9隧道施工供电配套方案

9.1 一般原则

（一）隧道施工供电，包括生产用电（含电动机械用电和施工照明

用电）及生活用电等；

（二） 隧道施工临时用电设备在5台及以上或设备总容量在50kW

及以上者，应编制用电组织设计；

（三）隧道施工供电必须遵循①施工现场临时用电安全技术规范

JGJ46—2005②建设施工安全检查标准DBJ01-56-2001③建筑电气工程施工质量验收规范GB50303—2002④与工程相关的施工组织设计技术文件等；

（四） 隧道施工临时用电组织设计应包括下列内容：

现场勘测； 确定电源进线、变电所或配电室、配电装置、用电设备位置及线路走向；进行负荷计算；选择变压器； 设计配电系统：1)设计配电线路，选择导线或电缆；2)设计配电装置，选择电器；3)设计接地装置；4)绘制临时用电工程图纸，主要包括用电工程总平面图、配电装置布置图、配电系统接线图、接地装置设计图。

9.2变电站设置

（一） 变电站容量确定

现场附近有30kV（或10kV）高压电源时，一般多采取在工地设小

型临时变电所，装设变压器将二次电源降至380V/220V，有效供电半径一般在800-1000m以内。大型工地可在几处设变压器（变电所）。

施工供电首先要确定总用电量，以便选用合适的变压器（发电机）、各类配电开关设备和线路导线。确定施工现场总用电量时，并不是简单地将所有用电设备的容量相加，因为实际生产中，并非所有电动设备都同时工作，并且处于工作状态的用电设备也不是都处在满负荷状态。其用电量可按下式计算：

P1P计1.05~1.1K1K2P2K3P3（1-1） cos P计——计算总用电量（kW•h）；

P、P、P123——分别为全部施工动力用电设备额定功率、

电焊机额定容量、照明设备额定用电量之和（kVA）。

K1、K2、K3——全部施工动力用电、设备电焊机、照明设备同时

使用系数。

cos——用电设备功率因素，施工最高为0.75～0.78，一般为

0.65~0.75。

（二）变电站设置方式及原则

（1）根据隧道长度及设备配置确定变电站设置方式

隧道施工用电布置常见两种方式：一种是针对短隧道施工，采用洞外设置变电站，低压送电进洞；另一种针对长、特长隧道施工，采用30KV（或者10KV）高压送电进洞。

常规施工隧道在独头掘进1200米以下时，可以适当通过增大线路

线径、减小电阻来降低电压损失，同时调节变压器分接开关档位以提高输出电压等方式，基本上可以保证洞内用电设备的正常使用。当超过1200米或使用凿岩台车或采用移动供风等大负荷用电时，就应当采用高压进洞的配电方式，并每800～1000米左右移动一次变压器。当隧道内使用空压机、通风机等不经常移动的大功率设备时，变压器就近安装，以提高供电质量和经济性。 （2）变电站设置原则

变压器位置选在便于运输、运行、检修和地基稳固、安全可靠的地方，同时满足以下几个方面的要求。

① 隧道洞外变电站，设在洞口附近，并靠近负荷集中地点和设在电源来线同一侧。

② 变压器安设在供电范围的负荷中心，使其投入运行时线路损耗最小，并能满足电压要求。当配电电压在380V时，供电半径在800～1000米左右。

③ 洞内变压器安设在干燥的避车洞或横向通道处，隧道施工可设在紧急停车带或加宽带处，变压器与周围及上下洞壁的距离不小于30㎝，并按规定要求设置安全防护。

④ 洞内高压变电站采用井下高压配电装置或相同电压等级的油开关柜，不使用跌落式熔断器。洞内变压器优先采用厢式组合变压器，高、低压侧采用成套组合开关柜。

9.3供电线路选择与架设

隧道施工低压供电线路，按照JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》之规定，采用三相五线制TN-S系统供电，供电电压为400/230V，动力用电额定电压380V。洞内照明电压：作业地段不大于36V，成洞地段采用220V。

为解决长隧道供电电压降过大的问题，采用高压进洞方式，在成洞地段敷设高压电缆引入30KV（或10KV）高压电，在适当地点设置变压器降压至400/230V低压电以供洞内使用（如图1）

图1 隧道施工供电线路设置

（一）、低压供电线路选择

洞内400/230V供电线路，规范要求宜采用橡皮绝缘铜芯绞线，实际施工中因考虑到经济成本问题多采用塑料绝缘铝绞线或橡皮绝缘铝绞线架设。开挖、未衬砌地段以及移动式手提灯使用铜芯橡皮绝缘电力电缆，各种导线规格及安全载流量参见相关规范及手册。 根据电力施工规则规定，选用的导线截面应使末端电压降不超过额定电压的10％和国家对经济电流密度的规定。

