隧道检修配电箱设置浅析

段玉良，孙巧燕，何奇飞

(1.中交水运规划设计院有限公司，北京 100007； 2.中国公路工程咨询集团有限公司，北京 100089；3.中咨华科交通建设技术有限公司，北京 100195； 4.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵阳 550003)

JTG D70-2—2014《公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施》[1]规定：“隧道内宜设置供维修和养护作业用的配电回路，回路末端应设置漏电保护装置。”由于隧道养护中，检修插座使用率极低，且随着在线远程监测技术不断发展及设备模块化快速更换，可进一步减少对检修插座的使用需求，因此部分从业人员提出：上述规范没有明确要求必须设置专用的配电回路及检修插座，从经济性角度考虑，在3 000 m以下的隧道可不设检修专用回路和插座箱。

2020年，在云南某高速公路项目建设设计阶段，设计及建管养人员就上述问题展开了细致的讨论，焦点主要集中在2点：一是是否有必要设置专用配电回路；二是不同设计人员通常取50 m、100 m间距所安装的检修插座数量相差一倍，如何进一步细化、优化检修插座间距这样的细节。

目前高速公路管养单位、设计咨询等从业者在隧道管养的技术革新升级、管理体制创新等方面研究的关注点多为系统和体制层面的整体性优化，而对一线人员工作的便利、安全等局部细节优化的关注相对较少。为此，本文从现场工作人员的日常维护和管理需要，从一线人员养护工作安全、方便、效率的需求出发，探讨隧道检修插座配电箱设置问题，对规范和常见做法的局部细节性再思考、再优化，供业内参考。

1 检修插座设置的必要性

1.1 作业需求调研

经与部分检测、日常营运、养护等一线作业人员沟通，多认为实际检修和养护的作业中，有设置检修插座的必要。部分常见的作业需求如下：

1) 隧道日常养护使用需求，如日常清洗等；

2) 机电设施检测维护使用需求，如LED灯具更换安装时，易出现安装件与原构件不配套且存在少量灯具位置微调等情况，需重新钻孔安装；

3) 路面养护、检修车道被撞后需进行混凝土工程的大修和养护作业时，设置检修配电回路可极大方便施工作业，提高施工效率及安全。虽然目前已有部分专用大型养护设施自带电源，但这种装备多较贵，现阶段各管养单位难以广泛配置和使用。

1.2 规范条款的理解

设计中产生上述讨论的另一个重要原因是对规范条款的理解，认为上述规范中对配电回路的规定是“宜设置”，且无其它相关规范就此作出更为严格的规定，因此，不设检修回路及插座并无不妥。

但实际上，为便于在执行时对规范条文区别对待，规范用词说明中对“必须”“应”“宜”“可”等几个表示严格程度不同的用词说明如下：表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做的用词，正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。因此，检修配电回路及插座箱应以设置为宜。

因此，从检修养护作业的实际需求考虑，目前常规技术条件下，仍有必要设置检修配电回路和检修配电箱。

2 检修插座间距

JTG D70-2—2014《公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施》[1]对隧道检修配电回路作出了要求，但未明确检修插座设置间距的具体建议值。经核查，现行的隧道相关规范均未给出检修插座间距的建议值。为此，笔者调研了部分建设项目的插座设置情况，并征询了部分设计人员的一般做法，调研结果见表1、表2。

表1 部分项目隧道检修插座设置

表2 部分设计人员对隧道检修插座的一般做法

虽然受资料来源、不同设计阶段修编等因素影响，表1中所述内容可能与最终实施情况有所差异，表2仅为所调查的设计人员的个人做法、不完全代表该设计单位的通用和标准做法，但从表1和表2显然可以看出，不同设计人员、不同地区、不同项目中，隧道检修插座设置间距均存在着较大差异，有必要对隧道检修插座设置间距进一步研究和探讨。

2.1 检修插座设置间距的考虑因素

如上所述，目前隧道相关规范均无检修插座设置间距的明确要求，考虑检修作业中常用的电动工具基本相同，城市综合管廊检修插座设置对隧道插座设置具有较好的参考价值。GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》[2]中规定：“综合管廊内应设置220/380 V带剩余电流动作保护装置的检修插座，插座沿线间距不宜大于60 m。”该款要求条文说明指出“设置检修插座的目的主要考虑到综合管廊及其设备安装时的动力要求。根据电焊机的使用情况，其一二次电缆长度一般不超过30 m，以此确定临时接电用插座的设置间距。”

