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關鍵詞:基坑支護卸荷支頂斜撐
1工程概況
某建筑位于太原市汾河東側500m。該工程地下1層,地上15層,建筑面積11000m2,鋼筋混凝土框架剪力墻結構。采用Φ800mm鋼筋混凝土灌注樁,1500mm厚條形承臺基礎,承臺基礎用400mm厚構造筏板(筏板下設300mm厚干爐渣)相連,基礎頂標高-5.13m,平面尺寸43.8m×19m。構造筏板干爐渣底標高-6.00m,承臺墊層底標高-6.80m,電梯基坑處局部-8.37m,室內外高差0.9m,自然地坪為-1.06~-1.6m。施工前期,鋼筋混凝土灌注樁和基坑支護帷幕樁已相繼施工完成。
1.1工程水文地質條件工程場地土自上而下依次為:
①雜填土,平均層厚1.18m;
②粉土,平均層厚1.5m;
③粉細砂,平均層厚3.88m;
④I:中砂,中密,平均層厚9.02m;
⑤II:粉細砂,中密,平均層厚4.73m;
⑥粗砂礫,中密,平均層厚2.22m;
⑦粉土,平均層厚5.14m。
土質類型為中軟場地土,場地類別Ⅲ類。地下水位在自然地坪下2.2~2.7m,為潛水類型,由東向西流入汾河。
1.2周邊環境
該工程東側相距6m為5層辦公樓,西側相距8m為6層住宅樓,南側相距4m為寬15m的道路,相距25m為5層住宅樓,道路下埋設有各種管線。
1.3基坑帷幕
基坑四周布設雙排噴水泥漿深層攪拌樁,樁徑Φ500mm,樁長12m,樁頂標高-2.5m,樁間距350mm,排距400mm。
1.4基坑支護
東西兩側距離辦公樓、住宅樓分別為3m、5m處,各布置14根鋼筋混凝土灌注樁,樁徑Φ600mm,樁長12m,間距1.5m,頂標高-1.8m,混凝土強度等級C25。周圍均勻布置8Φ18受力筋,箍筋Φ8@200。南北兩側帷幕樁兼作支護樁。
2基坑支護綜合處理方案
2.1原支護樁復核該工程的巖土工程勘察報告,未提供土的力學性能指標。原支護設計采用的技術數據及要求的技術條件也未獲得。按經驗數據驗算,東西兩側的鋼筋混凝土支護樁及南北兩側的噴水泥漿深層攪拌帷幕支護樁均不能保證安全,必須采取處理措施。
2.2基坑支護處理原則
(1)盡量保留原有支護樁,使其充分發揮作用,以節約投資;
(2)確保基坑支護結構在基礎施工過程中安全可靠;
(3)避免因基坑周圍土體變形和降水不當,造成鄰近建筑、道路和地下管線的不均勻沉降;
(4)便于施工操作。根據上述原則,經過對幾種方案的分析比較和細致計算,確定了基坑支護的綜合處理方案。即采用土體卸荷、對不同的開挖深度采取不同的支頂斜撐和不同的承臺胎模的作法;降水采用輕型井點和回灌的措施。
2.3綜合處理方案介紹
2.3.1鋼筋混凝土支護樁和帷幕支護樁外側挖土至-3.5m卸荷,卸荷寬度2.5m,其標高略高于地下水位;
2.3.2400mm厚構造筏板部位,用370mm厚磚胎模保護被動土區不受干擾;
2.3.31500mm厚條形承臺部位,先以工程樁為支點,用鋼管斜撐臨時支頂鋼筋混凝土支護樁和帷幕樁,然后挖土滿砌磚胎模加強被動區,再拆除斜撐;
2.3.4電梯基坑部位,以4排工程樁為支點,邊挖土、邊用4道鋼管斜撐支頂帷幕支護樁,澆筑配筋混凝土胎模兼支護墻,再割除斜撐;
2.3.5采用4套輕型井點降水,其中3套設在支護樁及承臺筏板之間,井點管底標高-9m,高于帷幕樁底3m,在卸土區挖土后安設,主體結構完成4層后拆除;另1套設備設在電梯基坑東、南、西三面,挖土至-6.8m時安設,電梯基坑混凝土完成后拆除;
2.3.6在基坑東、南、西三面布置10口回灌井,保證回灌水高度-3.8m。
3方案的實施順序及施工要點
3.1施工順序施工準備卸荷區統一挖土至-3.5m支護樁內側邊3套輕型井點管埋設,打回灌井、觀測井,組裝降水回灌系統降水回灌基坑內土方開挖,支護樁內側寬2.5m的范圍挖至-5.1m時暫保持不動,其余部位挖至-6m條形承臺部位挖至-6.8m,支頂斜撐,挖除支護樁內側保留土;砌筑磚胎模砌體兼支護墻,拆除斜撐電梯基坑外側1套輕型井點管埋設,機組組裝降水電梯基坑部位挖土,斜撐處斜面分層挖土,分別支頂-5.0m、-6.6m、-7.5m、-8.2m斜撐,支模澆筑鋼筋混凝土胎模兼支護墻,割除斜撐,封斜撐管口電梯基坑部位基礎承臺施工拆除電梯基坑外側1套輕型井點其余承臺筏板施工。
