燃油大量消耗，造成成本增加，快速接引减少前期发电机的使用，进而减少成本投入。

2.1前期调查和现场踏勘

1）电源的调查。电源调查是大临用电快速接引的关键，根据中标通知书、施工合同、建设单位实施性施工组织设计，调查清楚供电界面划分，了解清楚现场电源由谁供给，电压等级、供电范围、设计总容量，目的是为大临用电的策划布设提供支撑。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

2）现场条件调查。现场条件调查是保证用电安全、可靠、满足施工需要,减少投资和重复工作的关键。根据总平面图进入现场踏勘，了解建筑物所在的位置、相互关系，测绘地形，调查地下有无水电燃气管线，周围外电架空线路数量、电压等级及距离。目的是确定电源变压器位置，电源进线位置，总配电室位置，电缆敷设方式。

2.2快速接引

1）快速计算配置。根据施工总平面图中新建建筑工程单体数量、机械设备台数容量、加工场、拌合站、办公宿舍，确定总配电箱和分配电箱内供电回路及数量，容量汇总后快速计算总负荷，配置变压器。

2）充分发挥专家团队的技术力量。组织专业电力技术小组，在项目策划过程中与地方电力部门对接相关专业事项，积极协调农网就近引入用电，对于变压器容量小的，协调调拨公司其他项目部闲置变压器进行增容，提前将农网电源纳入工程临电使用，达到快速接引的目的。

3大临用电成本管控

3.1按照经济实效比选原则

1）利用就近变压器或低压电源供电。一般工厂企业的变压器都留有一定的备用量，利用这些电源可节省大量投资。

2）利用附近的高压电网T接供电。根据策划施组要求，计算出用电总容量，向供电部门提出临时用电申请，T接线路后设置临时用电变压器。

3）对于电源容量不足，可以采取增容和联系业主采取永临结合，其次是架设专线。

4）对于边远未通电地区和有特殊要求时可以设置自备发电机。及时与物资管理部取得联系，统一协调公司现有闲置的电杆、导线、电缆、变压器等尽可能做到进行二次利用。

3.2导致成本增加的原因分析

1）支出大于收入，处于亏损状态。铁路临电工程费一般采用总价包干，但由于专业的特殊性、地方电网发展的不均衡、设计的不深入导致成本控制难度较大；大多数3P公路项目，临电工程包含在合同总价内，或是只给一部分线路费用，没有具体的变压器及相关安装费用。

2）调查不深入、不细致。没有结合施工现场实际情况，对临电工程策划重视程度不够，对地方电力部门相关政策、规范、电费收取标准不熟悉、不研究，没有意识到稳定可靠、连续均衡的临电供应对项目成本控制的影响。

3）临电方案不具备指导性和可操作性。供电变压器的容量选择不准确，导致工程设备成本及后期电费成本的增加。各施工点变压器容量的选择仅仅是简单的理论计算，没有综合考虑用电设备同时使用系数或者考虑不够准确，更没有结合现场施工工序及施工进度安排综合测算。

4）现场用电不规范、标准低。用电标准化意识不强，单纯的削减直接成本，导致安全和使用功能得不到保障，而增加的成本支出。

3.3控制措施：

1）变压器型号大小的选择直接影响临电成本控制。施工技术人员依据前期策划，结合现场实际情况，综合考虑施工进度安排，科学合理的统计总用电需求量，通过计算选择经济合理的变压器，纠正变压器容量“宁大勿小”的错误观点。

2）供电方案的优选。临电供应方案一般从直接成本考虑首选就近变压器供电和低压电源供电，容量不足可以增容；其次是利用附近的高压电网T接供电；第三是架设10kV供电专线，最后是使用发电机或建造集中变电站。

3）调查清楚工程所在地电力部门相关政策、规范，尤其是电价类型及计费方式，在签订供用电合同前应充分了解，以保证在符合电力部门相关规定的前提下能选择最优的电价类型及计费方式。

4）加强施工用电标准化管理，降低停电损失、自发电损失及私拉乱接引发安全事故损失，深刻认识稳定可靠的电力供应对成本管控的积极作用。根据工程进展和现场实际情况及时向电力部门申请减容、销户。

