建筑施工现场临时用电接地装置的安装及其运行维护

建筑施工现场临时用电接地装置的安装及其运行维护一、引言建筑施工现场所用的机械、电气设备，其移动性、流动性、外露性较大和工作周期长、所处环境恶劣等因素，常因绝缘老化或机械损伤引起设备金属外壳带电，当人体与设备故障状况下变为带电的外露可导电部分接触后，就会发生间接触电，给作业人员埋下了触电隐患。引起间接触电现象往往比直接触电现象更为普遍。因此，在做好直接触电的安全防范外，还应该做好防止间接触电的预防措施。接地装置是防止间接触电事故的重要措施之一。据多年检查发现，许多施工现场电工对接地装置熟悉不够，对规范理解不透，因而未能严格按照建设部《施工现场临时用电安全技术规范》〔JGJ46-2005〕要求进行装设接地装置，导致电气设备金属外壳作保护接零、接地后仍出现带电现象，易造成触电事故发生。基于此，本人结合在建筑施工用电管理工作方面多年的施行体验，对临时用电接地装置的安装及维护浅述一点体会。二、保护概念设备的一部分为形成导电通路与大地的连接称为接地。接地是正常工作和安全防护的重要措施，而电气设备外壳则是通过接地装置实施的。接地装置由接地体和接地线组成：埋入地中并直接与大地接触的金属导体称为接地体；连接设备金属结构与接地体之间的金属导体〔包括连接螺栓〕称为接地线。三、接地的类型〔1〕工作接地是为满足电力系统或电气设备的运行要求，而将电力系统的某一点进行接地，称为工作接地，如电力系统的中性点接地；〔2〕保护接地是为防止电气设备的绝缘损坏，将其金属外壳对地电压限制在安全电压内，避免造成人身电击事故，将电气设备的外露导电部分接地，称为保护接地，如：①施工机械上的电动机、变压器、照明器具、手持式或移动式施工机具的金属底座和外壳；②配电、控制和保护用的箱体、柜体；③交直流电力电缆的构架、接线盒和终端盒的金属外壳、电缆的金属和穿线的钢管；④靠近带电部分的金属栅拦和金属门；⑤架空线路的金属杆或钢筋混凝土电杆的钢筋以及架空地线。〔3〕防雷接地是为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地；四、接地体、接地线的安装接地体依据其采纳的方式可分为自然接地体、基础接地体和人工接地体。与大地有可靠接触的金属导体，如埋设在地下的金属管道〔有可燃或爆炸性介质的除外〕可作为自然接地体。基础接地体是指利用设在地面以下的钢筋混凝土建筑物基础中的钢筋或混凝土基础中的金属结构物作为接地体。施工现场的电气设备可利用自然接地体和基础接地体接地，但应保证电气连接可靠并应校验接地体的热稳定。下面重点说明人工接地体的安装要求：〔1〕接地极的形式应计算确定，使其接地电阻一年四季符合要求。①角钢接地体的接地电阻可参照以下公式计算：〔l:角钢长度；b:角钢边长；t:地面至角钢长的中点；h:角钢尖端的长度；ρ：用季节系数矫正后的土壤电阻率〔m·Ω〕。注：4t/l＞1；b＜＜l；h＜＜1；〕②钢管、圆钢接地体的接地电阻可参照以下计算公式：〔l－钢管或圆钢的长度；d－钢管直径；t—地面至管长的中点；ρ：用季节系数矫正后的土壤电阻率〔m·Ω〕。注：l＞＞d〕；〔2〕接地极所采纳的材质和结构必须经得住由于腐蚀而引起的机械损伤。〔3〕接地装置制定必须合计到由于腐蚀可能增加接地极的接地电阻。〔4〕断开地线的装置应便于安装和测量。“……不得采纳铝导体做接地体或地下接地线。垂直接地体宜采纳角钢、钢管或光面圆钢，不得采纳螺纹钢〞的要求。建筑施工现场宜采纳镀锌角钢或镀锌钢管制作，不应采纳已经严重锈蚀、弯曲的材料，角钢的规格应大于等于50mm×50mm×5mm，钢管直径在48mm以上，其壁厚不小于3.5mm，长度要求不小于2.5m，其下端加工成尖形，用角钢制作时，其尖端应在角钢的角脊上，且两个斜边要对称，用钢管制作要单边斜削。〔见图1〕安装垂直接地体须埋于地下，开挖好一条深800mm、宽约600mm的沟后，打入接地体直到露出沟底不小于200mm时适宜，便于连接接地干线。