笔者认为隧道配电回路及插座设置应满足以下2方面：一是方便现场工作实际需求;二是保护施工临时用电安全。在现有施工临时用电现场条件及安全要求下，尽可能地考虑经济性、施工便利性，及市场上能采购到的常用检修养护电动工具的接线长度，即电动工具自身引线的长度和外接延长插座长度，以此来确定检修配电箱的供电半径及布设间距。

2.2 对电动工具自带电源引线长度

经核查，国内现行产品标准主要针对电动工具的质量、安全等进行要求，对自带电源引线长度没有明确的要求，相关标准或规定情况如下：

GB 3883.1—2014《手持式、可移动式电动工具和园林工具的安全 第1部分 通用要求》[3]以及GB 3883的第2部分、第3部分及201、202、204、205、210、306、311等电钻、开槽机、切割机、锤类工具等各类工具的专用要求中均无电源引线长度的直接规定和限制。

GBT 3787—2017《手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程》[4]同样无相关直接限制。

有部分电工基础考试中要求手持式或移动式电动工具自带电源引线一般不应超过3 m，但无明确规范性依据。

JGJ 46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》[5]及2020年发布的该规范修编征求意见稿[6]中均无明确规定，但对电焊机及电动工具的保护作出如下规定：“交流弧焊机变压器的一次侧电源线长度不应大于5 m，其电源进线处必须设置防护罩。”“电焊机械的二次线应采用防水橡皮护套铜芯软电缆，电缆长度不应大于30 m。”“手持式电动工具的负荷线应采用耐气候型的橡皮护套铜芯软电缆，并不得有接头。”

由于使用电动工具时，其电源线不能拉直使用，因此，从产品标准和用电安全的相关规定考虑，通常手持电动工具的接线应不超过3 m，且接线不得有接头；电焊机械至电源引入点作业范围一般不超过30 m。

2.3 延长线插座长度

临时用电中需要权衡施工的安全性、经济性、方便性。使用延长线插座必然会降低部分安全性，但隧道检修养护中不可避免地需要使用延长线插座，其电气安全防护可通过加强施工管理，合理选用带漏电保护器或安全隔离变压器等电气防护的品牌产品、工具等得到保证。

1) 标准规定

GB 2099.7—2015《家用和类似用途插头插座 第2-7部分 延长线插座的特殊要求》[7]适用于户内或户外使用的、家用和类似用途的、可拆线或不可拆线的、带或不带接地触头的、额定电压在50 V以上但不超过440 V、额定电流不超过16 A的延长线插座；适用于预期用于电缆卷盘上的延长线插座，因此，成为带有可拆卸软电缆的电缆卷盘；适用于预期安装到延长线插座上的移动式插座。不适用带有卷盘装置的延长线插座。

该标准规定延长线插座软缆的类型和长度、导体的标称横截面积应符合表3，移动式插座应按表3进行连接软缆。

2) 市场产品情况

隧道内检修插座供电半径应能保证一线人员可方便买到安全可靠的品牌产品，而无需自行搭接线。本次结合京东电商平台进行产品情况的调研。

(1) 常见电动工具产品功率

根据GB 2099.7—2015《家用和类似用途插头插座 第2-7部分 延长线插座的特殊要求》[7]要求，市场常见插座产品的最大额定电流多不超过16 A，假定用电设备功率因数为0.8时，16 A插座可供2.8 kW(220 V)、8.4 kW(380 V)的电动工具使用。电商平台常见电动工具产品功率见表4。

表3 延长线插座的软缆的类型和长度、导体的标称横截面积[7]

表4 电商平台常见电动工具产品

从表4可以看出，符合GB 2099.7—2015《家用和类似用途插头插座 第2-7部分 延长线插座的特殊要求》[7]要求的市场常见延长线插座，可满足公路隧道日常检修和养护作业中除大功率焊机外的多数电动工具使用。

(2) 常见延长线插座

多数品牌延长线插座长度在30 m以内，插座线芯多为1.5 mm2、2.5 mm2。如某知名品牌在售延长线插座最大线芯截面2.5 mm2、最大长度20 m；另有少数移动卷线工程插座，最大截面为4.0 mm2、最大线长50 m，且多自带过热、过负荷、短路、漏电等电气保护功能。

另外，也有少数品牌插座的接线长度较长，如少数频偏插座长度达40 m或50 m、线芯截面1.0 mm2。某知名品牌移动盘线工程插座最大截面2.5 mm2、最大长度50 m，但由于不符合GB 2099.7—2015要求，因此，不作为可供选择购买的产品进行分析。

调研发现，市场上合格产品的延长线插座长度一般不超过30 m、移动电缆盘长度一般不超过50 m。由于插座的线径较小、对设备末端压降影响较大(以电流矩法估算50 m距离、16 A设备的压降，三相设备压降约1%，单相设备可达3%～4%)，笔者认为外接插座延长线长度不宜超过30 m。

