露天采場用電設備接地保護系統研究

【摘 要】隨著社會的不斷發展，人們對于物質的需求也越來越多。露天采場是為我國社會發展提供能量的主要來源地，而采場用電設備關系到整個采場人員的安危和我國露天采場的整體用電水平。因此，對于露天采場用電設備接地保護系統的研究，具有非常重要的意義。本文通過對露天采場用電設備供電方式的現狀進行分析，發現其中存在的問題，并提出對于增設和改進露天采場用電設備接地保護系統的建議，以及能為提高露天采場的安全做出自己的貢獻。

【關鍵詞】露天采場 用電設備 現狀 接地保護

改革開放以來，我國的經濟迅速發展，對于露天采場用電設備的要求也不斷提高[1]。而采場用電設備接地保護系統是保證采場安全的重要措施，近些年來，露天采場的觸電事故仍有發生，所有用電設備接地保護系統的使用必須引起大家的高度重視。為了防止事故的發生，我們需要對露天采場的用電接地保護系統進行研究，希望能引起大家的重視，提高露天采場的用電安全和降低觸電事故的發生。

1 露天采場用電設備的現狀

到目前為止，我國的露天采場采用的供電方式還是20世紀50年代的方式，就是從露天采場的供電網連接多支分支的線路，利用高壓架空線的方式縱向的向各個采場輸送。有一部分采場使用雙層或者多層的供電網，再利用架空線的方式送到各個露天采場[2]。還有一部分利用露天采場配電室，放射式的連接多條分支線路，然后在使用高壓架空線的方式輸送到各個采場。總之，露天采場用電設備都是采用三相中性點不接地系統，很多露天采場沒有接地裝置，也沒有其他的漏電和接地保護防范措施。這樣一來，如果單項金屬性接地或者高壓發生漏電，那么采場人員和設備就很不安全，此時一旦有人觸電就會發生嚴重的事故。因此目前這種無安全措施的供電方式，存在的危險系數較高，沒有達到國家關于用電安全的規定標準。露天采場的用電安全問題存在著很大的隱患。

隨著技術的發展與完善，目前有極少數的露天采場用電設備使用了多種不同的保護裝置。在這些高壓接地保護裝置中，有的裝置具備電網絕緣監視的功能，有的具備漏電指示的功能，還具備漏電跳閘和短路跳閘等許多綜合性的保護性能。這些設備技術比較先進，而且保護性能很完善。即使是這樣較好的設備也可能發生危險。因為露天采場的工作環境比較惡劣，采場面積大且工作區域經常發生移動，接地條件很差，所以即使安裝了保護性能極強的防護裝置，也需要外設接地保護裝置[3]。還有極少的露天采場使用了四線供電方式，在很大程度上減少了接地故障設備的電壓，對用電設備保護接地系統起了很大的作用。但是也存在著一些問題，采場的開采深度會不斷增加，高壓架空線就會延伸，地線也就跟著延伸，并且常常會有爆破工作，采場的設備也會頻繁移動，造成地線的損壞而沒有辦法發現。所以，就算采用了四線供電的方式，沒有對地線的連續性檢測和漏電保護，也不能從根本上提高露天采場的用電安全問題。

2 露天采場用電設備存在的問題

2.1 接地系統易發生單相接地

當接地系統突發單相接地時，會沒有選擇的發出報警信號，這個時候電纜接地故障很難查找。如果排查不出問題的具體出處，使得供電網在很長的時間內都處于單相接地的運行狀態，那么設備就會沒有原因的升高電壓，致使變配電上的設備燒損，將對整個露天采場的供電系統造成嚴重的威脅。

2.2 接地系統修復不及時

考慮到露天采場的作業地方會頻繁變動，接地系統的修復就會有一定的延誤，而且考慮到采場工作環境的復雜，使得出現問題的檢查工作困難，最后使得用電設備在沒有接地保護的狀態下運行。較長時間下去，一旦出現問題，也會造成嚴重損傷。

2.3 采場工作易對接地線造成損害

露天采場常常會進行爆破工作，爆破所產生的飛石類的東西很容易對接地線系統造成損害[4]。當使得分支線路的移動電纜和架空地線被打斷的時候，就會存在很多問題。像移動電纜的接地芯線的損害不易排查，架空地線的接地芯線是屬于鋼芯鋁絞線，一旦損壞不容易修復。不管哪種情況都會使供電設備在無接地線保護的狀態下進行。

2.4 接地保護系統不完善

我國目前的很多露天采場都沒有完善的接地保護系統。由于采場分支回路比較多，單相接地發生的故障又比較多，工作人員很難快速的分辨出哪臺設備出現故障，導致發生故障的設備繼續工作。這樣一來，不但使工作設備電壓增高，給工作人員和用電設備造成安全隱患，更有可能危及到工作人員，造成嚴重的后果。