3.2施工要點
(1)型鋼和鋼板用Q235,混凝土強度等級C30,砌體均用M10水泥砂漿砌MU10磚。
(2)為使東西兩側樁間土在施工過程中保持穩定,邊開挖、邊在支護樁間掛鉛絲網抹灰。
(3)鋼斜撐下端支頂在工程樁上,斜撐與工程樁相接觸處焊弧形鋼墊板,鋼墊板與工程樁間孔隙用水泥砂漿或水泥漿灌實;鋼斜梯上端槽鋼組合腰梁與支護樁間孔隙,用細石混凝土或水泥砂漿灌實。
(4)同一根工程樁上支頂兩根斜撐的,在該工程樁與其鄰近后側樁間水平支頂木撐,以確保工程樁的安全。
(5)支頂斜撐的設置,必須遵循先撐后挖的原則。斜撐的拆除,必須在砌體砌筑后2d且混凝土強度至少達到C10以上時進行。
4施工監測結果
4.1周邊環境東、西兩側建筑及南側道路穩定,無開裂現象發生,建筑物的最大沉降值10mm,最大傾斜值0.07%,屬正常允許范圍。
4.2支護樁頂變形觀測點埋設后進行第一次觀測。從挖土開始,在施工的不同階段,每日或隔日進行觀測,直至承臺混凝土施工完畢,共觀測10次,東、南、西、北的最大位移分別為7mm、7mm、8mm、20mm。
深基坑支護是一個結構體系,需要滿足一定的變形與穩定要求,才能確保建筑工程的質量。而正常使用極限狀態和承載能力極限狀態是深基坑支護設計要求中的兩種極限狀態要求。正常使用極限狀態是由于開挖引起周邊土體產生的較大變形或支護結構變形而影響正常使用,但又沒有對結構的穩定性產生影響的極限狀態;而承載能力極限狀態是指支護結構滑動、傾倒、破壞或周邊環境的破壞而形成大范圍失穩的極限狀態。基坑支護設計時要保證相對承載力極限狀態的安全系數,才能確保支護結構穩定。同時在基于支護結構穩定的前提下,應控制好位移量,以防止影響到周圍建筑物的安全使用。在設計的計算理論方面,要計算出支護結構穩定性,同時也要計算出支護結構的變形問題,基于周圍環境條件下,將變形控制在允許范圍值內。支護結構的位移控制主要是水平位移,因其便于直觀監測位移情況及位移量變化。
2深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用
2.1土釘支護施工土釘支護施工主要通過利用土釘與土體之間發生的相互作用以加固邊坡的功能,可以使土體具有良好的穩定性和整體性。土體主要受彎矩作用和拉力作用影響而發生變形,因此,在設計土釘的抗拉力和強度時,結合相關施工標準,根據建筑工程施工實際情況進行有效設計。土釘支護施工時應注意:(1)嚴格根據相關要求進行土釘拉拔試驗,以確保土釘的實際拉拔力,該項試驗檢測應由具有一定資質的第三方進行。此外,還應準確把握好注漿力度和注漿量。(2)根據鉆機的總長度準確計算實際孔深,并明確標注每個孔口的深度。(3)嚴格根據施工設計要求控制好漿液的水灰比和外加劑數量及類型。通過重力完成注漿操作,直至注滿。同時應在漿液初凝之前進行補漿作業,一般是1至2次。
2.2土層錨桿施工土層錨桿施工主要通過錨桿鉆機鉆孔直接到達預計深度,注入水泥漿以保護孔壁,同時穿鋼絲絞線,進行多次補漿施工,最后基于滿足設計要求強度下鎖定張拉。具體施工流程如下:測量人員應嚴格根據設計要求在施工現場確定錨桿具置,隨后讓錨桿機就位,然后詳細檢查錨桿各個方面有無問題,如鉆桿傾角、錨桿水平位置、標高等,確認無誤后方可進行作業;在鉆孔過程中,應嚴格根據設計要求鉆孔深度進行作業。同時使用錨桿前,應全面檢查錨桿是否存在問題,尤其是隱蔽工程要檢查并做好相應的記錄。此外,作業過程中,如果遇到異常問題或遇到障礙物時應立即停止鉆孔,詳細分析問題產生原因并采取有效的措施予以解決后方可繼續作業。錨桿水平方向孔距應根據施工相關規定進行嚴格控制,允許誤差范圍為在50mm以內,保證垂直方向孔距誤差在100mm以下。對于鉆孔底部的偏斜尺寸應控制在錨桿長度的3%以下。對于注漿的材料種類選擇及配合比確定方面,應嚴格根據設計標準進行,同時要確保漿液內干凈,無雜物。漿液在攪拌時采用一邊攪拌一邊用的形式進行,且應勻速攪拌。注漿時應按照孔底自下而上的順序進行作業,直至孔口溢出漿液時停止注漿。除此之外,進行張拉錨桿時,應預先標定好張拉設備,張拉施工均需滿足錨固體與臺座混凝土強度在15MPa以上的條件后方可進行作業。錨桿張拉前,應選取0.1至0.2倍的設計軸向拉力值,并對錨桿進行預張,一般為1至2次,以使錨桿各個部位間緊密,達到桿體完全平直的狀態。
