第十三章建筑施工现场供配电

第十三章建筑施工现场供配电 【课题概述】本课题主要讲述施工现场临时用电的基本知识，施工现场供配电的形式、配电线路的结构、电力供应以及有关施工现场临时用电的安全技术规范。【学习目标】 (1)了解建筑施工现场用电特点。 (2)了解有关施工现场临时用电的安全技术规范 (3)掌握建筑施工现场临时用电配电线路和配电设施安装及要求。 (4)掌握临时供电的设计。

第十三章建筑施工现场供配电 施工现场供配电施工现场的电力供应实例施工现场临时用电的若干规定 13.1 13.2 9.2 13.3

13.1施工现场供配电 电气系统是由供电系统和配电系统两部分组成，供电系统包括供电电源（如：变压器等）和主结线。配电系统一般由配电装置及配电线路组成。施工现场的电气系统应满足用电设备对供电可靠性、供电质量及供电安全的要求，结线方式应力求简单可靠，操作方便及安全。

13.1施工现场供配电 施工现场供电的形式有多种，具体采用哪一种应根据项目的性质、规模和供电要求确定。下面介绍施工现场供电的几种形式。 1独立变配电所供电对一些规模比较大的项目，如规划小区、新建学校、新建工厂等工程，可利用配套建设的变配电所供电。即先建设好变配电所，由其直接供电，这样可避免重复投资，造成浪费。永久性变配电所投入使用，从管理的角度上看比较规范，供电的安全性有了基本的保障。变配电所主要由高压配电屏（箱、柜、盘）、变压器和低压配电屏（箱、柜、盘）组成。 13.1.1施工现场的供电形式

13.1施工现场供配电 2自备变压器供电目前，城市中高压输电的电压一般为10kV，而通常用电设备的额定电压为220/380V。因此，对于建筑施工现场的临时用电，可利用附近的高压电网，增设变压器等配套设备供电。变电所的结构形式一般可分为户内与户外变电所两种，为了节约投资，在计算负荷不是特别大的情况下，施工现场的临时用电均采用户外式变电所。户外变电所又采用杆上变电所居多。户外式变电所的结构比较简单，主要由降压变压器、高压开关、低压开关、母线、避雷装置、测量仪表、继电保护等组成。

13.1施工现场供配电 3低压220/380V供电对于电气设备容量较小的建设项目，若附近有低压 220/380V电源，在其余量允许的情况下，可到有关部门申请，采用附近低压220/380V直接供电。

13.1施工现场供配电 4借用电源若建设项目电气设备容量小，施工周期短，可采取就近借用电源的方法，解决施工现场的临时用电。如借用就近原有变压器供电或借用附近单位电源供电，但需征得有关部门审核批准方可。

13.1施工现场供配电 施工现场配电线路的结构形式可分为电缆配线和架空线配线两种。 1架空线配线架空线配线由于投资费用低，施工方便、分支容易，所以得到广泛应用。特别是在建筑施工现场。但架空线受气候、环境影响较大，故供电可靠性较差。建筑工地上的低压架空线主要由导线、横担、拉线、绝缘子和电杆组成。 13.1.2 施工现场供电线路的结构形式及施工要求

13.1施工现场供配电 架空线必须架设在专用电杆上，即木杆和钢筋混凝土杆，严禁架设在树木、脚手架及其他设施上，钢筋混凝土杆不得有露筋、宽度大于0.4mm的裂纹和扭曲，木杆不得腐朽，其梢径不应小于140mm。架空线必须采用绝缘导线。导线截面的选择应符合下列要求：（1）导线中的计算负荷电流不大于其长期连续负荷允许载流量；（2）线路末端电压偏移不大于其额定电压的5%；（3）三相四线制的N线和PE线截面不小于相线截面的 50%，单相线路的零线截面与相线截面相同；

13.1施工现场供配电 （4）按机械强度要求，绝缘铜线截面不小于10m㎡，绝缘铝线截面不小于16m㎡；（5）在跨越铁路、公路、河流、电力线路档距内，绝缘铜线截面不小于16m㎡；绝缘铝线截面不小于25m㎡。且中间不得有接头。架空线路相序排列应符合下列规定：（1）动力、照明线在同一横担上架设时导线相序排列是：面向负荷从左侧起依次为L1、N、L2、L3、PE；（2）动力、照明线在二层横担上分别架设时，导线相序排列是：上层横担面向负荷从左侧起依次为L1、L2、 L3；下层横担面向负荷从左侧起依次为L1（L2、L3）、 N、PE。

