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塔机施工作业用电安全

一、塔吊供电系统

塔吊的供电系统为 380V、50HZ、三相四制线,中性线直接接地系统。 所谓三相四制就是三相为火线、 代号为 A 相、 相、 相, BC 他们每两相之间的电压为 380V, 称三相电源,用于三相用电设备,如电动机等,常称工业(动力)用电。另外一线为 中性线,代号为 N,当中心线直接接地时即为零线,代号为0。零线与每相火线之间的 电压都为 220V,称单相电源,用于单相用电设备,如照明等,常称民用电。三相四线制的最大优点就是既能提供三相供电也能同时提供单相供电,大大方便了用户使用各种电器设备。塔吊既有三相用电设备,也有单相用电设备,是一种用电量较大,组合各种用电设备的大型机械。

二、塔吊接地和接零

1、采用单一的保护接地措施不能保证安全

在三相四线制中性线直接的电网中,如果采用单一的接地,当塔吊金属结构漏电时, 电流经过塔吊接地地阻和中性线接地电阻回到电源,由于两个接地地阻阻值基本相等,其分压也基本相等,这样塔吊接地地阻上就有 220V 一半的电压,由于电流不大,电压 可长时间存在。如果人站在潮湿的地上身体部位接触了漏电的塔身,就等干与塔吊的接地电阻并联承受相近的电压,这样就有可能有触电危险。

2、采用保护接零措施虽能起保护作用但仍有安全隐患

在三相四线制中性线接地的电网中,塔吊采用金属结构接工作零线的保护措施。当塔吊金属结构漏电时,漏电电流直接回到零线,形成相零短路,由于线路电阻小,电流很大,很快将漏电线路上保险装置断开,这样就切断了漏电电源,起到保护作用。但 是由于工作零线在用电不平衡时有电流流过,而零线上存在一定的电阻,因此零线上 就能产生一定的电压,当设备的金属外壳接零时也就产生了一定的电压,同时造成了安全隐患。综上所述,在同一电网中,不允许有的设备接零,有的设备接地。因为当接地设备漏电时零线对地也产生电压,所有接零设备就会带电,造成更大范围的安全隐患。

3、采用三相五线制的用电系统能起到较理想的保护作用

所谓三相五线制就是在三相四线的基础上,加一根专用保护零线,常称 PE 线,首端与电源端的工作零线相连,中间与工作零线无任何相连,末端进行重复接地,由于专用保护零线平时无任何电流流过,设备外壳接在保护零线上,不会产生任何电压,因此 能起到比较可靠的保护作用。 采用保护接零的措施必须保证设备的过载短路保护装置的可靠性,选择熔断器保护时不能盲目加大保险容量,以保证熔断器的熔断作用。

4、实行重复接地可进行双重保护也是防雷保护的需要

在保护接零的基础上进行重复进行有以下作用:

A、减轻保护零线意外断线接触不良时接零设备上电击的危险性;

B、减轻工作零线意外断线式接触不良时负载中性点的“漂移”;

C、进一步降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压。并缩短漏电故障持续时间。

D、改善防雷性能,虽然塔吊的金属结构及其预埋基础有防雷泄流的作用,由于重复接 地对雷电流起分流作用,可降低冲击过电压。

综上所述,在三相五线制的电网中,设备外壳采用保护接零加重复接地的措施定比较理想的保护措施。

5、接地装置的要求

A、工作接地及保护接地的接地电阻不超过 4 欧,重复接地及防雷接地电阻不超过 10 欧。

B、接地导线应用黄绿专用保护线,由于兼起防雷作用,宜用Φ25MM2 以上的多股铜芯 线。

C、接地体不宜少于两个,采用钢管Φ33-Φ45mm,角铁 40-60mm,长 2 米以上,镀锌防 锈,垂直埋设,上端入地 0.5 米。

D、导线与接地体的连接必须牢靠,采用焊接或压接。

三、塔吊供电及导线

1、塔吊的供用电容量

塔吊的装机容量为塔吊上所有用电设备容量的总和,而塔吊的供电容量 为塔吊上同时运行的各用电设备的总和,由于塔吊上一般同时运行的设备只有起升、回转行走三大机构,所有将这三大机构用电量相加即为塔吊的总用电量。 由于电源变压器至塔吊之间一般都有一定的距离,而塔吊的电缆线也有一定的长度, 因此存在一定的线路压降,且塔吊工作时频繁的起制动,尖峰电流经常出现,因而供电应考虑到尖峰时塔吊内外部压降之和为 5-10%,所以为塔吊供电的变压器的容量应大 于塔吊用电量的一倍以上,若有其他大用单设备,变压器的容量需另计算。现将常用塔吊的供电情况列表如下:

项目

设备型号

起升

回转

行走

总用电量

变压器容量

TC5610(63TM)

24KW

3.7 KW

3.3 KW

31 KW

>70KVA

TC5015(80TM)

33 KW

6 KW

4.4 KW

43.4  KW

>90KVA

F023B(120TM)

51.5  KW

8.8 KW

4.4 KW

64.7  KW

>140KVA

2、供电线路的导线选择

目前在工地上多用架空线、铅线居多,由于用电负荷大,线路压降大,对塔吊的安全 运行造成影响,在此情况下,塔吊等大型设备宜采用专线供电。 由于一般导线运行的最高温度不超过60°C 至 70°C, 否则导线的绝缘就会损坏和老化, 因此,合理地选择导线是安全运行的重要因素,下面例举主要导线在35°环境温度下的安全参功值:

线径   铅线   铜线

16平方米   65A   80A

25平方米   83A   100A

35平方米  100A   125A

50平方米  126A   140A

为了帮助记忆,有个口诀可粗略计算导线的许用电流,口诀是:10

下五,100 上二, 25、35 四、三界,70,95 两倍半,穿管温度八、九折,铜线升级算,裸线加一半。

意思是以铝线为例,截面积≤10mm2 时,每平方毫米许用电流约为 5A;截面积≥100 mm2 每平方毫米许用电流为 2A;截面积≤25mm2 且>10 mm2 时没平方毫米许用电流为 4A; 截面积≥35 mm2 且<70 mm2 时, 每平方毫米许用电流为 3A, 截面积为 70 mm2 和95 mm2 时,每平方毫米许用电流为 2.5A,如穿管敷设应打 8 折,如环境温度超过 35°则打九折,铜导线的许用电流打约与较大一级的铅导线的许用电流相等,裸导线许用电流可提高 50%。 在三相四线电网中,塔吊和其他三相用电设备,其总工作电流可以用其总功率的 2 倍 来粗略估算,因此以下几种类型的塔吊专用供电导线和电缆的参考值如下表:

项目

设备型号

工作电流

铅芯导线

铜芯导线

铜芯电缆

60KNM塔吊

60-70A

25mm2

16mm2

16mm2

80KNM塔吊

80-90A

35mm2

25mm2  

25mm2

120KNM塔吊

130-140A

70 mm2

35-50 mm2

50 mm2

必须说明的是,如果供电线路较远,电缆线长度超过 100 米,导线的截面积还需要加一个等级,方能保证安全使用。

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