2.3護坡樁施工護坡樁施工是護坡施工中常用技術,具有高施工效率、污染小等優點,主要應用于地質環境較為復雜的施工中。具體施工流程如下:使用螺旋鉆機達到預定深度,按照從孔底自下到上的順序不斷壓入漿液,以無塌孔問題或地下水的位置為界限,不斷使漿液上升,直至達到相應位置,然后將其全面提出鉆桿,將骨料和鋼筋籠投放,最后進行多次高壓補漿作業。
3深基坑施工質量監督
深基坑支護系統的施工質量高低直接影響著整個工程施工質量高低,因此,應加強深基坑支護施工質量的監督工作。明確挖土方案及施工組織情況,充分運用觀測體系以隨時掌控施工突況,確保施工安全與質量。加強對深基坑邊坡變形情況、周邊建筑及地下管線變形等方面情況的檢查,減少安全隱患。同時,還應嚴格執行安全責任制度,明確分工與職責。
4小結
紙張的耐久性取決于纖維素的性質,盡管纖維素在一定的條件如高溫、高濕、酸、酶、氧化劑等下,可發生水解和氧化反應,但只要我們在檔案保護過程中,注意排除發生兩大化學反應所需要的條件,就可以使紙質檔案的壽命達到上百年甚至上千年。
電子文件的載體材料是磁性物質和光盤。聚酯底基是磁盤和磁帶的支持體。聚酯底基具有易產生靜電而吸引塵埃導致卷曲、易與磁粉脫離、伸長后不易恢復等缺點。粘和劑起著連接底基和磁粉的作用,它具有易熱脹冷縮、磨損、脫落、粘連、生霉等缺點,直接影響信息再現。磁粉中的磁性氧化物顆粒的剩磁感應強度是記錄和再現信息的決定因素,它極易受外磁場影響而導致退磁、消磁等。光盤是利用激光進行信息存取的,它呈圓盤狀,由盤基、記錄介質和保護層等部分組成。目前光盤常用的記錄介質主要有碲、碲合金、硒、碳鋁化合物以及一些在激光熱效應作用下易產生物化性質變化的材料。這些材料不穩定、易氧化、易與堿溶液發生反應。與紙質檔案載體相比,電子文件載體材料的壽命要短得多,一般僅為5-15年。
2環境條件影響的差異
2.1溫濕度影響的差異
不適宜的溫濕度對磁性載體、光盤和紙張均有影響。對紙張而言,高溫高濕,可促進紙張發生水解-氧化反應,加速紙張內部不利化學成分對紙張的影響,也可使字跡材料發生擴散、洇化現象。而電子文件載體受溫濕的影響方式截然不同。在溫度過高或過低條件下,聚酯底基易膨脹或收縮變形,光盤載體中使用的塑料、鋁和多碳材料也會彎曲變形,影響激光束精確定位和數據的讀寫。實驗證明,保存紙質檔案的標準溫度為14℃-24℃,相對濕度為45%-60%,而保存電子文件的理想溫度為16℃-20℃,相對濕度為40%±5%,可見,溫濕度對電子文件和紙質檔案的影響程度是不同的。
2.2灰塵影響的差異
灰塵對紙張的危害主要是機械磨損紙張、使紙張發生粘結而形成“檔案磚”、給紙張帶來霉菌等。而灰塵對電子文件載體的損壞主要有物理損壞、化學損壞和生物損壞。物理損壞是指污染、劃傷磁盤、磁帶、光盤表面,造成記錄信息的損毀;化學損壞是指灰塵中所含的化學成分會不同程度地引起磁盤、磁帶、光盤載體腐蝕、降解等化學作用而毀壞,造成記錄信息消失;生物損壞是指灰塵是霉菌孢子的傳播者,也是霉菌的培養基、繁殖地,霉菌分泌的酶和有機酸會損壞磁性載體和光盤,使數據丟失。綜上所述,灰塵均可以損壞紙張和電子文件載體。只是對紙張而言,即使灰塵已經對其產生實質性的損害,如磨損紙張、形成“檔案磚”、產生色斑和霉斑等,也可通過修復手段在很大程度上恢復其所記錄信息。而灰塵一旦對電子文件載體造成危害,載體上所記錄的信息可能會局部丟失,在計算機系統上便無法讀出原始信息,使電子文件失去保存價值。因此,防止灰塵對電子文件載體的危害有特別重要的意義,在電子文件形成和使用過程中,要采取嚴密的防灰塵措施。
2.3外來磁場和機械震動影響的差異
磁場和機械震動對紙質檔案無任何影響,而對電子文件的磁性載體則是最重要的影響因素。外來磁場作用于磁性載體,能使磁性涂層的剩磁發生消磁或磁化,造成信號失落或信噪比降低,破壞記錄信息,影響讀出效果。此外,強烈的機械震動也會影響磁性載體材料中磁分子的排列次序,造成剩磁衰減,從而破壞記錄信號。因而要防止外磁場的影響,如遠離強磁場,將磁性載體存放在有抗磁性的框架內或金屬盒內等等,并避免強烈的機械震動。
2.4光線和有害氣體影響的差異
