保护接地系统在煤矿井下应用的技术探讨赵颜磊

保护接地系统在煤矿井下应用的技术探讨赵颜磊

(新疆龟兹矿业有限公司)

摘要:用导体将电器设备金属外壳接地的方法称为保护接地,保护接地是煤矿井下电气设备的三大保护之一。现代化矿井的安全生产中,对电能及电气设备的依赖程度越来越高,但由于井下工作条件特殊,电气设备,特别是电缆受挤压、碰撞时易损坏漏电,人体触及漏电设备或瓦斯、煤尘达到一定浓度遇到电火花时,极易发生恶性事故。如果我们从各个环节都按《煤矿安全规程》要求认真实施,将保护接地落在实处,就能确保人身和设备安全,就能防止由于各种原因的电火花引发事故。

关键词:保护接地;漏电

一、原理解析

保护接地,就是用导体将电气设备正常不带电的金属部分与接地体连接起来。如果没有保护接地,一旦电气设备故障,人触及带电的金属外壳,容易造成人身触电事故。有了保护接地,人体触及带电外壳时,电容电流通过的路径是接地装置和人体所形成的并联电路。此时,通过人体的电流取决于保护接地电阻Rd,通过人体的电流为:

Ih=Id

式中Rh、Ih—人体电阻及通过人体的电流Ω•A;

Rd、Id—接地装置电阻及通过的电流Ω•A。

从上式可见,接地装置的电阻越小,通过接地体的电流越大,而人体通过的电流则越小。为了减小通过人体的电流,使其在安全电流以下,必须使Rd<Rh。有了接地装置,带电导体与外壳相碰时,接地电流通过接地体向大地扩散。

井下保护接地如何按标准安装敷设,使其起到应有作用,服务矿井安全生产。本文以《煤矿安全规程》为准绳,结合先进矿井现场实施经验,指导煤矿完善保护接地,确保煤矿井下用电安全。

二、理论知识

1、保护接地:将电器设备金属外壳接地的方法称为保护接地。保护接地是在电气运行时保障设备及人身安全,所采取的一种防护措施。在发生触电时,人体电阻与接地电阻并联,由于人体电阻在较低时为1000Q,而井下总接地网的接地电阻不超过2Ω,电流绝大部分通过接地电阻分流,从而保证通过人体的电流远小于安全值,确保人身安全。

2、辅助接地:煤矿机电设备的辅助接地系统,是一种功能性接地,不具有漏电保护功能。通常是辅助接地线的一端接主回路相线,通过接地电阻连接大地。测试时,通过人为的相线接地,检测漏电保护、漏电闭锁是否灵敏可靠。为防止测试时漏电电流造成其他设备保护误动作,建议辅助接地与保护接地的接地极间距不少于5m。

三、保护接地标准及现场技术探讨

1、电缆接地线的制作与连接

制作高压电缆头和高压电缆线的连接,必须制作接地线。在高压电缆头和设备连接时,首先要将接地线与设备外壳相连。高压电缆的接地线要使用截面不小于25mm2的铜线,或截面不小于50mm2的镀锌铁线。所有低压动力电缆必须使用带有接地芯线的四芯电缆。电缆线的连接和安装首先要将接地芯线和电气设备的外壳相连。接地芯线连接时的制作要和电源线制作连接一样,而且接地芯线要比3根电源线最长的长10mm以上,防止电缆拉脱后,接地芯线不至于拉脱,保证在任何情况下接地线都能安全接地。

2、主接地极和主接地母线的制作安装

2.1主接地极应用耐腐蚀的镀锌钢板(扁铁)制成,其面积不得小于0.75m2.厚度不小于5mm。主接地极应在主、副水仓各埋设一块,以确保主、副水仓在分别清仓时,主接地极的正常使用。主接地极在放入主、副水仓时,应考虑日常检查的便捷性。

2.2主接地极的接地母线应采用截面不小于50mm²的铜线,或厚度不小于4mm、截面不小于100mm²的镀锌扁铁。接地母线与设备和主接地极的连接建议使用焊接,或使用不小于10mm的镀锌螺栓并加防松装置拧紧连接。

3、局部接地极和局部接地线的制作、设置及安装

3.1装设局部接地板的地点

3.11采区变电所、移动变电站和移动变压器。

3.12电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备(如高压连接器)。

3.13低压配电点或者装有3台以上电气设备的地点。

3.14采煤工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷(胶带运输巷)以及由变电所单独供电的掘进工作面。

3.2局部接地的制作和安装

局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极为便于装设及管理,建议使用1.5吋以上镀锌钢管,长1.8m,打入垂深不少于1.5m,镀锌钢管应钻20个直径不少于5mm的渗水孔,打设在水沟等潮湿处,镀锌钢管应高出地面100mm,便于局部接地线的安装连接和检查、检修,不得将接地极、接地线的连接处埋在地下。

3.3局部接地线的制作安装

电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接,应采用截面不小于25mm2的铜线,或厚度不少于4mm,截面不小于50mm2的镀锌扁铁。不得用铝线、铝板等其他材料代替。局部接地线与设备和局部接地极的连接建议使用焊接,或使用不小于10mm²的镀锌螺栓并加防松装置(弹簧垫、双螺帽)拧紧连接。

4、接地电阻值

接地网上任一保护接地点的接地电阻值不超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值,不得超过1Ω。

四、结束语

保护接地是煤矿井下电气设备三大保护中不容忽视的一项重要内容,它虽然投资小,但安全作用大。通过标准化安装、规范化管理才能使保护接地真正起到应有作用。

参考文献:

[1]井下保护接地问题浅析[J].王书文,崔千里.煤矿安全.2008(02)

[2]浅谈煤矿井下保护接地网的重要性[J].张银.煤炭技术.2002(11)

[3]井下保护接地网中的电流分布规律[J].胡天禄.煤炭学报.1998(02)

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