线路电压降可按下式计算：

（单相电路） 或

式中：

—按单相电路计算的电压降（V）；

—按三相电路计算的电压

（三相电路）

降（V）； —送电距离（m）； —线路通过电流（A）； —经济电流密度（A/mm2）其中铜导线 =1.4、铝导线=0.9； —导线截面（mm2）。

在隧道供电中，一般不宜采用加大导线截面的办法来减少电压降和增加送电线路的距离，导线合理的最大截面见表-1。

表-1 隧道供电线路经济合理最大截面（mm2）

明 线 供 电 干 线 ≤185 分 支 线 路 ≤70 干 线 ≤95 电 缆 供 电 分 支 线 路 ≤50 （二） 低压线路架设

（1）一般要求

① 输电干线或动力、照明线路安装在同一侧时，采用分层架设。架设原则是：高压在上，低压在下；干线在上，支线在下；动力线在上，照明线在下。洞内电线路架设在风水管路相对一侧，电线悬挂高度距人行地面距离为：110V以下不小于2m，400V大于2.5m，10KV不小于3.5m，如图-2。

图2 隧道施工供电线路设置

② 根据隧道作业特点，电线路架设分两次进行。在进洞初期，先用橡套电缆架设临时电路，随着工作面的推进，在成洞地段用胶皮绝缘线架设固定线路，换下电缆供继续前进工作面使用。

③ 通电的多余电缆不能盘绕堆放，以免引起电线过热发生燃烧和增加线路电压降。

④ 成洞地段400/230V供电线路，一般采用明线架设成固定线路，导线固定方式采用绝缘瓷瓶支承；开挖、未衬砌地段按移动式线路布置，导线采用铜芯橡套电缆，采用瓷瓶或托木临时支承。 （2）洞内低压系统布置

采用三相五线制TN-S接零保护和三级配电、两级漏电保护系统。三级配电指配电系统设置总配电箱、分配电箱、开关箱，动力配电与照明配电分别设置，动力开关箱与照明开关箱分设。两级漏电保护指

分配电箱和开关箱，均经由漏电保护开关保护。变压器出线端设置无功补偿，低压总配电柜设短路、过载及漏电保护等。

（三）、洞内高压供电线路

（1）线路架设一般要求

① 洞内30KV（或10KV）供电线路选用铜芯铠装高压电缆，电缆线路终端安装密闭和绝缘性能良好的接线盒。电缆两端垂直高差在15m以上时，采用不滴油电力电缆。

② 洞内敷设的高压电缆，在洞外与架空高压线连接时，安装相同电压等级的阀型避雷器一组及相应开关设备。

③ 成洞地段用30KV（或10KV）高压电缆送电以及洞内设置30KV（或10KV）变电站时，除符合有关规定外，并制定保证安全的措施。 ④ 高压电缆终端头及电缆接头的制作，严格遵守制作工艺规程，由经过培训并持证上岗的专业电气人员进行操作，电缆终端与接头的主要性能符合现行国家标准《额定电压26/35KV及以下电力电缆附件基本性能要求》的规定。

⑤ 电力电缆接地线采用铜绞线或镀锡铜编织线，其截面面积一般不小于16mm2；电缆终端上作明显的相色标志，且必须与系统的相位一致。

（2） 隧道高压系统布置

在洞外高压线路T接点下端安装隔离开关、高压负荷开关及阀型避雷器各一组，高压铠装电缆由负荷开关出线端接入。高压电缆进入

隧道内沿低压线路上方敷设，与低压线路保持1米距离，电缆可通过在隧道边墙上设置的挂钩来支承，为保持电缆的顺直，挂钩每3～5米左右设置一个为宜，挂钩与电缆接触部位套上塑料绝缘管，防止挂伤电缆表皮。洞内厢式变压器四周设反光标志、警示灯、防护标识标牌并设2米高以上的围栏，并安装门锁，变压器离底板距离在1米左右。

9.4 接地与保护

在施工现场专用变压器供电的TN-S接零保护系统中，电气设备的金属外壳与保护零线连接。保护零线由变压器工作接地线或总配电室电源侧零线引出并单独敷设，保护零线除在配电室或总配电箱处做重复接地外，还在配电系统的中间处和末端处做重复接地，重复接地线与保护零线相连接。电力变压器工作接地电阻值不大于4Ω，保护零线每一处重复接地装置的接地电阻值不大于10Ω。如图-3所示。

图3 专用变压器供电时TN-S接零保护系统示意