光線和有害氣體對紙張的危害主要是促進紙張發生水解氧化反應,導致紙張強度的降低。而有害氣體和光線,特別是紫外線對電子文件的破壞力更大。有害氣體主要是二氧化硫、硫化氫、二氧化氮和氯氣等具有酸性和氧化性,在一定條件下,腐蝕、破壞磁性載體和光盤,致使盤基帶基老化、變質和磁粉脫落,使電子文件信息丟失。光線能使電子文件載體材料發生光氧化反應,使盤基帶基老化,強度下降。同時,紫外線的能量足以破壞磁性載體的剩磁的穩定性,導致信號衰減,影響磁性記錄信息的讀寫效果。
3技術壽命的差異
紙質文件一旦形成,其制成材料—紙張、字跡材料、字跡三者永遠結合在一起,它的壽命與其內部諸因素和保護環境條件有關。而電子文件的壽命不僅與其內部諸因素和保護環境條件有關,更與技術革新有關。因為電子文件是通過計算機將信息與載體結合在一起而形成的,必須通過計算機才能識讀。一旦技術過時,則載體上的信息就無法讀出。技術過時的表現有兩個方面,一是技術革新,使舊的存貯技術消失。二是由于商業性的原因,使由單個廠家生產或銷售的電子文件設備會由于廠家的破產或改變產品生產而很難找到配套產品。一般說來,大多數電子文件載體的預期壽命都超過了識讀它的硬件和軟件的技術期限,也就是說,技術過時對電子文件安全性的影響顯得更為重要。因此,對于電子文件中數字化信息的長期存取而言,技術過時比載體損壞是更為嚴重的危害。針對技術過時,歐美國家在理論上提出三種解決辦法:將閱讀電子文件的設備與軟件保存到某種技術博物館中;在紙與縮微膠片上制作拷貝;將電子文件轉換為盡可能中性格式的文檔。這三種方法只能是在沒有其它更好措施的情況下的暫時性辦法,因為隨著需要保存的電子文件數量的增大,這三種方法都將花費大量的人力物力。最近,信息專家提出了用標準化的方法,即用國際標準化組織用于連接開放系統的互連標準,使不同系統和不同軟件的數據可以進行互換。這種方法不失為解決技術過時的新途徑。
4信息保護的差異
關鍵詞:TN系統TT系統IT系統RCD保護接地接零
電能是一種即發即用、便于傳輸、使用的清潔能源。我國電力工業發展速度2000年全國發電量為1368.5TWH發電裝機容量達到319GW,居世界第二位。電氣化水平也得到了極大提高。電能已經成為我國各方面建設及人們生活中不可缺少的能源。電能的使用已遍及各行各業。如:電能用于金屬熔煉、焊接、切割及金屬熱處理,用于電解、電鍍及電化加工,電能還用于運輸工業、醫療及農業灌溉等。現在,電能正愈來愈多地用來改善居住環境等。
1接地方式
長期以來,電力安全運行及正確使用電能一直是人們關心的問題,而配電系統的正確接地及有效保護技術又是安全利用電能的重要方面。
電力系統中,有兩種接地方式,即中性點直接接地(亦稱大電流接地系統),另一種是中性點不接地(或經消弧線圈接地,亦稱小電流接地系統)。在110kV及以上的高壓或超高壓電力系統中,一般采用中性點直接接地,這是為了降低高壓電器設備的絕緣水平,也可以防止在發生接地故障后產生的過電壓,可免除單相接地后的不對稱性。這種接地方式下,接地故障所產生的零序電流足夠使繼電保護靈敏動作,所以保護可靠。
中壓配電系統一般中性點不接地,所以,一旦發生單相接地故障,系統還能在不對稱方式下運行二個小時。但是地下電力電纜大量使用及城市用電負荷急增,不少地方已開始采用中性點接地方式。
對380/220V的低壓配電系統,除某些特殊情況外,絕大部分是中性點接地系統,其目的是為了防止絕緣損壞后運行人員遭受觸電的危險。
這里舉一例說明(見圖1),低壓三相四線制變壓器二次側中性點經接地,電氣設備外殼不接地。當外殼帶電時,有人觸及外殼,此時流過人體的電流為:
Iren=
式中:ux——相電壓(V)
rren——人體電阻(Ω)
r0——接地裝置電阻(Ω)
由于r0<<rren≈1500Ω,則Iren≈≌0.147A,結果遠大于安全允許值。
2漏電保護器
國家標準GB16917.1—97《家用或類似用途帶過電流保護的剩余電流動作斷路器的一般要求》等標準規定,漏電保護器可分:
(1)漏電動作開關(僅有漏電保護的保護器);
(2)漏電動作斷路器(帶過載、短路和漏電三種功能保護器);
(3)漏電繼電器(僅有漏電報警功能的保護器)。
2.1保護器的工作原理
漏電保護是一種電流動作型漏電保護,它適用于電源變壓器中性點接地系統(TT和TN系統),也適用于對地電容較大的某些中性點不接地的IT系統(對相-相觸電不適用)。