13.1施工现场供配电 架空线的档距不得大于35m，在一个档距内，每层导线的接头数不得超过该层导线条数的50%，且一条导线应只有一个接头。架空线路的线间距不得小于0.3m，靠近电杆的两导线的间距不得小于0.5m。架空线路横担间的最小垂直距离不得小于表9.1所列数值；横担宜采用角钢或方木，低压铁横担角钢应按规范要求选用，方木横担截面应按80mm×80mm选用；横担长度应按表9.2选用。架空线路与邻近线路或固定物的距离应符合表9.3的规定。

13.1施工现场供配电 表13.1 横担间的最小垂直距离（m）表13.2 横担长度选用

13.1施工现场供配电 表13.3 架空线路与邻近线路或固定物的距离

13.1施工现场供配电 电杆埋设深度宜为杆长的1/10加0.6m，回填土应分层夯实。在松软土质处宜加大埋入深度或采用卡盘等加固。架空线路绝缘子应按下列原则选择：第一，直线杆采用针式绝缘子；第二，耐张杆采用蝶式绝缘子。电杆的拉线宜采用不少于3根d4.0mm的镀锌钢丝。拉线与电杆夹角应在30°～45°之间。拉线埋设深度不得小于1m。电杆拉线如从导线之间穿过，应在高于地面 2.5m处装设拉线绝缘子。接户线在档距内不得有接头，进线处离地高度不得小于 2.5m。接户线最小截面应符合表9.4规定。接户线间及与邻近线路间的距离应符合9.5的要求。

13.1施工现场供配电 表13.4 接户线的最小截面

13.1施工现场供配电 表13.5 接户线线间及与邻近线路间的距离

13.1施工现场供配电 架空线路必须有短路保护。采用熔断器做短路保护时，其熔体额定电流不应大于明敷绝缘导线长期连续负荷允许载流量的1.5倍。采用断路器做短路保护时，其瞬时过流脱扣器脱扣电流整定值应小于线路末端单相短路电流。架空线路必须有过载保护。采用熔断器或断路器做过载保护时，绝缘导线长期连续负荷允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流或断路器长延时过流脱扣器脱扣电流整定值的1.25倍。

13.1施工现场供配电 2电缆配线电力电缆可采用埋地敷设和在电缆沟内敷设两种，它与架空线相比，供电可靠，受气候、环境影响小，且线路上的电压损失也比较小，故是一种比较安全可靠的供配电线路，但是，由于电力电缆成本较高，且线路分支困难，检修不方便，所以，选择时应多方面考虑而定。电缆中必须包含全部工作芯线和用作保护零线或保护线的芯线。需要三相四线制配电的电缆必须采用五芯电缆。五芯电缆必须包含淡蓝、绿/黄二种颜色绝缘芯线。淡蓝色芯线必须用作N线；绿/黄双色芯线必须用作PE线，严禁混用。

13.1施工现场供配电 电缆线路应采用埋地或架空敷设，严禁沿地面明设，并应避免机械损伤和介质腐蚀。埋地电缆路径应设方位标志电缆类型应根据敷设方式、环境条件选择。埋地敷设宜选用铠装电缆；当选用无铠装电缆时，应能防水、防腐。架空敷设宜选用无铠装电缆。电缆直接埋地敷设的深度不应小于0.7m，并应在电缆紧邻上、下、左、右侧均匀敷设不小于50mm厚的细砂，然后覆盖砖或混凝土板等硬质保护层。埋地电缆在穿越建筑物、构筑物、道路、易受机械损伤、介质腐蚀场所及引出地面从2.0m高到地下0.2m处，必须加设防护套管，防护套管内径不应小于电缆外径的

13.1施工现场供配电 1.5倍。在建工程内的电缆线路必须采用电缆埋地引入，严禁穿越脚手架引入。电缆垂直敷设应充分利用在建工程的竖井、垂直孔洞等，并宜靠近用电负荷中心，固定点每楼层不得少于一处。电缆水平敷设宜沿墙或门口刚性固定，最大孤垂距地不得小于2.0m。装饰装修工程或其他特殊阶段，应补充编制单项施工用电方案。电源线可沿墙角、地面敷设，但应采取防机械损伤和防火措施。室内配线必须采用绝缘导线或电缆，非埋地明敷主干线距地面高度不得小于2.5m。