然后再打相邻几根接地体，相邻接地体之间距离不小于5m〔见下列图2〕，接地体应与地面垂直，接地体之间常用40mm×4mm的镀锌扁钢连接作为接地干线，扁钢与接地体之间用焊接方法搭接焊接，焊缝长度应符合下列图〔3〕要求，扁钢应立放便于焊接，以减小接地电阻。接地体连接后，应检查确认接地体的埋设深度、焊缝质量应饱满、不得有漏焊、虚焊、夹渣、气泡等现象。检查合格后方可将沟填平。填沟时的回填土不应有石块、建筑垃圾及生活垃圾，回填土应分层夯实，使土壤与接地体紧密接触，接地体的数量应依据土壤电阻系数〔下一节详述〕确定。接地线是连接接地体和电气设备接地部分的金属导体，也分为自然接地线和人工接地线两种类型，金属构件、钢筋混凝土构件的钢筋、穿线的钢管和电缆的钢带外皮等均可作为自然接地线，但必须保证其全长有完好的电气通路，当用串联的金属构件作为接地线时，金属构件之间应有截面不小于100mm2的钢材焊接。由接地干线引至地面上的引线亦采纳扁钢，其干线与引线焊接长度应符合〔图4〕的要求，接地引线安装时应注意：多个设备与接地干线相连接时必须每个设备用一根单独的接地引线，不同意几个设备使用一根接地引线〔如下列图5〕，因某种原因该接地引线在地下断线或接地电阻增大后，该组设备中的任一台相线碰壳将造成其它设备外壳也带上危险电压。因此必须每台设备都分别设置一根接地引线。接地引线常用40mm×4mm的镀锌扁钢由接地干线“每一接地装置的接地线应采纳2根及以上导体，在不同点与接地体做电气连接〞的要求。五、环境因素影响而采用的措施“……工作接地电阻值不得大于4Ω。……重复接地装置的接地电阻值不应大于10Ω〞的要求。达不到规范阻值要求时，应增加接地体的数量及正确的接地安装方法只是其中之一，四周的土壤电阻系数对接地体的散流电阻也有很重要的影响，关于土壤电阻系数高的地方，必须采用降低土壤电阻的措施，才能使接地电阻达到要求的数值，建筑施工现场通常采纳以下几种措施：1、改换土壤这种方法是采纳电阻率较低的土壤〔如：粘土、黑土及砂质粘土等〕替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体四周0.5m以内和接地体的1/3处。2、利用接地电阻降阻剂在接地极四周敷设降阻剂，可以增大接地极外形尺寸，降低与四周大地介质之间的接触电阻的作用，降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地网时，其降阻效果较为显著。它是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能优良的强电解质和水分。3、外引接入法如接地装置四周有导电优良且不冻的河流湖泊，可采纳此法，但外引式接地体长度不应超过100m。4、添加化学物在接地体四周土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提升接地体四周土壤的导电性。该方法在理论上可行，但这种方法会降低接地的热稳定性，加速接地体的腐蚀，降低使用年限。不到万不得已，不宜此方法。六、接地装置的运行接地装置运行中，接地线和接地体常因外力破坏〔如重型车辆或设备辗压损伤，或由于施工机械开挖四周场地而破坏〕或腐蚀而损伤、断裂，接地电阻也会随土壤变化而变化，因此，必须对接地装置定期进行检查和试验。〔1〕检查周期：①各接地装置应每月检测一次；②各种防雷装置的接地装置在雷雨季前应检查一次；③对化工、制药、食品等企业产生含有酸、碱性较大的腐蚀性土壤的接地装置，应依据运行状况每年对地面下接地体检查一次。〔2〕检查项目：①目测、检查接地装置的各连接点的接触是否优良，有无损伤、折断和腐蚀现象。②施工现场为化工生产企业、药品生产企业及部分食品工业企业等含有重酸、碱、盐等化学成分地区的土壤地带应检查地面下500mm以上部位的接地体的腐蚀程度。③在土壤电阻率最大时〔一般为雨季前〕测量接地装置的接地电阻，并对测量结果进行分析比较，应符合《施工现场临时用电安全技术规范》〔JGJ46-2005〕5.3.1条的规定的要求。④电气设备检修后，应检查接地线连接状况，是否牢固可靠。⑤检查电气设备与接地线连接、接地线与接地网连