漏電保護器工作原理見圖2。三相線A,B,C和中性線N穿過零序電流互感器,零序電流互感器的副邊線圈接中間環節及脫扣器。
在正常情況下(無觸電或漏電故障發生),由克氏電流定律知道:三相線和中性線的電流向量和等于零,即:
+++=O
因此,各相線電流在零序電流互感器鐵芯中所產生磁通向量之和也為零,即:
+++=0
當有人觸電或出現漏電故障時,即出現漏電電流,這時通過零序電流互感器的一次電流向量和不再為零,即:
Δ+++≠0
零序電流互感器中磁通發生變化,在其副邊產生感應電動勢,此信號進入中間環節,如果達到整定值,使勵磁線圈通電,驅動主開關,立即切斷供電電源,達到觸電保護。
2.2漏電保護器性能參數說明
2.2.1額定漏電動作電流(In)
它是指在規定條件下,漏電保護器必須可靠動作的漏電動作電流值。國家標準(GB6829—86)規定為0.006、0.01、0.015、0.03、0.05、0.075、0.1、0.2、0.3、0.5、1、3、5、10、20A計15個等級,在0.03A(30mA)以下為高靈敏度,0.03~1A為中靈敏度,1A以上為低靈敏度。
2.2.2額定漏電不動作電流(In0)
這是為防止漏電保護器誤動作的必需技術參數,即在電網正常運行時允許的三相不平衡漏電流。國家標準規定In0不得低于In的1/2。
2.2.3漏電動作分斷時間
動作時間是從突然施加漏電動作電流開始到被保護主電路完全被切斷為止。為達到人身觸電時的安全保護作用和適應分級保護的需要,漏電保護器分快速型、延時型及反時限型三種。
2.2.4靈敏度α
一般漏電信號電流不可能很大,又要保證人身安全,我國規定的30mA信號電流可直接接觸保護,國外可小到6mA。
漏電互感器的靈敏度由下式表示:
α=
式中:
E——副邊繞組中感應電動勢模;
I——一次漏電流的模。
α反應了漏電互感器對漏電流的反應能力。根據電磁感應原理計算得到:
=1/
采取加大鐵芯截面積,增加匝數N1,可以增加勵磁阻抗Zm,及增加負載阻抗ZL,則可以得到高的靈敏度。3低壓配電系統的接地
3.1三種接地系統
在我國的《民用電氣設計規范》(JGJ/T16—92)標準中將低壓配電系統分為三種,即TN、TT、IT三種形式。其中,第一個大寫字母T表示電源變壓器中性點直接接地;I則表示電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地。第二個大寫字母T表示電氣設備的外殼直接接地,但和電網的接地系統沒有聯系;N表示電氣設備的外殼與系統的接地中性線相連。
TN系統:電源變壓器中性點接地,設備外露部分與中性線相連。
TT系統:電源變壓器中性點接地,電氣設備外殼沒有專用保護接地線(PE)。
IT系統:電源變壓器中性點不接地(或通過高阻抗接地),而電氣設備外殼沒有專用保護接地線(PE)。
3.2TN系統
電力系統的電源變壓器的中性點接地,根據電氣設備外露導電部分與系統連接的不同方式又可分三類:即TN—C系統、TN—S系統、TN—C—S系統。下面分別進行介紹。
3.2.1TN—C系統(見圖3)
其特點是:電源變壓器中性點接地,保護零線(PE)與工作零線(N)共用。
(1)它是利用中性點接地系統的中性線(零線)作為故障電流的回流導線,當電氣設備相線碰殼,故障電流經零線回到中點,由于短路電流大,因此可采用過電流保護器切斷電源。TN—C系統一般采用零序電流保護;
(2)TN—C系統適用于三相負荷基本平衡場合,如果三相負荷不平衡,則PEN線中有不平衡電流,再加一些負荷設備引起的諧波電流也會注入PEN,從而中性線N帶電,且極有可能高于50V,它不但使設備機殼帶電,對人身造成不安全,而且還無法取得穩定的基準電位;
(3)TN—C系統應將PEN線重復接地,其作用是當接零的設備發生相與外殼接觸時,可以有效地降低零線對地電壓。
3.2.2TN—S系統(見圖4)
整個系統的中性線(N)與保護線(PE)是分開的。
(1)當電氣設備相線碰殼,直接短路,可采用過電流保護器切斷電源,如果線路較長,可在線路首端裝設RCD,靠它切斷故障電流;
(2)當N線斷開,如三相負荷不平衡,中性點電位升高,但外殼無電位,PE線也無電位;
(3)TN—S系統不必重復接地,因為重復接地后對N線斷后保護設備作用不明顯;
