矿山井下电气设备保护接地管理分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：保护接地是矿山井下电气保护的一个重要部分，在矿山井下资源开采过程中，电气设备安全直接关系到开采稳定性、可靠性及安全性。本文主要就矿山井下电气设备保护接地问题进行分析，并从多个层面阐述了井下电气设备保护接地的完善方式，以便为矿山井下生产安全、高效开展提供有力保障。
　　关键词：矿山;井下;电气设备;保护接地
　　1 引言
　　电气设备有了保护接地，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装置的接地电阻，保护接地装置的接地电阻越小，通过接地体的电流越大，而人体通过的电流则越小。为了尽可能地减小通过人体的电流，使其在安全电流以下，就必须保证接地装置的接地电阻满足规程规定要求。有了合格的接地装置，当带电导体与外壳相碰时，接地电流通过接地体向大地扩散，通过人体电流极小，从而保证人身安全。所以，为了确保矿山安全生产，井下电气设备的保护接地工作不容忽视，必须按照规程规定的要求安装和敷设。
　　2矿山井下电气设备保护接地管理分析
　　2.1 规范保护接地设计安装使用管理
　　①明确保护接地调试人员：矿山井下保护接地极需由技术人员进行设计，在确保符合相关标准后方可接入接地网。②建立完善的保护接地维护使用管理制度：矿山机电部门可根据项目的作业条件、特点等对保护接地系统的设置进行合理布设，将保护接地系统的日常检修与维护纳入作业计划中。③加强对操作人员的安全培训：采取专业技术指导、事故案例分析、交流沟通等手段，对操作人员的安全管理水平和能力进行提升。
　　2.2 主接地极与主接地母线制设
　　主接地极的制备材料应选用抗腐蚀较强的钢板，且主接地极面积应≥0.80m2，厚度应≥5mm;在安设主接地极的过程中，为了保证主接地极的正常运行，应在井下主水仓和副水仓分别设置 1 块主接地极;在副水仓布设主接地极时，为了方便后期对主接地极进行检测和维护，需在水仓周围设置钢丝绳等吊装设备;主接地极母线的制备材料不可使用铝线等材质，需使用铜线或镀锌铁线;在将主接地母线和电气设备进行连接时，为了保证整个连接部位的牢固性，需采用镀锌螺栓进行紧固处理。
　　2.3 局部接地极与局部接地线制设
　　（1）局部接地极布设位置。局部接地极的布设位置应满足以下条件：布设在周边具备多台电气设备的位置;布设在便于变电所独立供电的工作面;布设在易于与高压电缆相连接的金属连接装置附近。（2）局部接地极的制备和布设。为了避免局部接地极在布设过程中出现强电流而对工作人员生命安全构成威胁，可将局部接地极布设在相对潮湿的位置; 布设在其它位置的局部接地系统，可选用钢管进行制备，且利用钻孔机械钻出 20 个直径的透孔;钢管在垂直插入底板时，需确保其能露出地表至少 10cm 的长度。（3）设备金属外壳与接地线的连接电缆布设。在连接电缆布设过程中，不允许使用铝线或铝板等材料，應尽可能使用铜线或镀锌铁线，且铜线和镀锌铁线的截面积需满足相关要求。
　　2.4 地面供电系统管理
　　地面供电系统作为整个井下开采的核心电气设备，在实际运行环境中，地面供电系统会出现电网故障，进而会对矿产企业造成巨大的经济损失。因此，需安排专业人员定期对电气设备进行检修与维护。在工作中可从矿井的回路电源设置入手，可在矿井中设置两条电气回路;在进行回路设置时，也应确保电气设备在发生突发事件时至少有2条线路来维持正常运行;若供电系统的主保护与主线路发生故障后，需在第一时间内对线路故障进行排除，并设置相应的保护措施，避免线路故障对电气设备的运行状态造成影响。
　　3 井下电气设备保护接地规程及实施
　　井下电气设备的保护接地，是指电压在36V以上的电气设备，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，并形成一个接地网。接地网的形成要求从每根电缆的接地芯线与“地”的连接做起，忽视一个细小环节的接地，都不能保证接地网的形成。具体实施标准作以下小结，仅供参考。
　　井下电气设备不得接零。井下应采用矿用变压器，若用普通变压器，其中性点不得直接接地，变压器二次侧的中性点不得引出载流中性线（N线）。地面中性点直接接地的变压器或发电机，不得用于向井下供电。
