電氣設(shè)計 | 談談對GB55034中臨時施工用電“觸電”條款的認識與理解

引言
2022年11月17日,住建部發(fā)布了①國家標準GB 55034-2022《建筑與市政施工現(xiàn)場安全衛(wèi)生與職業(yè)健康通用規(guī)范》,自2023年6月1日起實施。對于在建筑行業(yè)施工現(xiàn)場臨時施工用電的技術(shù)規(guī)范執(zhí)行了三十多年的JGJ 46(JGJ 46最早的版本是JGJ 46-88版)來說的筆者,在即將實施新的通用規(guī)范之際,結(jié)合施工現(xiàn)場臨時施工用電管理經(jīng)驗,來談談對GB 55034-2022《建筑與市政施工現(xiàn)場安全衛(wèi)生與職業(yè)健康通用規(guī)范》中臨時施工用電“觸電”條款的認識與理解。
通過對新標準GB 55034-2022學習,該標準“自2023年6月1日起實施。本規(guī)范為強制性工程建設(shè)規(guī)范,全部條文必須嚴格執(zhí)行?,F(xiàn)行工程建設(shè)標準中有關(guān)規(guī)定與本規(guī)范不一致的,以本規(guī)范的規(guī)定為準。同時廢止下列工程建設(shè)標準相關(guān)強制性條文…… ”,廢止了在建筑與市政工程施工現(xiàn)場臨時施工用電中仍在執(zhí)行JGJ 46-2005標準中不適應施工現(xiàn)場情況的相關(guān)強制性條款共計25條,新增加了一些新的內(nèi)容,筆者就相關(guān)條款來談談新標準GB 55034-2022的先進性和一些有待商榷的問題。
1、GB 55034-2022廢止了JGJ 46-2005的強制性條文1.0.3條
下面就被GB 55034-2022廢止的JGJ 46-2005的1.0.3條[5]“建筑施工現(xiàn)場臨時用電工程專用的電源中性點直接接地的220/380V三相四線制低壓電力系統(tǒng),必須符合下列規(guī)定:
1)采用三級配電系統(tǒng);
2)采用TN-S接零保護系統(tǒng);
3)采用二級漏電保護系統(tǒng)?!闭務劰P者的理解。?
“采用TN-S接零保護系統(tǒng)”的TN-S 接地形式如圖1所示,當TN系統(tǒng)某一處發(fā)生接地故障時,故障電壓會沿TN-S系統(tǒng)PE保護接地導體傳導給無法實施等電位聯(lián)結(jié)的戶外施工的房屋建筑及市政工程戶外作業(yè)點,帶來電擊危險。該條是強條,施工單位在戶外的工程項目也僅能按照TN-S系統(tǒng)進行臨時施工用電方案的編制和實施,導致出現(xiàn)過不少的電擊事故,最后往往還沒找到原因。

圖1 TN-S系統(tǒng)故障電流及故障電壓傳導示意圖
TT系統(tǒng)無法在戶外施工的項目進行實施和應用。TT系統(tǒng)如圖2所示,TT系統(tǒng)的PE導體引自各用電設(shè)備單獨的接地極,當電源線路或設(shè)備故障發(fā)生接地故障時,故障電壓不會通過PE導體傳導至其他金屬設(shè)備外殼,同時TT系統(tǒng)首選防護電器是剩余電流保護電器,動作敏感性高,通過各終端設(shè)備回路的RCD,快速切斷故障電源,避免電擊事故的發(fā)生。對保護接地電阻要求相對不高,接地故障保護靈敏度非常容易實現(xiàn)。尤其是施工現(xiàn)場臨時用電的末端回路若采用高敏感度的不大于30mA RCD,可以用于直接接觸防護[2]。
TT系統(tǒng)故障防護公式為:
? ? ? RAIΔn≤ 50? (1)
式中:
RA?—— 接地極和外露可導電部分的保護導體的電阻之和,Ω;
IΔn—— RCD的額定剩余動作電流,mA。
GB 55034-2022的實施后,在戶外工程項目,可以名正言順地按照GB 14050-2008《系統(tǒng)接地的形式及安全技術(shù)要求》和GB/T 16895.1-2008/IEC 60364-1:2008《低壓電氣裝置 第1部分:基本原則、一般特性評估和定義》中312.2.2條規(guī)定的TT系統(tǒng)進行臨時施工用電的布置和使用。TT系統(tǒng)采用RCD作為故障防護電器后,TN和TT系統(tǒng)完全可以“混用”[2],在施工現(xiàn)場,可以從TN系統(tǒng)引出TT系統(tǒng),見圖3。這樣,確保了戶外施工用電安全。