(4)TN—S系統適用于工業企業、大型民用建筑。
3.2.3TN—C—S系統(見圖5)
它由兩個接地系統組成,第一部分是TN—C系統,第二部分是TN—S系統,其分界面在N線與PE線的連接點。
(1)當電氣設備發生單相碰殼,同TN—S系統;
(2)當N線斷開,故障同TN—S系統;
(3)TN—C—S系統中PEN應重復接地,而N線不宜重復接地。
PE線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電,所以TN—C—S系統提高了操作人員及設備的安全性。
3.3TT供電系統(見圖6)
如圖6,電源中性點直接接地,電氣設備的外露導電部分用PE線接到接地極(此接地極與中性點接地沒有電氣聯系)。
(1)當電氣設備發生相碰殼接地,環路阻抗Z=ZL+ZPE+Zf+RA+RB
式中:
ZL——相線阻抗;
ZPE——PE線阻抗;
Zf——相線與外殼間接觸電阻;
ZA——用電設備接地電阻;
ZB——電源中性點接地電阻。
由于ZL、ZPE、Zf很小,可忽略,接地電流:
Id==
按JGJ/T16—92標準規定RA·I'd≤50V,及I'd=
U——相電壓;
I'd——為低壓斷路器瞬時或延時過電流脫扣整定值(A);
Id——單相短路電流(A)。
RA≤(15/29)·RB
如果RB≤4Ω,則:RA≤·RB=2.07Ω;接地電阻的要求極其苛刻,較難實現,因此一般要求RA取值范圍為4Ω~10Ω。
如果RA≤4Ω,則Ia≈12.5A。
由RL1型熔斷器特性曲線與自動開關保護特性曲線得到的保護裝置允許最大整定值列于下表。
由表可知RA≤4Ω時,熔斷器熔體的額定電流Ie≤4A或Ie≤2A,而低壓斷路器瞬時動作整定值Ie≤11A才能保證在規定時間內切斷故障回路。在工程上,這么小的整定值是沒有實際意義的,另外,容量較大的分支負荷或支路負荷也無法采用熔斷器或自動開關作這種TT接地系統的保護電器,因此要采用RCD保護電器。
(2)TT系統在國外被廣泛應用,在國內僅限于局部對接地要求高的電子設備場合,如果在負荷端和首端裝設RCD而干線末端裝有斷零保護,則可適用于農村居住區、工業企業及分散的民用建筑等場所。
3.4IT系統
電力系統的帶電部分與大地間無直接連接(或經電阻接地),而受電設備的外露導電部分則通過保護線直接接地(如圖7)。
圖7(a)配電中性點與地絕緣;圖7(b)配電中性點經電阻(阻抗)接地;圖7(c)配電中性點經阻抗接地而設備外露導電部分接到電源的接地體上。
下面分析發生單相短路故障時的情況這里只論述圖7(b)。在發生第一次接地故障時。
Id≤U/(Z+RA+RB+ZL+Zf)
式中:
Z——配電系統中性點的阻抗
RA——用電設備的接地電阻,一般RA≤4Ω
RB——配電設備中性點的接地電阻,一般RB≤4Ω
U——電源相電壓,220V
ZL——相線電阻
Zf——相線與外殼之間接觸電阻
ZL、Zf數值很小,略去不計。按IEC標準,Z的阻抗推薦5倍于相線電壓數值,
Z=5×2201000Ω
Id≤220/(1000+4+4)=0.218(A)
設備外露部分的電壓:Uf≤Id·RA=0.218×4=0.872V,這個電壓不會造成觸電傷害,因此第一次出現這種情況,不用切斷電源,而是發一個聲光告警。
在發生第二次接地故障時(圖8),M1設備的L3相接地,M2設備的L2相接地時,必須滿足RA·Ia≤50V及RC·IC≤50V,式中Ia、IC分別為M1,M2保護器的動作電流。
在一般情況下,RA=RC=4Ω,則Ia=Ic≈50V/4Ω=12.5A;如果采用熔斷器或空氣斷路器作保護時,IT系統只能提供小容量負荷。如果采用RCD,則IT系統可以提供較大負荷量。4漏電保護器的配置
4.1漏電保護器的配置技術
一般僅有一級保護,額定動作電流In≤Vr/Rs。式中:Vr——安全觸電電壓,特別潮濕場所為2.5V,潮濕場所取25V,而干燥場所取56V;Rs為設備外露導電部分接地電阻。
如果有二級保護,圖9表示了兩級保護的動作時間和動作電流的配合關系。其第一級的目的是為了防止人身間接接觸觸電,被保護電網面積大負載電流大,通常150kVA變壓器總出線電流216A,動作電流取100~300mA,而動作時間為0.2s以上;其第二級的目的是防止直接接觸觸電事故,被保護電網覆蓋小,動作電流選30mA,動作時間≥0.04s。