13.1施工现场供配电 室内配线所用导线或电缆的截面应根据用电设备或线路的计算负荷确定，但铜线截面不应小于1.5m㎡，铝线截面不应小于2.5m㎡。电缆配线必须有短路保护和过载保护，整定值要求与架空线相同。

13.1施工现场供配电 负荷计算的目的是为了合理地选择供配电系统中的导线截面、开关、变压器及保护设备的型号规格等。由于接在线路上的各种用电设备一般不会同时投入使用，所以线路上的最大负荷总要小于设备容量的总和。因此，在选择供配电设备时必须对负荷进行统计计算，通过统计计算得出的负荷值称为计算负荷。确定计算负荷的方法很多，常用的有需要系数法。在用需要系数法进行负荷计算时，首先要把工作性质相同，具有相近需要系数的同类用电设备合并成组，求出各组用电设备的计算负荷。计算负荷又分为有功计算负荷、无功计 13.1.3施工现场电力负荷计算

13.1施工现场供配电 算负荷和视在计算负荷，计算负荷确定后，便可确定计算电流。它们的计算公式为：有功计算负荷： Pj=KcPN （9.1）无功计算负荷： Qj=Pjtgφ（9.2）视在计算负荷： Sj =Pj +Qj（9.3）三相负荷计算电流： Ij=Sj∕ U （9.4）式中 Kc——某类用电设备的需要系数； PN——某类用电设备的额定容量； φ——某类用电设备的功率因数角； U ——电源线电压。下面我们用需要系数法来计算某工地的计算负荷。 2 2 2

13.1施工现场供配电 [例13.1]某建筑施工现场，接于三相四线制电源（220/380V）施工现场有如下用电设备，详见表13.6，试计算该工地上变压器低压侧总的计算负荷和总的计算电流。表13.6 某建筑施工现场用电设备

13.1施工现场供配电 解：（1）首先求出各组用电设备的计算负荷 ①混凝土搅拌机组：查表： Kc=0.7，cosφ=0.65，tgφ=1.17 Pj1=Kc·PN1=0.7×40=28（kW） Qj1=Pj1·tgφ=28×1.17=32.76（kvar） ②砂浆搅拌机组：查表： Kc=0.7，cosφ=0.65，tgφ=1.17 Pj2=Kc·PN2=0.7×9=6.3（kW） Qj2=Pj2·tgφ=6.3×1.17=7.37（kvar）

13.1施工现场供配电 ③提升机组：查表： Kc=0.25，cosφ=0.7，tgφ=1.02 Pj3=Kc·PN3=0.25×9=2.25（kW） Qj3=Pj3·tgφ=2.25×1.02=2.3（kvar） ④起重机组：因为起重机是反复短时工作的负荷，其设备容量要求换算到暂载率为25%时的功率，由于本例中起重机的暂载率 ε=25%，所以可不必进行换算。即：查表： Kc=0.25，cosφ=0.7，tgφ=1.02 Pj4=Kc·PN4=0.25×60=15（kW） Qj4=Pj4·tgφ=15×1.02=15.3（kvar）

13.1施工现场供配电 ⑤电焊机组：因为电焊机也是反复短时工作的，在进行负荷计算时，应首先将暂载率换算到ε=100%的设备容量：查表： Kc=0.45，cosφ=0.45，tgφ=1.99 PN5= ·SN·cosφ= ×22×0.45=8（kW） Pj5=KC·∑PN5=0.45×3×8=10.8（kW） Qj5=Pj5·tgφ=10.8×1.99=21.5（kvar） ⑥照明负荷因为照明负荷取Kc=1，又cosφ=1（白炽灯），所以： Pj6=Kc·PN6=1×15=15（kW）

13.1施工现场供配电 （2）求总计算负荷取同K∑时系数 = 0.9 Pj=K∑·∑Pj=0.9(28+6.3+2.25+15+10.8+15)=69.6 (kW) Q∑j=K∑·∑Qj= 0.9(32.76+7.37+2.3+15.3+21.5+0)=71.3 (kvar) S∑j= = =99.6(KV·A) （3）求总计算电流我们可以根据上面求出来的计算负荷和计算电流，合理的选择变压器、开关、控制设备及导线截面等。当施工现场用电负荷不大时，为了便于计算，也可以采用估算法进行负荷计算。