圖2 TT系統(tǒng)故障電流示意圖

圖3 TN系統(tǒng)引出局部TT系統(tǒng)圖
2、GB 55034-2022第3.10.1對施工現(xiàn)場用電的保護接地與防雷接地的要求
新標準中第3.10.1 要求施工現(xiàn)場用電的保護接地與防雷接地采用共用接地,其接地電阻值滿足各種接地系統(tǒng)的最小電阻值的要求,廢除了JGJ 46-2005中5.3.2中[5]“在TN系統(tǒng)中,保護零線每一處重復接地裝置的接地電阻值不應大于10Ω。在工作接地電阻值允許達到10Ω的電力系統(tǒng)中,所以重復接地的等效電阻值不應大于10Ω?!钡囊?guī)定。
同時要求各類接地系統(tǒng)的保護接地導體(PE)、接地導體和保護聯(lián)結(jié)導體應確保自身可靠連接,其實,這一點就是要求在施工現(xiàn)場臨時施工用電在室內(nèi)要做好等電位聯(lián)結(jié),在室外使用電設(shè)備單獨多保護接地時,要做好與接地導體的連接。
3、GB 55034-2022第3.10.2 對施工用電發(fā)電機組電源的要求
國家“十四五”規(guī)劃,要求建筑業(yè)高質(zhì)量,可持續(xù)發(fā)展,在建筑業(yè)實現(xiàn)碳達峰、碳中和需要更進一步采用清潔能源,新能源,低碳技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù),推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級,施工現(xiàn)場原來均安裝了柴油發(fā)電機組,現(xiàn)在使用新能源光伏發(fā)電等電源在臨時停電時,自發(fā)電供施工現(xiàn)場重要負荷使用。在第3.10.2 規(guī)定了施工用電的發(fā)電機組電源應與其他電源互相閉鎖,嚴禁并列運行。防止現(xiàn)場條件所限造成誤操作引發(fā)嚴重的電氣問題。廢除了[5]原來允許施工現(xiàn)場臨時用電發(fā)電機組可以并列運行的要求。
4、GB 55034-2022第3.10.3條對施工現(xiàn)場配電線路的要求
施工現(xiàn)場配電線路的敷設(shè)要求對線路采用有效的保護措施,沒有規(guī)定線路的敷設(shè)方式,也就是說,可以采用架空敷設(shè)、埋地敷設(shè)、穿管敷設(shè);對供電導體也沒規(guī)定,也就是說可采用絕緣導線、也可采用電纜。但不論采用何種方式,均應采取保護措施,且滿足本條的其他規(guī)定;同時在GB 55034-2022[1]第3.10.3第2條:“電纜中應包含全部工作芯線、中性導體(N)及保護接地導體(PE)或保護中性導體(PEN);保護接地導體(PE)及保護中性導體(PEN)外絕緣層應為黃綠雙色;中性導體(N)外絕緣層應為淡藍色”。
在這一條,廢除了接零保護、保護零線、零線等這些上世紀90年代早已淘汰的術(shù)語,采用了GB/T 2900.71-2008/ IEC 60050 – 826 :? 2004 ?《電工術(shù)語 電氣裝置》標準[4]的表達方式。采用了GB/T 4026-2019《人機界面標志標識的基本和安全規(guī)則 設(shè)備端子、導體終端和導體的標識》規(guī)定的導體、中性導體、保護導體及保護中性導體的色標,并進一步要求不同功能導體外絕緣不應混用。
5、GB 55034-2022引入了IEC的電氣分隔的理念
引入了IEC的電氣分隔的理念,按照[10]“GB/T 4776-2017《電氣安全術(shù)語》的2.3.2.20條電氣分隔:將危險帶電部分與所有其他電氣回路和電氣部件絕緣以及與局部地絕緣,并防止一切接觸的保護措施”。特殊場所的照明變壓器必須采用雙繞組安全隔離變壓器,嚴禁使用自耦變壓器代替安全隔離變壓器。
在圖4中TN-C-S系統(tǒng),戶外設(shè)備A與保護接地導體PE導體聯(lián)結(jié),設(shè)備B經(jīng)過一安全隔離變壓器供電,變壓器二次側(cè)回路帶電導體是不接地的,設(shè)備B的金屬外殼不與PE導體聯(lián)結(jié)可與地接觸,當某處發(fā)生接地故障使PEN導體和PE導體帶故障電壓Uf,供電回路的過電流防護電器裝置因故障電流小而拒動,致使Uf持續(xù)存在,圖中戶外無總等電位聯(lián)結(jié)作用區(qū)內(nèi)的設(shè)備A的外殼因此也帶故障電壓Uf,存在電擊(觸電)危險,但在同一區(qū)域內(nèi)的設(shè)備B經(jīng)過安全隔離變壓器供電后,切斷了故障電壓Uf傳導至設(shè)備B的金屬外殼的路徑,從而防止了這種電擊事故的發(fā)生,這種經(jīng)過安全隔離變壓器供電的防止電擊的防護措施被國際電工委員會IEC稱為保護分隔。
這種保護分隔既能防自身電氣回路的接地故障引起的觸電(電擊)事故,也能防止沿PE導體傳導來的危險故障電壓引起的觸電(電擊)事故,在使用該措施時要注意該措施時,隔離變壓器二次側(cè)及設(shè)備嚴禁與保護接地導體PE導體聯(lián)結(jié)和不適用于水下場所等要求,如圖5所示。

