起重機械保護接地的意義及其檢驗方法

摘 要：起重機械是現代工業生產不可缺少的設備，被廣泛地應用于碼頭、工廠車間、施工工地等作業現場。起重機械的安全直接關系到設備安全和人身安全，電氣接地作為其中重要一環，在實際檢驗工作中卻發現許多使用單位沒有正確認知其重要性，沒有對起重機械進行保護接地或保護接地方式錯誤，造成嚴重安全隱患。接地種類一般可分為電氣設備接地和金屬結構接地，由于起重機械在制造安裝時大多能滿足電氣設備整體接地的要求，文章僅討論由使用單位負責實施的金屬結構接地檢驗（依據GB6067.1-2010）。集中介紹了保護接地的分類，檢驗方法與具體檢驗步驟，力求闡明在實際檢驗工作中如何做到正確檢驗，保護設備安全和人身安全。

關鍵詞：起重機械；保護接地；檢驗方法

保護接地，系指將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結構部分）用導線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。其作用是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，降低接點的對地電壓，避免發生漏電時人體觸電危險。作為檢驗人員，無論在安裝檢驗或定期檢驗時，均應對起重機械的保護接地進行檢驗，盡可能的消除安全隱患。

在檢驗保護接地時，不能簡單憑電箱中有黃綠雙色的電線就判定保護接地有效，還要分析其性質，追蹤其來源。保護接地按大體分類可分為接零保護和接地保護。使用單位的供電變壓器如果中性點直接接地，其供電形式有可能屬于TN系統或TT系統。無論TN還是TT系統，由于其零線已接地，故只采取完善的接零保護措施也是可以的。（對于TN系統，條件允許鼓勵重復接地）使用單位的供電變壓器如果中性點不接地或經大阻抗接地，則其供電形式屬于IT系統，則必須采用接地保護。

兩種不同的保護方式使用的客觀環境不同，如果選擇使用不當，不僅會影響起重機的保護性能，甚至達不到應有的保護作用，所以在檢驗時切忌判斷錯誤。究竟應該采取何種保護方式，必須取決于其所在的供電系統采取的是何種配電系統。因此應當首先確認使用單位采用何種配電網絡，再追蹤其保護線的來源。若判明使用單位所在的公用配電網絡屬于TN系統，則使用接零保護即可，如現場條件允許搭設地極，那么采取重復接地保護效果更佳。若屬于TT系統，則應視實際情況采取接零保護或接地保護；如果使用單位所在的公用配電網絡是IT系統，則使用單位應該統一采取接地保護。

在明晰了配電網絡后，才可以進行下一步的檢驗工作。對于供電電源端中性線直接接地系統，應檢查使用單位是否正確采取接零保護及重復接地保護。接零保護的原理是當發生漏電碰殼時，可以借零線形成單相短路，產生足夠大的短路電流，使短路保護裝置迅速動作，切斷故障電源，保護設備及人身安全。檢驗接零保護是否完善，先要判斷供電形式，如果確定使用單位是采用三相五線制的TN系統，那么就檢查起重機金屬結構與大車軌道是否均與保護零線進行有效的，穩固的連接，同時檢查電箱是否配備了短路保護裝置（熔斷器或斷路器），條件允許則檢查是否有重復接地。在接零保護的同時若能對金屬外殼進行重復接地則更佳，重復接地是提高接零保護安全性能的重要措施。對有防雷要求的起重機械，重復接地可以起到向大地泄放電流的作用。但要注意的是，重復接地電阻值不得大于10Ω。（用接地電阻測試儀測得，下同）對于TN系統接地保護的技術要求，是保護零錢的接地電阻值不大于4Ω，與起重機金屬結構的連接應有效且穩固。