13.1施工现场供配电 选择变电所位置时应考虑运行安全可靠、操作维护方便等因素。故选择其位置时，应该遵循以下原则：（1）变电所应尽量靠近负荷中心，以减少线路上的电能损耗和电压损失；同时也节省输电导线，有利于节约投资。（2）高压进线方便，尽量靠近高压电源。（3）为保障安全，防止人身触电事故的发生，变电所要远离交通要道和人畜活动频繁的地方。（4）变电所应选择地势较高而又干燥的地方，并要求运输方便，易于安装。（5）露天变电所不应设置在有腐蚀气体或容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、导电尘埃的场所。 13.1.4变电所位置的选择

13.1施工现场供配电 在选择配电变压器时，首先应根据当地高压电源的电压和用电负荷需要的电压来确定变压器原、副边的额定电压，在我国，一般用户电压均为10kv，而拖动施工机械的电动机的额定电压一般都是380V或220V，所以，施工现场选择的变压器、高压侧额定电压为10KV，低压侧的额定电压为380/220V。 13.1.5配电变压器的选择

13.1施工现场供配电 变压器的容量应大于计算容量，即： SN≥Sj（9.5）施工现场计算负荷也可通过估算确定，且变压器的容量应大于估算的计算容量，即： SN≥SJ（9.6）式中： SN——选用变压器的额定容量； Sj——计算负荷； SJ——估算的计算负荷。

13.2施工现场的电力供应实例 施工现场的用电设备主要包括照明和动力两大类，在确定施工现场电力供应方案时，首先应确定电源形式，再确定计算负荷、导线规格型号，最后确定配电室、变压器位置及容量等内容。下面我们对某一学校教学楼的具体项目来确定施工现场电力供应的方案。该学校教学大楼施工现场临时电源由附近杆上10KV电源供给。根据施工方案和施工进度的安排，需要使用下列机械设备：国产JZ350混凝土搅拌机一台，总功率11kW；国产QT25-1型塔吊一台，总功率21.2kW；蛙式打夯机四台，每台功率1.7kW;

13.2施工现场的电力供应实例 电动振捣器四台，每台功率2.8kW；水泵一台、电动机功率2.8kW；钢筋弯曲机一台，电动机功率4.7kW；砂浆搅拌机一台，电动机功率2.8kW；木工场电动机械，总功率10kW；根据以上给定的这些条件以及施工总平面图，我们就可以作出施工现场供电的设计方案。

13.2施工现场的电力供应实例 施工现场的电源要视具体情况而定，现给出架空线 10KV的电源，该项目电源可采取安装自备变压器的方法引出低压电源，电杆上一般应配备高压油开关或跌落式熔断器，避雷器等，这些工作应与主管电力部门协商解决。 13.2.1施工现场的电源确定

13.2施工现场的电力供应实例 施工现场实际用电负荷即计算负荷，可以采用需要系数法来求得，也可采用更为简单的估算法来计算。首先计算出施工用电量的总功率：即 ∑P=11+21.2+1.7×4+2.8×4+2.8+4.7+2.8+10=70.5(kw) 考虑到所有设备不可能同时使用，每台设备工作时也不可能是满负载，故取需要系数Kc=0.56，取电机的平均效率 =0.85，平均功率因数cosφ=0.6。则计算负荷为： SJ= = =77.41(kV·A) 13.2.2估算施工现场的总用电量

13.2施工现场的电力供应实例 另加20%的照明负荷，则总的估算计算负荷为： SJ=Sj+20%Sj=77.41+20%×77.41=92.892(kV·A) 经估算，施工现场总计算负荷约为100kV·A

13.2施工现场的电力供应实例 根据生产厂家制造的变压器的等级，以及选择变压器的原则：SN≥SJ，查有关变压器产品目录，选用S9-125/10 型（即变压器额定容量为125kV·A，额定电压为 10/0.4kV，并且作△/Y—11连接）三相电力变压器一台即可。从施工组织总平面图可以看出，工地东北角较偏僻，离人们工作活动中心较远，比较隐蔽和安全，并且接近高压电源，距各机械设备用电地点也较适中，交通也方便，而且变压器的进出线和运输较方便，故工地变电站位置设在工地东北角是较合适的。 13.2.3选用变压器和确定变电站位置