圖4? TN-C-S系統(tǒng)

圖5 SELV回路在任一接地故障情況下確保人身安全
金屬容器和金屬管道等受限空間施工時,必須使用SELV回路供電若將安全隔離變壓器帶入金屬容器或金屬管道內(nèi)使用,一次側(cè)220V電源引入,沒起到安全隔離作用,反而將帶來更大的電擊危險,本條強制要求,禁止將安全隔離變壓器帶入受限空間使用是完全正確的。
增加了受限空間焊接施工的管理規(guī)定,在受限空間的管道、容器內(nèi)進行焊接作業(yè)時,有發(fā)生電擊事故風險;在受限空間焊接時產(chǎn)生的有害氣體存留在空間里,會使空氣中的含氧量下降,導致職業(yè)病發(fā)生風險,還有熱量積累風險問題,火災爆炸風險問題等。在GB 55034-2022中3.10.6規(guī)定了應采取可靠的絕緣或接地措施防止電擊事故,防止職業(yè)病發(fā)生,熱量積累風險要求焊接工作必須在通風較好的環(huán)境中進行,將保障通風措施列為強制性條款。
6、GB 55034-2022有待商榷的問題
6.1 第3.10條“觸電”
GB 55034-2022中,關(guān)于臨時施工用電的要求在第3.10條:“觸電”。何謂觸電,在百度詞條的中“觸電”的解釋是:觸電是電擊的俗稱,通常是指人體(某個部位)直接觸及電源或高壓電經(jīng)過空氣或其他導電介質(zhì)傳遞電流通過人體時引起的組織損傷和功能障礙,重者發(fā)生心跳和呼吸驟停。簡單來講觸電就是電流進入人體并穿過人體時造成傷害的過程?!坝|電”是動詞,表述電擊的過程。是老百姓的用語,比較接地氣。
既然觸電就是電擊,電擊在GB/T 2900.71-2008 / IEC 60050 – 826 :? 2004 ?中的表述為:“836-12-1電擊electric shock:電流通過人體或動物軀體而引起的生理效應”[4],有電擊,就必須有防護措施,即“電擊防護”,按照[3]GB 16895.21-2020/IEC 60364-4-41:2017《低壓電氣裝置 第4-41部分:安全防護 電擊防護》的410.3.3在設(shè)備的選擇和安裝中,電氣裝置的每個部分應按外界影響條件分別采用一種或多種防護措施,通??捎孟铝斜Wo措施做好施工現(xiàn)場臨時用電的保護措施。在這個標準中應用老百姓的口頭語言“觸電”來作為標準術(shù)語,筆者個人感覺欠妥,應該采用電擊在GB/T 2900.71-2008/ IEC 60050 – 826 :? 2004中的術(shù)語更為準確,建議修改為“電擊防護”等。
6.2建議增加對RCD選擇和使用的條款
對剩余電流動作保護電器(RCD)的使用,在新標準GB 55034-2022沒有提出要求,RCD作為施工現(xiàn)場臨時施工用電的附加保護非常重要,建議增加對RCD的選擇、使用的條款,建議按照GB/T 16895.7-2021/ IEC 60364-7-704:2017《低壓電氣裝置? 第7-704部分:特殊裝置或場所的要求? 施工和拆除場所的電氣裝置》[9]的要求,在施工現(xiàn)場受外界因素影響較大的特殊場所,在基本保護和故障保護失效或用電不慎時的情況下可選用剩余電流不大于30mA的RCD作附加保護措施,其RCD之間的選擇性保護應滿足GB/T 16895.4-1997《建筑物電氣裝置 第5部分:電氣設(shè)備的選擇和安裝 第53章:開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》的539.3條,但不能將RCD作為唯一的保護措施的相關(guān)內(nèi)容。
7、結(jié)語
?GB 55034-2022《建筑與市政施工現(xiàn)場安全衛(wèi)生與職業(yè)健康通用規(guī)范》的發(fā)布,填補了新JGJ46未發(fā)布在施工現(xiàn)場臨時施工用電技術(shù)管理方面的空白,糾正和補充了過去十多年的在臨時施工用電技術(shù)管理上的部分缺陷和落后的過時的技術(shù)及措施,特別是引入了國際電工委員IEC的電擊防護和保護分隔等相關(guān)先進理念,為提升施工現(xiàn)場電氣安全管理,減少施工現(xiàn)場電擊安全施工提供了技術(shù)保障。
參考文獻
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