如果多級漏電保護時,多級漏電保護In1≥3In2t1≥tfd,式中,In1是上一級,In2為下一級RCD額定動作電流,tfd為上一級RCD可返回的時間;tfd為下一級RCD分、合斷時間。
如果要采取三級保護,則(1)末線路端用電設備In=30mAt≤0.1s;(2)分支路選擇RCD,取In=100mAt≤0.3s;(3)干線選擇In=300mAt≤1s。
4.2安裝漏電保護器的注意事項
(1)漏電保護器能否正常工作,它與接地方式及安裝方式有很大關系。這里僅舉一例說明In=100mAt≤1s。
由于兩個漏電保護器出線后的線路混用(見圖10),而造成兩個漏電保護器不能同時供電。
圖中,由于臨時將照明燈泡跨接在兩個漏電保護器出線后的相線與中性線之間,它是跨接在2LDB中的相線與的1LDB中性線之間,當燈泡亮后,其相線電流流經2LDB和1LDB回到中線,很明顯2LDB使出現不平衡電流,1LDB中也出現差流,從而2LDB和1LDB一起動作,切斷了電源,因此造成兩個回路都無法正常工作。
(2)安裝漏電保護器時,一定要注意線路中中性線的正確接法,即工作中性線一定要穿過漏電電流互感器,而保護中性線決不能穿過漏電電流互感器,如圖4—(a)(即TN-S系統)。5結論
(1)不同的接地方式應選用不同的接地保護器。TT系統中,RCD是接地故障的適合保護器;而在TN-C系統,就不宜采用RCD;在TN-S,TN-C-S系統,均可采用RCD作保護器。
隨著普通民眾對于教育的重視程度越來越高,學校的教學壓力越來越大,傳統的教學模式已經難以滿足現階段學校教學的需要,互聯網作為新的教學手段逐漸走進校園。威金斯曾對大量應用互聯網技術的學校現狀進行總結,認為互聯網技術現階段在校園中的主要作用就是識別,獲取并提供進行決策前可進行參考的有用數據,換言之就是在教學管理的整個過程中收集所需的信息,并根據使用者的具體需要對所搜集的信息進行整合,以使用者預期的模式進行展示,為使用者作出下一步的判斷提供可參考的依據。摩根.沃斯認為通過運用互聯網技術可以在教學過程中實現教師、學生、家長、校園管理人員、教育規劃師之間形成一個良好的互動平臺,教師可以將學生的學習情況及時反映給學生家長,學生可以根據自己的實際需要及時地向教師提出問題,家長可以根據實際中的困難向教育規劃師尋求幫助并得到教師的密切配合,教師也可以與學校管理人員之間形成一個良性的互動,在眾多因素的密切配合下,學生的學習生活才能夠得到保障[2]。另外在教學課堂中互聯網技術的廣泛應用,可以將教師的課堂講述變得豐富化,可以增加更多圖文并茂的信息,使學生的記憶不再只停留在文字的硬性記憶,而且教師與學生之間可以形成良性的互動模式,互聯網本身就是人機互動要求非常強的一項技術,所以學生的具體掌握情況可以得到及時的反饋,教師不在為讓學生對所授新知識有感官上的印象而準備大量的描述性語言,可以大大節省課堂的時間,使教師與學生的課堂壓力都得到緩解。學生的閱讀面在互聯網技術的應用下也會被更加拓寬,學生的興趣可以在互聯網環境下得到培養,師生關系更為密切。
2互聯網技術對教學形態的影響
互聯網技術的特性決定教學過程生動性更強、吸引力更大、學生的學習效率得到明顯的提升。使教學模式由傳統的講述與聽授轉變為現代化的多元性發展。對傳統的教學方法、教學思想、教學理念、甚至教學體制都有一定的沖擊作用,是現代教學與傳統教學之間重要的差別所在。
1)對學校的影響
互聯網技術作為新型的現代化技術,它的應用必然導致學校的基礎設施相對更加完善,校園的現代化氛圍更加濃厚,互聯網技術走進課堂后學校對學生的計算機使用技術更加重視,開始創造盡可能多的機會滿足學生對計算機的使用需求,與互聯網技術直接相關的師資力量得以建設,積極引進互聯網的配套設施。在互聯網技術的推動下,各種新的教學手段出現,如大規模在線課程MOOCS,它突破了傳統教學的時間地域限制,只要學生想學習知識即可獨自通過互聯網注冊加入,能夠同時實現幾萬至十幾萬學生共同授課,慕課的出現對于傳統的校園集中學習的形式有了一定的沖擊作用。在信息化的發展直接推動下學校的管理更加現代化,對知識學習的關注程度上升到一個新的階段,教師和學生的整體素質都將會因為互聯網技術的使用而逐漸提高[3]。
2)對教師的影響