3 保障露天采場用電設備安全的建議

3.1 采用IT系統

所謂IT系統就是三相電源中性點不接地、整個系統采用接地保護的系統。設置集中的接地裝置，使得能控制露天采場用電設備的預期接觸電壓。另外接地線電氣的連續性是防止電擊的重要點，采場的接地線隨著設備的經常移動會發生變化，地線很容易被擠斷、拖斷、壓斷和砸斷，但是這些都不容易被發現[5]。但是如果使用載波的方式對地線實施連續性的監測，那么當地線出現問題時，系統能及時的切斷電壓，并發出警報。這樣一來，露天采場的安全就得到了極大的保障。

3.2 控制采場的接地電阻、電壓和電流

如果露天采場的用電設備沒有接地裝置，那么它的接地電阻就會跟隨不同礦帶的性質發生改變，有的礦帶會使得接地電阻很低，有的會達到很高，容易造成危險。為了保障接地電阻的平穩，接地裝置必須具備。當采場沒有接地裝置時，采場的電壓遠遠高于有設備時的電壓，當發生故障時，人體接觸到設備會非常危險。有接地變壓器的時候，用電設備的接地電流要比沒有接地變壓器的時候大一點，這個問題說明了接地保護系統的接地電流會受線路長度、對地絕緣和參數有關和其他的沒有關系。而有接地變壓器還有一個很大的作用是發現漏電問題[6]。總之，用電設備的保護接地電阻要盡可能的小，對于接地故障電流加以限制，使得用電設備和大地之間的電流不危及到工作人員的人身安全。及時斷開發生故障的線路，防止因出現故障的線路造成整個設備的電壓升高、電流增大而帶來危險。

3.3 安裝單相接地跳閘保護裝置

所謂單相接地就是指三相三線制中性點不接地系統中某一發生接地，它不會對正常的供電造成影響。當發生接地，中性點電位會升高，如果發生金屬性的接地，那么中性點電位就會升高成為相電壓，這時候非接地相對地的電壓會升高，而接地相對地的電壓就會變為零。這樣的情況容易發生第二點接地，就需要有保護裝置發出提醒信號[7]。單相接地保護的原理是，供電設備發生單相接問題的時候，零序電流的互感器有電流流過，當電流達到整點定值到時候，接地繼電器工作。在經過了一段時間的整定，一種情況是如果連接片在跳閘回路，那么該回路會被接通，開關就會跳閘。同時，信號繼電器工作并發出信號。另一種情況是如果連接片在信號的回路，那么只會對信號起作用。自從單相接地跳閘保護裝置投入使用以來，運行效果一直很好，當采場發生電路故障和絕緣不良等問題時，它能發出預告信號，給工作人員提醒，以保障采場的安全。

3.4 增加采場線路檢查次數

因為露天采場的作業面積廣，供電設備需要經常移動，使得接地線也不得不跟著經常移動，所以容易導致電阻、電流以及電壓的變化。再加上其他的因素，即使有完備的接地保護系統，也需要工作人員加強防范。對于干線供電線路要每周檢查一次，對于采場內的供電支線線路則需要每天檢查一次。只有工作人員和供電接地保護系統一起，才能最大的保證露天采場的供電安全。

4 結語

綜上所述，為了保障露天采場的人員和設備的用電安全，用電設備接地保護系統起的作用非常重大。但是由于露天采場的各種條件和原因，會使得用電設備接地保護系統的功能不能有效的發揮。在目前國家對于露天采場的供電接地保護系統沒有統一的標準之前，需要我們根據所在采場的具體情況和已經具備的條件，合理的設計接地保護系統，以最大程度的保證工作人員和供電設備的安全。

參考文獻：

[1] 張立峰，孟凡嶺.關于用電設備接地保護的再認識[C].//中國煉焦行業協會第三屆一次理事會資料匯編.2001：129-132.

[2] 楊勇.施工現場用電設備的漏電保護技術探討[J].建筑工程技術與設計，2014（16）：132.

[3] 莊廷峰.露天礦采掘場供配電系統的安全防范[J].內蒙古科技與經濟，2009（15）：63-64.

[4] 郎進平，李鵬翔.大型露天采場供電差動保護整定及改進措施[J].電工技術，2014（7）：28-29，39.

[5] 盧佳鑫.露天采場供電系統故障統計分析與對策[J].內蒙古煤炭經濟，2013（9）：78-79.

[6] 盧云峰.露天采礦工藝與供電方式研究[D].中國礦業大學，2002.

[7] 德令軍，張波.采場配電系統繼電保護存在的問題與對策[J].露天采礦技術，2010（1）：66-68.

作者簡介：闞世陽（1986—），男，遼寧本溪人，本科，畢業于遼寧科技學院，電氣助理工程師，研究方向：露天采場供配電。