淺談煤礦井下電氣設備的接地保護技術

摘 要：煤礦生產過程中，受井下惡劣作業環境的影響，很多電氣設備的應用過程中可能存在諸多質量問題及安全隱患，一旦其內部絕緣性能受到損傷，極有可能導致人身傷亡事故，甚至出現火災或爆炸等重大安全事故。因此文章在分析井下電氣設備接地保護原理的基礎上，闡述保護接地的具體范圍及要求，并在最后提出接地保護措施。

關鍵詞：煤礦生產；電氣設備；接地保護

1 接地保護的原理

2 保護接地的范圍及要求

對于煤礦井下電氣設備而言，除非有特殊要求，否則下列金屬部件均需接地或接零，包括：電機、變壓器、電器、照明器具、攜帶式及移動式用電器具的底座與外殼、電機設備的傳動裝置、互感器的二次接線、配電屏與控制屏框架、電力電纜的接線盒與終端盒的外殼、電纜外皮與穿線鋼管、屋內配電裝置的金屬構架、靠近帶電部分的金屬圍欄、金屬門等等。

而接零的相關要求如下：對于中性點直接接地的低壓系統，要對其電力設備的外殼實行低壓接零休護，并且零線要在電源處接地；低壓系統中不得采用大地作為相線或者零線，以防止發生觸電事故；斷路器或熔斷器等裝置不得設置在零線上，單項開關裝設在相線上；線路處于供電狀態下不得斷開零線；此外，如果低壓系統中無法全部采用接零保護，則可以選擇接地、接零兩種保護方式，不過需要注意，有些電氣設備或線路不接零，需要設置繼電保護裝置，以便在發生故障后可以自動切除。

3 煤礦井下電氣設備接地保護措施

3.1 電纜接地線的制作與連接

由于高壓電纜頭與高壓電纜線直接進行保護接地連接，因此要做好電纜接地線的制作與連接。在制作高壓電纜接地線選擇電纜線路材質時，銅線、鍍鋅鐵線、扁鋼線是首選，并且電纜材質屬性不同，對電纜接地線的截面面積也不相同：如果選擇銅線，要保證其截面積至少大于25mm2；選擇鍍鋅鐵線則要求其截面積至少大于50mm2；而選擇扁鋼線是不僅要求其截面積大于50mm2，而且其厚度至少要大于4mm。此外，電氣設備金屬外殼部件一定要與接地芯線可靠連接，如有必要可以加長接地芯線的長度，最大程度上防止由于電纜接頭脫落而導致接地芯線脫落。

3.2 主接地極與主接地母線的制作安裝

首先在選材時，主接地極的主要制造材料要優先選擇鋼板原材，且要求鋼板的板材厚度至少大于5mm，截面積至少在0.75m2；由于煤礦井下作業環境惡劣，因此要保證主接地極制作板材的耐腐蝕性，通常采用鍍鋅或鍍錫的方法提高材料的耐腐蝕性。主接地極安裝過程要特別注意井下特殊位置的安裝作業，比如井下主水倉位置及副水倉位置等，從而在清倉作業環境中，也能保證主接地極的性能得以正常發揮。其次，通常以銅線、鍍鋅鐵線、扁鋼線等材料制作母線線路，其中如果選擇銅線，要保證其截面積至少大于50mm2，選擇鍍鋅鐵線材料，其截面積至少大于100mm2，選擇扁鋼線則要求其截面積至少大于100mm2，并且材料厚度至少大于4mm。并且在連接主接地母線與電氣設備時，必須采取焊接工藝，如果無法實施焊接，則要采用彈簧墊、雙螺帽等緊固件做緊固處理。

3.3 局部性接地的制作安裝

一般情況下煤礦井巷巷道水溝位置會采用局部接地的方法，在選擇接地極的制作原料時，可以選擇鋼板原材，保證其應用面積至少大于0.6m2，且厚度不得小于3mm；接地極的制作長度至少大于1.35m，可以選擇鋼管原材，并保證其有效應用直徑不得小于35mm。此外，在選擇局部接地安裝位置時，為便于后期的檢修維護，要盡量選擇直觀可見的位置。

3.4 其它管理保護措施

首先，如果井下硐室設置有電氣設備，則要求在每班交接時對保護接地做一次詳細的表面檢查；每周至少針對無人員值守硐室或者其它設備的保護接地做一次全面的表面檢查，以保證保護接地的可靠性與有效性。其次，上述水倉及水溝等特殊位置的主接地極或局部接地，其檢查周期為每年一次，對其做全面、詳細、深入的檢查；要逐一檢查主接地極；如果主接地極處于礦井水酸性較大的位置，則要適當提高檢查頻率。最后，針對管狀接地極，可以采用灌注鹽水的方法降低其接地電阻值，保證其處于良好的導電狀態；電氣設備每次安裝、檢修或遷移等，均要對其接地裝置進行詳細檢查，保證其可靠接地。

參考文獻

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作者簡介：陸吉斌（1980-），男，江蘇泰興人，工程師，現主要從事煤礦工業控制方面的研究工作。