13.2施工现场的电力供应实例 根据设备布置情况，在初步设计的供电平面图中，1号配电箱控制的设备有钢筋弯曲机和木工场电动机械，总功率为14.7kW；2号配电箱控制的设备有塔吊，总功率为 21.2 kW；3号配电箱控制的设备有打夯机和振捣机，总功率为18 kW；4号配电箱控制的设备有水泵，总功率为 2.8 kW；5号配电箱控制的设备有混凝土搅拌机和沙浆搅拌机，总功率为13.8 kW。在计算中除注明外需要系数Kc 取0.7，功率因数cosφ取0.6，效率取0.85。从变电站引出I1和I2两条干线。干线I1用电量大，并且供电距离较短，在选择导线截面时，只需要考虑发热条件 13.2.4供电线路的布置及导线截面的选择

13.2施工现场的电力供应实例 即可。根据该线路所供给的负载功率，可用下式简单估算出线路上的工作电流，即：而：∑P1=21.2+4.7+10+1.7×4+2.8×4+2.8=56.7(kW) 所以：查橡皮绝缘电线明敷的载流量表可知，干线I1应选择载面为50m㎡的橡皮绝缘铜芯导线（BXF）即可。由于三相四线制中，零线的选用有一定准则，则选零线截面为 25m㎡。

13.2施工现场的电力供应实例 支路Ia的工作电流为：查橡皮绝缘电线明敷的载流量表可知，支路Ia应选用四根35m㎡的BXF型导线。支路Ib的工作电流为：查橡皮绝缘电线明敷的载流量表可知，支路Ib只需四根 10m㎡的BXF导线即可。支线Ic由于没有确定的设备，所以该支线按机械强度选择导线截面积，即选四根10m㎡的BXF型导线。

13.2施工现场的电力供应实例 支路Id的工作电流为：查橡皮绝缘电线明敷的载流量表可知，支路Id采用 10m㎡的BXF型导线即可。支线Ie的工作电流为：（该支线设备不多，故KC取1。）由于Ie支线的电流较小，所以也只按机械强度选择导线的截面积，即选择四根10m㎡的BXF型导线。

13.2施工现场的电力供应实例 干线I2是引至混凝土搅拌机处和门房照明用电。搅拌机处用电量大，而且离电源变压器也不远，只需要从发热条件来选择导线的截面。干线I2的工作电流为：查橡皮绝缘电线明敷的载流量表可知，干路I2采用6.0m ㎡的BXF型导线即可，但从机械强度上考虑，则应采用四根10m㎡的BXF型导线。从分配电箱再到门房的照明线，因供电距离较远，且负荷比小，所以不必考虑发热条件和电压损失，只需从机械强度上考虑即可。故I3也还是应选用10m㎡的BXF型导线.

13.2施工现场的电力供应实例 配电系统应设置配电柜或总配电箱、分配电箱、开关箱，实行三级配电，具体要求9.3.3节详细叙述。 13.2.5配电箱的数量和位置的确定

13.2施工现场的电力供应实例 在施工平面图上，应标明变压器位置、配电箱位置、低压配电线路的走向、导线的规格、电杆的位置（电杆档距不大于35m）等。施工现场电力供应平面图如图9.1所示。 13.2.6绘制施工现场电力供应平面图

13.2施工现场的电力供应实例 图9.1 某教学大楼供电平面图

小结 随着社会发展的需要，建设项目越来越多，规模大的项目也不少，故施工现场的用电量也越来越大，再加上施工现场的环境比较恶劣，用电设备流动性大，临时性强，负荷变化大，供配电有其特殊性。施工现场的供电形式有：独立变配电所供电、自备变压器供电、低压220/380V供电、借用电源。施工现场的供配电设计内容主要是：施工现场电力负荷计算、施工现场配电线路的结构形式、变电所位置的选择、配电变压器的选择、配电系统中的导线截面、开关、保护设备的型号规格的选择。

小结 施工现场配电线路的结构形式可分为电缆配线和架空线配线两种。《建设工程施工现场供用电安全的规定》，对临时用电的管理、施工现场的接地与防雷、施工现场配电箱及开关箱的设置、施工现场的照明装置及照明供电等都有其特别要求，在施工现场临时用电设计和施工时一定要遵照执行。

第十三章 建筑施工现场供配电