互聯網技術的應用為教師提供了有效地教學工具,促進教師的教學方法和教學時間管理發生重大的改變。①促使教師的課堂教學手段發生根本性的變化傳統教學過程中新知識的引入和重點難點的講解都要消耗大量的課堂時間,原本就任務量較大的課堂時間變得更加緊張,教師為了達到教學目標完成教學任務,根本沒有時間顧及到學生的實際掌握狀況。隨著充分應用互聯網技術的新的教學方法出現,這種情況得到了極大的改善。如翻轉課堂,學習的決定權轉移到學生手中,傳統課堂中要求學生掌握的知識點,由教師前期通過視頻、播客、電子書包等方式公布在網上供學生自主學習。課堂上,教師不再占用過多的時間去講授知識,而是專注于與學生互動交流,答疑解惑或進行基于項目的實踐活動。而一些以傳授知識模式進行的教學形態,也逐漸被基于互聯網技術的遠程在線視頻和網絡在線課程所替代。互聯網技術在教學中的應用過程實際上就是教師轉變傳統思想將自己所掌握的知識與現代化先進技術相融合并逐步傳授給學生的過程。準備教學過程中所需要的素材并不是一件容易的事情,它需要根據教師的實際能力,融合教師的教學思想,以教師的業務水平為基礎,憑借教師對互聯網操作技術的應用程度進行綜合的整理。當前在高等院校大規模推廣建設的校本慕課,基于微信朋友圈等手段主動推送知識點的創新應用,對教師互聯網技術應用水平的掌握提出新的要求。③促進教學角色轉變和教學理念更新互聯網技術走進課堂對于教學質量、教學效率的提高都起到了很強的促進作用,教師的教學方法逐步更新,教學理念呈現出與時俱進的趨勢。教師一方面憑借互聯網技術的特點將課堂講解的形式多樣化,內容豐富化,管理人性化;另一方面根據實際情況的需要,通過課件的圖形、影音將復雜的問題簡單化,為教學課堂節省大量的時間,教師的傳統主導地位雖然沒有改變,但已經不再局限于教師全堂教授,學生被迫強行記憶的模式,教師由傳統的課堂主講師轉化為課堂的規劃師、設計師、評價師,課堂的整體設計側重點發生了明顯的改變[4]。教師的角色是意義建構的幫助者、促進者,而不是知識的傳授者與灌輸者;學生是信息加工的主體、是意義的主動建構者,而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸的對象。此過程中教師的工作任務實質上并沒有減輕,互聯網技術下對教師的要求進一步加強,如何制作能夠吸引學生注意力又清晰準確講解知識的課件,如何在學生接觸慕課、網上教學課件等互聯網形式的教學后仍然能夠突出自己的教學風格都成為現階段教師面臨的問題,教師應該在準備充足的授課知識,掌握完備的互聯網的技術的基礎上總結實際教學經驗,轉變教學理念[5]。
3)對學生的影響
學生是學習活動的主體,教學的發展理念都是以更好地為學生服務為前提,為學生創造更加優越的學習環境是現代校園的發展方向,互聯網技術在校園中的應用主體除了直接進行實際操作的教師就是學生,學生受到的影響非常明顯。①提升學習效率采用互聯網技術的教學形態對學生最直觀的改變就是學生可以在課堂中對知識進行圖文并茂的了解,給與學生更加直觀的視覺感受,學生可以通過各種感官刺激對新知識有初步的了解,引起學習的興趣,幫助學生的精神更加的集中,從而提高學習效率。在互聯網技術的校園應用過程中,學生除了在課堂中有接觸新知識的機會,又增添了許多新的途徑,使學生對于新知識更加感興趣,隨著手機互聯網的普及,學生可以通過微信等手段加強與教師、同學間的聯系,使校園的陌生感大大降低,使學生更加熱愛校園、熱愛學習,在課余時間遇到學習上的困難可以及時尋找到可以解決的途徑,大大提升了學生的學習效率[6]。②激發學習興趣,創新意識學生的學習效率取決于學生的學習興趣,而學生的學習興趣直接受到課堂上教師采用何種引入方式的影響,傳統教學中,教師只能根據語言的描述吸引學生的興趣,但對于一些課堂注意力難以集中的學生來說,這種方式根本起不到引導的作用,而互聯網技術的應用可以通過程序設定出一定的場景,使學生觸景生情主動的走進新知識的領域去吸收。特別是一些人機互動的教學場景,學生的思想能夠得到計算機的及時反饋,這無形之中又刺激了學生的學習興趣,學生在發現問題,解決問題的過程中發現樂趣,對知識的敏感度逐漸增強,創新意識和發散性思維逐漸形成,而在這個過程中學生體會到學習的樂趣,對課堂的參與程度越來越高,學習主體意識逐漸增強[7]。
3結論