　　3.1接地电阻的允许值
　　（1）当任一主接地极断开时，在其余主接地极连成的接地网上任一点测得的总接地电阻，不得大于2Ω。（2）每台移动式或手持式电气设备与接地网之间的保护接地线，其电阻值不得大于1Ω。
　　3.2保护接地的范围
　　矿山井下所有电气设备的金属外壳及电缆的配件、金属外皮等，均应接地。巷道中接近电缆线路的金属构筑物等也应接地。（1）变压器、电动机、电器、携带式及移动式用电器具等的底座或外壳。（2）高、低压配电屏与控制屏的框架和靠近带电部分的金属围栏及金属门。（3）电缆终端盒接地引出线、铁质接线盒的外壳、铠装电缆金属外皮及穿线的钢管等。（4）互感器的二次绕组及铠装控制电缆的外皮、非铠装或非金属护套电缆的屏蔽线芯。
　　3.3保护接地的要求
　　（1）井下中央变电所和中央配电点（泵房变电所、机房配电所）应安装主接地装置。装有固定电气设备的硐室和单独的高、低压配电装置、采区变电所、工作面配电点、辅助配电点、裸铠装电缆每隔100m以及连接或分支用接线盒地点都应安装局部接地装置。（2）矿井电气设备保护接地系统应形成接地网，各中段的接地干线，均应与主接地极相连。电气设备和局部接地极的接地线，均应与设置在主巷道接地干线可靠连接，该接地干线必须与主接地极可靠连接，以确保接地网的安全运行。所有应接地的设备，应有单独的接地连接线，严禁在一个接地连线中串接几个需要接地的部分。金属铠装电缆的外皮和电缆接地芯线可以兼作重复接地的干线之用，并应有可靠的电气连接和接地。电缆无金属铠装和电缆接地芯线时，应另敷设接地干线和接地极。 　　3.4接地极制作方法
　　（1）主接地极应设在井下水仓或积水坑的淤泥部分（下部），应采用面积不小于0.75m2、厚度不小于5mm的镀锌扁钢和钢板，主接地极数量不应少于2个并应分别置于主、副水仓中，以便彼此备用。（2）局部接地极可设于积水坑、排水沟或其他适当地点。应采用面积不小于0.6m 2、厚度不小于3.5mm的镀锌钢板，或具有同样面积而厚度不小于3.5mm的钢管，并应平放于水沟深处。（3）局部接地极设置在其他地点时，应采用直径不小于35mm、长度不小于1. 5m、壁厚不小于3.5mm的钢管，钢管上至少应有20个直径不小于5mm的孔，并竖直插在1.5m深、湿或定期浸湿的钻孔中。如在每米钻孔充填1～ 1.5kg木炭灰或粉末及食盐的混合物则效果更佳。（4）接地干线应采用截面积不小于100mm 2、厚度不小于4mm的镀锌扁钢，或直径不小于12mm的镀锌圆钢。不得将接地网与通电的电机车轨道连接。（5）电气设备的外壳与接地干线的连接线（采用电缆芯线接地的除外）、电缆接线盒两头的电缆金属连接线，应采用截面积不小于48mm 2、厚度不小于4mm的镀锌扁钢或直径不小于8mm的镀锌圆钢。（6）采用電缆接地芯线作接地干线时，接地干线的允许截面不应小于其电源相线截面的1/2。（7）单独的用电设备外壳，接地连线的允许截面不应小于其供电电源相线截面的1/3。（8）移动式和携带式电气设备使用橡套电缆的接地芯线作接地连线，并应与接地干线可靠连接，该接地芯线不得兼作其他用途。（9）接地线连接处应采用搭接焊接，其搭接长度不低于扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。（10）每一个接地装置引出线均应焊接带螺丝的接线端子，以方便连接接地引线，并应设防松螺帽或防松垫片。
　　4 结束语
　　综上所述，接地保护在矿山井下生产作业中的作用是不容忽视的，直接关系到井下电气设备及人员作业的安全。因此，在日常矿山开采作业中，管理人员应意识到落实井下电气设备接地保护的管理工作的重要性，严格执行相关作业及检测规范，确保相关职责的有效落实，保障接地保护作用与功能的充分实现，进而为矿山井下生产安全、高效开展提供有力保障。
　　参考文献
　　[1]阎永强.井下电气设备接地保护探究[J].能源与节能，2016（02）：12-13+15.
　　[2]韩涛，祝传军，崔东伟.浅谈井下电气设备的保护接地技术[J].山东煤炭科技，2013（02）：69.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14689820.htm