4特殊工点大临用电使用

特殊工点较多，下面主要就特长隧道及大型机械设备供电进行探讨，对比分析高压进洞和升降压施工方案。

4.1特长隧道及大机设备供电

特长隧道及大机设备供电电压降大，究其原因一般是用电设备的用电功率太大；电机启动电流过大；电网电压波动较大；供电线路用线太细或距离太远而造成。

4.1.1解决方法

1）降低电机启动电流。一是增加开始电容器的容量，开始电容器的容量越大，电容器充电的时间越长，启动电流就越小；二是增加电机惯量，加大转子惯量，可以减少电机的启动时刻，从而降低电机的启动电流；三是采用软启动器，软启动器可以通过缓慢地增加电机电压，让启动电流逐渐增加，从而避免电网电压暴跌。

2）稳定电网电压。如果电网电压波动比较大，也会导致电机启动时的压降过大。安装稳压器稳定电网电压，减小电网电压的波动范围，避免电机启动时电压波动过大。

3）如果线路太长须考虑电线本身的电压降。电压降不得超过额定值的5%～10%,如果超过了额定值，简单的方法就是加大临用电线的截面积来解决。电线用铝线每千瓦/千米用4mm2的截面积，用铜线每千瓦/千米用2.5mm2的截面积。这样计算选出来的电线电压降才能不低于电源电压的5%。

4）优化设备线路。一是采用更粗的导线，导线越粗，电阻越小，电线电压降就越小；二是减少电线长度，电线的长度越短，电流通过的电阻就越小，电线压降也就越小。选择电线时充分考虑经济合理，电线太粗虽然有益，但浪费。

 4.1.2线路电压降计算公式

△U=（P×L）/(A×S)

P——线路负荷

L——线路长度

A——导体材质系数（铜大概为77，铝大概为46）

S——电缆截面  

由上式可看出，电压降与线路长度和设备功率大小成正比，拌随着隧道的掘进电压降逐渐增大，当掘进到一定的距离时，部分设备不能正常工作，导致施工进度受到影响，因此需采用升降压或高压进洞方案来解决电压低的问题[6]。

4.2高压进洞和升降压对比分析

康渝石家梁隧道出口3.407km，采用大机设备施工，隧道内的大功率的用电设备（三臂凿岩台车、混凝土湿喷机、多功能钻机等）用电量较大。随着隧道开挖掘进，供电线路越来越长，电源压降增大，洞内作业面供电出现不足，而开挖掘进越长，供电不足现象越严重，并严重影响隧道工程施工的正常进行

[6]。

图2  升降压布置图

4.2.1升压器供电方案分析

采用升压变压器在隧道口把380V升压成1kV，用YJLV22-3×240+2×120护套电缆引到隧道1km二衬完成段，再采用降压变压器把1kV降压成380V通过稳压变压器就可以变成施工电压[3]。

表2  所用材料价格及数量表格

4.2.2高压进洞供电方案分析

根据用电设备的布置和现场实际情况，在洞口1.5km段落内直接采用隧道外的低压电，1.5km以后段落采用高压进洞方案，方能确保顺利施工。

图3  高压进洞布置图

采用高压进洞，先把35kV在隧道口变成10kV[6]，用高压铠装电缆把10kV引到隧道1.5km二衬完成段，再通过降压变压器把10kV变成380V的施工电压[3]。

表3  所用材料价格及数量表格

通过上述两种方案的比较，升降压方案造价低、电压低、安全性高、施工灵活性高，可以随时根据隧道开挖进度进行施工，灵活性较高。但是有效输送距离短，长度大于2km补偿效果不明显，且在大功率设备启动时，低压补偿不稳定，不适于特长大隧道洞内供电[5]。相反高压进洞方案有效输送距离长，适用于特长大隧道洞内施工供电[5]。但缺点是造价高、电压高、安全可靠性低，因隧道施工的特殊性，进洞高压电缆必须悬挂在洞壁，施工机械以及洞内爆破飞石撞击的可能性增大，安全防护要求高。而且每开挖掘进0.5km左右要前移一次洞内变压器，施工灵活性差。综合考虑，康渝石家梁隧道出口属于特长隧道，采用高压进洞方案，更能满足施工需求。