如果供電電源端中性線直接接地，卻沒有獨立的保護地線引出，那么可以確定使用單位是采用三相四線制的TT系統，其零線除了是工作零線，也能起到保護零線的作用。除了采用與TN系統相同的檢查方式外，為保證保護效果，還可以在供電電源箱里加上漏電保護裝置。所謂漏電保護裝置是指當電路中的漏電電流超過允許值時，能夠自動切斷電源或報警的漏電保護裝置，包括各類漏電斷路器、帶漏電保護的插頭（座）、漏電保護繼電器、漏電火災報警器、帶漏電保護功能的組合電器等。應該合理選用保護裝置的容量，使金屬結構的接地電阻與漏電保護器動作電流的乘積應不大于50V。其具體計算過程如下：（1）首先測明負載側的對地電阻值R（Ω）；（2）查對漏電保護器動作電流I0（A）；（3）計算動作電壓值U（V）=I0×R，U≤50V為合格，否則需要采取措施降低接地電阻值。

如果確定使用單位的供電變壓器中性點不接地，那明顯屬于IT系統，其零線僅可作為工作零線使用。此時，應當檢查其接地極的來源及測試接地電阻值是否符合要求。如何判斷使用單位選擇的接地極是否合適大有講究。接地極通常認為是垂直接地體，是接地系統的一個重要部分。有許多不同的接地極，有一些是“自然的”和有一些是“人工的”。

自然接地極包括金屬接地水管，建筑物的金屬框架（如果是有效接地），銅導線或鋼筋或地下結構或系統。應考慮采用自然接地的連接同設施的其他接地一起來保護系統。

人工接地極是特別安裝用來提高系統接地性能的。這些接地電極必須理想的深入潮濕土壤層來降低電阻。必須確保金屬導體（或金屬導體類型）在服務期內不會過度腐蝕。人工接地極包括深鉆的接地棒或接地管，埋入土壤的金屬條或包圍建筑的銅線。不許采用地下天然氣管或鋁材作接地電極，接地線應與水平接地體的截面相同。GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》其中有明確要求：埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼；埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應小于10mm；扁鋼截面不應小于100mm2，其厚度不應小于4mm；角鋼厚度不應小于4mm；鋼管壁厚不應小于3.5mm。在腐蝕性較強的土壤中，應采取熱鍍鋅等防腐措施或加大截面。人工垂直接地體的長度宜為2.5m。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體間的距離宜為5m，當受地方限制時可適當減小。

當使用單位所選用的接地極滿足上述技術要求時，我們既可以用三極直線法和三角形法測量接地電阻，也可以簡單的用接地電阻測試儀進行測量，只要其值不大于4Ω即為合格。

結束語

保護接地的原理是限制設備漏電后的對地電壓，使之不超過安全范圍，保護設備安全和人身安全。檢驗接地保護是否完善，應先觀察使用單位的電網形式。三相五線制的TN系統最方便觀察，而三相四線制的系統則應明晰其電網形式，若為TT系統，可采取如裝設漏電保護器等安全措施進一步保證保護效果。但要注意，在為起重機械供電的同一電源系統中，不得出現一部分電氣設備采取接零保護，另一部份卻采取接地保護的情況。對于三相四線制IT系統，應檢查使用單位有無選擇合適地極，引出地線，并將保護地線引到起重機械的金屬結構和大車軌道。在檢驗中還要注意，新版的GB6067.1-2010《起重機械安全規程》第8.8.2條款中明確規定了起重機械金屬結構應與供電線路的保護導線可靠連接，傳統的依靠大車軌道和輪壓方式對金屬結構進行保護接地已不允許。因此在檢驗中應觀察保護接地線是否直接引到大車金屬結構上，簡稱四線上車，具體可觀察保護零線有無通過集電器或隨行電纜直接引到大車金屬結構上。

參考文獻

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[2]舒廉甫.2009年.發電廠變電站過電壓保護及接地設計[M].中國電力出版社.

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作者簡介：連海文（1985，8-），男，廣東省汕頭市，現職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：機電類特種設備檢驗。