簡議煤礦井下接地保護系統的安裝及要求

王森田

摘 要：煤礦井下電氣設備的接地保護是保證井下安全的必要條件，其保護作用的有效發揮，保證了現場操作者的生命安全?；诖耍疚暮喪隽嗣旱V井下接地系統安裝的必要性以及接地保護系統在煤礦安全生產中的作用，對煤礦井下接地系統的安裝及其要求進行了探討分析，并論述了井下機電設備局部接地的問題及其安裝使用管理。

關鍵詞：煤礦井下接地系統；安裝；必要性；作用；要求；問題；

一、煤礦井下接地系統安裝的必要性

煤礦井下作業環境惡劣，作業空間有限，人身直接碰觸電氣設備的機會較多，加之巷道空氣濕度大，機電設備外殼容易銹蝕，頂板掉矸等機械損傷經常會損壞電纜絕緣，誘發漏電、短路等電氣故障，而電氣設備一旦帶電，將有可能造成人身觸電事故，并且電氣故障產生的電氣火花可能會引發瓦斯、煤塵爆炸，影響操作人員的安全。因此，接地保護作為煤礦井下電氣設備三大保護之一，對保證井下安全供電顯得尤為重要。

煤礦安全規程規定電壓在36V 以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架，鎧裝電纜的鋼帶（鋼絲）、鉛皮（屏蔽護套）等必須有保護接地。

二、接地保護系統在煤礦安全生產中的作用

接地保護的原理是用導體將電氣設備外殼通過接地體與大地連接起來，當人員觸電時，接地體和人員將作為兩個并聯導體，漏電電壓將通過人體和接地體這兩個并聯導體與大地構成回路，將電流導入大地，而通常人體電阻遠大于接地電阻，所以接地體將起到分流作用，來保證觸電人員不會受到大電流的傷害。通過人身的電流與通過接地體的電流關系如圖：

Rgr ——接地極的接地電阻，要求Rgr≤2Ω；

Igr——流過接地極的電流，A。

接地電阻Rgr越小，則流經人體的電流Ima就越小，大部分電流通過接地極流入大地。

可見有了接地保護后，人體觸及帶電設備外殼時，設備外殼與大地之間的電流的路徑是接地裝置和人體所形成的并聯電路。接地電阻越小，通過按地裝置的電流越大，在人體電阻一定的情況下，通過人體的電流就越小，有了接地裝置，當帶電導體與帶電體外殼連接后，接地電流通過導體流入地下，同時，設置接地裝置電阻，可減少人體分擔的電流，達到安全電流30mA以下，以保證觸電人員的安全。

井下保護接地的側重點在于限制裸露漏電電流和人身觸電電流的大小，最大限度的降低故障的嚴重程度。假設沒有接地保護，電氣設備發生缺相或相間短路等故障后，人體一旦觸碰電氣設備，就會導致電流通過人體，直接與大地接通，這時強電流將只通過人體形成，造成人體觸電事故，由于裝設了保護接地裝置，碰殼處的漏電電流大部分將經接地極入地。即使設備外殼與大地接觸不良而產生火花，但由于接地裝置的分流作用，使電火花能量大大減小，從而避免引爆瓦斯、煤塵的危險。

三、煤礦井下接地保護系統的安裝及其要求

接地保護是為了降低電氣裝置外露導電部分和裝置外導電部分在故障情況下可能帶的電壓，減少對人身的危害。

1、井下在接地保護中又分為主接地和局部接地，煤礦安全規程規定：（1）主接地極應當在主、副水倉中各埋設1塊.主接地極應當用耐腐蝕的鋼板制成，其面積不得小于0.75m2、厚度不得小于5mm。（2）下列地點應當裝設局部接地極：采區變電所（包括移動變電站和移動變壓器） ；裝有電氣設備的硐室和單獨裝設的高壓電氣設備；低壓配電點或者裝有3臺以上電氣設備的地點；無低壓配電點的采煤工作面的運輸巷、回風巷、帶式輸送機巷以及由變電所單獨供電的掘進工作面（至少分別設置1個局部接地極） ；連接高壓動力電纜的金屬連接裝置。