5大临用电使用管理

5.1技术管理

1）大临用电专业性较强，现场“安全管理”的首要条件是按规定编制临时用电安全组织设计。要求大临用电引入施工前，根据施工现场实际情况及规范要求，编制临时用电施工组织设计、制定有针对性的安全用电技术措施、建立技术资料档案，向值班电工进行临时用电技术交底。

2）严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》的各项规定，从施工现场临时用电实际情况出发，制定用电安全管理制度，对用电行为进行规范化管理，做好危险源的辨识，以及预防措施的制定，减少安全风险的发生，提高临时用电的安全性。

3）成立专项治理领导小组，加强预防触电和电气火灾事故防范，制定有针对性的工作计划、方案、措施和分阶段实现的目标。制定应急预案并进行应急演练，确保每一位用电人员都能够熟练掌握各项用电基本知识，面对触电和电气火灾事故能够及时采取措施应对处理，降低事故影响范围。

5.2现场管理

1）加强临电设备材料进场的检查验收。严禁不合格的设备材料进场，保证临电使用安全[7]，配电箱由公司集中采购，标准统一，验收合格后配发项目部，周转使用；低压电缆采用五芯电缆；接地极采用镀锌圆管或角钢，不得采用螺纹钢。

2）加强临电施工过程中的检查。检查临时用电安全技术档案和施工过程的临电系统。要求现场供电线路均采用TN－S系统，三级配电两级保护系统，保护零线的设置符合规范要求；电气设备金属外壳做接零保护，总、分配电箱均进行重复接地，接地电阻符合规范要求；开关电器完好，导线与电器连接安装紧密牢固，配电箱进出电缆线路标识清楚，张贴系统图和巡视检查记录，箱门上锁，由值班电工保管，箱体周围无杂物及施工材料堆放。对于现场使用的漏电开关定期进行功能测试，并做好记录，保证其机构动作灵活可靠，发现问题及时更换[2]。

3）加强送电前临电系统的检查验收，确保现场临电的布置与上报的临电施组内容一致，现场临电系统必须按三级配电两级保护设置[7]。现场供电系统实行三级漏电保护，漏电保护形成梯级保护，额定动作时间均小于0.1s，额定动作电流为：第一级75mA、第二级50mA、第三级30mA。开关箱实行“一机一闸一漏一箱”制，不允许一个开关控制两台及两台以上的设备[3]。

5.3人员管理

1）组织新职工入场前安全用电教育培训，并考试合格；组织值班电工每月学习一次关于施工现场安全用电常识。施工过程中和工程竣工后，临电工程拆除应统一组织，制定完善的拆除方案和防护措施。

2）电工必须经过国家专业技术培训考试合格后，取得特种作业操作证持证上岗工作。相关用电人员必须通过安全教育培训，进行技术交底，确保每一位用电人员都能够熟练掌握各项用电基本知识，提高用电人员自我安全管理水平；电工必需穿绝缘鞋、戴绝缘手套和安全帽作业；临时用电设备和线路的日常巡检、安装或拆除维修，必须由电工完成，过程有人监护，坚决杜绝违章作业

[2]。

6结语

综上所述，大临用电是涉及设计、安装、维修、拆除和使用管理的综合性工作，是一项专业性、技术性很强的工作，涉及的设备面广点多。策划设计经济、合理、实用的供电方案是实现工程快速正常施工的重要保障之一。同时在现场施工过程中必须高度重视，从技术、现场和人员等方面加强临时用电管理，只有抓好临时用电管理工作，才能杜绝电气火灾和人身触电事故的发生，确保建设工程项目顺利完成。

参考文献：

[1]郑惠忠《施工临时用电》（第二版）[M]同济大学出版社 2019年4月第二版

[2]王洪德 李 钰《施工现场临时用电安全技术》[M]中国建筑出版社 2012年4月第一版

[3]姜保明 特长隧道洞内供电施工技术[J].铁道建筑技术,2013(8):106-108,124.

[4]陈兖.谈塔式起重机在定位及附着施工计算中的注意事项[J].企业科技与发展,2012(16):46-49.

[5]范平.客运专线长大隧道高压进洞供电施工技术[J].价值工程,2017,36(5):131-134.

[6]姜保明. 特长隧道洞内供电施工技术[J].建材与装饰,2013(13):303-304.

[7]张鹏. 施工现场临时用电管理[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(30).