另外，使用盘线时必须将盘线电缆全部放开，以防止环形盘绕线缆过热、盘线内不小心混入金属工具形成涡流等引发安全事故。如隧道内检修插座布置100 mm时，盘线插座长度至少需长60 m左右；布置间距200 m时，盘线插座长度至少需长110 m左右，此时在距离插座较近位置作业时，仍需反复放开和收纳多余的线缆，必然会存在施工不便、作业人员不按规定全部放开盘线电缆的可能，不利安全。

综上，施工临时用电中，手持式、移动式电动工具的电源引线一般不超过3 m，且不允许私自改装接线；常见的延长线及移动电缆盘插座长度一般不宜超过30 m，考虑到实际应用时无法拉直且存在过路等需求，公路隧道内检修配电箱间距不宜超过50 m(供电半径25 m)。

3 可否与其它负荷回路共用电缆

由于隧道内检修插座回路使用率低，使用者均为专业人员，且可对道路其它设施及道路通行等进行短时间管控，因此，调研中部分管养人员提出，保留检修配电箱但不设专用检修配电回路，检修插座与一般照明设施共用配电电缆，从规范要求及标准化施工和安全角度考虑，笔者认为该种做法不可取。主要原因如下：

1) 从规范角度考虑，公路隧道设计规范要求设定的是配电回路，检修插座单独设置或放在照明配电箱，均需要电缆沟内敷设检修配电回路的动力电缆。

2) 考虑负荷特性、设备类型及安全防护原因，民用建筑及施工用电相关标准中多要求插座不得与照明共用配电回路。对于隧道的长距离检修，虽然可以由专业人员操作并进行交通管制保证安全，但动力设备与照明设备在保护上存在差异，且共用电缆后动力设备对灯具冲击和干扰较大，会缩短灯具寿命。

3) 从产品标准和施工用电规范方面，隧道内照明配电箱布置间距通常几百m，供电半径约为200 m，甚至更长。供电半径过长，一线人员实际工作中较难买到专业工具，难以实现施工作业的规范化、标准化。

4) 从安全用电方面，供电距离过长，就需要施工人员私自接线，存在以下安全风险：

(1) 配电箱间距太大，手持式或移动式工具长距离供电，设备和插座处的漏电保护很难满足电气安全使用要求。

(2) 供电半径距离过大，设备处压降过大，易损毁检修动力设备。

(3) 受供电距离过长的影响，保证设备压降就需要增加电缆截面及重量，人员拖动电缆困难，降低工效。

(4) 长距离自接临时线路，容易磨损且不易被发现，易发生触电事故。施工现场临时接线太长，也容易磕磕绊绊，需要专人看管电缆线路，增加了人员成本，既不经济又不安全。

为解决上述问题，管养人员进一步提出：在照明配电箱处设检修插座，同时自电缆沟的照明干线或桥架上敷设的照明支线引出分支线，在桥架下侧较高位置处设置检修插座，即可保证检修插座的供电半径在30 m左右。笔者认为该种做法同样不可取，除上述第(2)条的安全运营风险外，这种做法下，照明设施开启时，插座同时始终带电，增加了管理难度和风险，并可能带来一系列问题，如多则媒体报道的附近居民到隧道内为电动车充电的不良案例[8-9]。

4 结论与建议

本文主要是在现阶段隧道机电系统设置理论体系和标准规范已较为完善的情况下，从一线操作人员、一线技术人员的角度展开相关探讨，对隧道检修插座设置的常见做法进行细节性的再思考，通过对相关设计、施工、产品规范及标准的核查，对检修养护需求及市场产品调研和分析，并对部分从业人员提出节约投资的思路和做法进行探讨后，得到以下结论：在条件许可时，隧道内尽量设置专用检修配电回路及检修配电箱；检修配电箱的布设间距不宜超过50 m。

我国交通运输部发布的2019年交通运输行业发展统计公报显示，截至2019年底，全国公路隧道19 067处、1 896.66万m，较上年增加1 329处、173.05万m。我国已是世界上公路隧道最多且发展最快的国家。如果各隧道均以50 m间距设置检修插座，则全国每年需增加数以万计的检修插座，且多数情况下长期闲置。

因此，从经济性和临时用电安全方面考虑，亟需电气厂家结合隧道养护特点，开发可以长供电距离且易移动、易展开和收纳，并配置漏电保护器等电气安全保护措施的大电缆截面隧道专用移动延长线插座定型产品，以在方便隧道管养现场作业、保护施工临时用电安全的同时，有效减少隧道洞内固定检修配电箱和插座的设置。