2、井下保護接地的基本要求。接地裝置的連接線應采取防腐措施。結合神華寧煤集團清水營煤礦井下接地系統安裝及其要求進行分析。清水營煤礦井下潮濕，巷道錯綜復雜，11采區變電所10kV電源由高壓鎧裝電纜引入，為整個11采區提供電源。接地裝置布置：在11采區水泵房主副水倉各設置了一塊厚10mm，1m×1m的鍍鋅鋼板作為主接地極。在其他各配電點和水倉設置局部接地極，局部接地極采用φ50mm，L=1500mm的鍍鋅鋼管，鉆20個φ6mm的透孔，并全部垂直埋入巷道底板。若配電點附近有水溝，則一般將局部接地極平放于水溝中，若沒有水溝則將局部接地極全部垂直埋入巷道底板。

3、井下接地網的連接形式：清水營煤礦井下高壓鎧裝電纜的鎧裝層和橡套電纜金屬屏蔽層均需與配電裝置外殼連接，再通過電氣設備的接地端子用-25×4鍍鋅扁鋼與接地極相連接。低壓供電電纜一般采用四芯的橡套電纜，其中有一芯與電氣設備內接地端子連接，再通過電氣設備的接地端子用-25×4鍍鋅扁鋼與接地極相連接。這種接地方式中，利用供電的高、低壓電纜中的金屬外皮和橡套電纜的接地芯線，把分布在井下中央變電所采區變電所及其他地點的電氣設備的金屬外殼在電氣上連接起來，并與安設于主、副水倉中的主接地極、各配電點的局部接地極、接地母線等和接地導線連接起來組成的，它們共同構成一個井下接地網，保證電氣設備不正常運行時的人員以及設備安全。

四、井下機電設備接地存在問題及其安裝使用管理

1、井下機電設備局部接地存在的主要問題。（1）局部接地極設在巷道干燥處，沒有沒置在水溝或潮濕的地方。（2）局部接地板、接地線的制作工藝不符合要求，搭接長度不夠等。比如鋼管打的穿孔直徑或者數量不符合要求，有效面積和厚度不符合要求。制作材料未使用防腐材料并且未做防腐處理等。（3）局部接地極連接處松動后沒有及時維修或緊固。

2、井下機電設備局部接地的安裝使用管理。（1）明確局部接地極、接地線制作標準。第一、規范局部接地極制作：制作局部接地極時嚴格按照設計圖紙施工。第二、根據局部接地極設置地點確定制作與安裝：設置在水溝內的局部接地極，用面積不小于0.6㎡，厚度不小于3mm的鋼板或同等有效面積的鋼管制作。設置在其他地點的局部接地極采用直徑不小于35mm，長度不小于1.5m的鋼管制作或采用直徑不少于22mm，長度為1m的兩根鋼管制作。（2）規范局部接地設計安裝使用管理。第一、局部接地極的安裝地點按《煤礦安全規程》要求設置。第二、確定局部接地極安裝標準：鋼板和鋼管制作的局部接地極均要求平放于水溝深處，而設在其他地點的接地極必須的局部接地極必須全部垂直埋入巷道底板。第三、規范局部接地裝置的配備與供應。煤礦供應部門應統一制作接地裝置，解決接地裝置使用材料不規范的問題。第四、建立局部接地極使用管理機制。煤礦機電部門應按煤礦安全規程要求，定時測量接地電阻，把對局部接地的檢查維護列入日常檢修計劃，維護單位設立專門維護管理臺賬，確保局部接地極的完好，且設置在水溝中的局部接地極必須確保水溝中有水。

結束語

綜上所述，煤礦井下由于巷道狹窄、場地受到限制，加之井下空氣潮濕，并且大部分煤礦存在可燃性氣體和粉塵爆炸的危險性，使得電氣設備漏電和人員觸電的危險程度大大增加，因此為了保障煤礦井下作業安全，對煤礦井下接地系統的安裝及其要求進行分析具有重要意義。

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