岩金矿山井下电气设备的保护接地探析

张以华

【摘 要】保护接地时岩金矿山井下电气设备保护的一个重要组成部分。岩金矿山井下电气设备的保护接地具有十分重要的意义，根据不同的岩金矿山特点，针对岩金矿山井下电器设备保护设备存在的问题，应以矿山安全的规章制度为依据，对岩金矿山的井下电器设备的保护接地进行安全的实施，确保岩金矿山井下电气设备的用电安全。

【关键词】岩金矿山；井下；电气设备；保护接地

一、岩金矿山井下电气设备的保护措施

岩金矿山井下的电器网络的保护大致可以分为三种保护方法，一是保护接地、二是漏电保护，三是过流保护。

1、保护接地

保护接地是井下预防人身体触电的一项重要防护方法，它主要是将部分埋在地底下的接地电极同导电电器设备里不带电的完好无缺的金属部分连接起来，这样即使煤矿井下设备的外壳带有电流，这些电流也是通过先前的接地装置直接导入了地下。如果井下的一系列电器设备正常地接地时，实际接地的电阻自然就会比人体能够承受的电阻量小，这样一来就算有人不小心接触了井下的带电电器的外壳，实际通过人体的电流也很小，不足以对人体造成威胁，这样就从很大程度上减少了人体触电的危险安全事故。当电压达到36 V以上时，任何绝缘体破坏了的井下电器设备，以及与该井下电气设备相关的设备架、金属材质外壳、铠装电缆的钢丝钢带、屏蔽护套和铅皮等都会有相关的漏电威胁，因而井下的电气设备和与其相关的设备都一定要具备保护接地的相关措施。保护接地的主要措施有五种：一是保护接地网、二是主接接地、三是局部接地极、四是连接导线、五是接地母线接地导线。

2、漏电保护

采取漏电保护的保护装置是为了防止电网触电和触电后造成的巨大伤害，从减少人体触电和带电体自身的可能性来减少触电安全事故。漏电保护装置是在井下设备或者是原有的线路漏电时自动切断电源来实现保护作用的装置，它可以在有设备或者线路漏电时发出检测异常信号，并通过该装置的相关机构将该讯息进行传递，提醒不要接触该部分并提示相关人员进行检测排险。漏电保护主要有以下几点作用，一是防止人的身体触电，二是该设备可以不间断对井下采区进行绝缘状态的监视，提示有关人员及时采取应对措施，防止绝缘状况恶化，三是减少因为漏电的电流而引起的煤矿瓦斯和煤尘爆炸的可能，四是减少因为漏电的电流引起的电雷管爆裂，五是防止电流短路使井下电器设备的金属外壳温度升高超过安全值，从而引起了爆炸，六是防止井下电气设备和电缆线引起了短路，七是采取了选择性的漏电保护装置，可以缩短因漏电导致的停电范围，更有利于工作人员查找出漏电的具体位置，防止了漏电的后果恶化[1]。

3.过流保护

过流主要指的是电器设备和或者是线路的通过电流高于了实际规定的通过电流的安全值。合理的选择熔丝的额定电流并按照实际情况对继电器的动作值进行调整就可以起到过流保护装置的作用。这样一来就从很大程度上保证了井下的电气设备和线路拥有可靠地在安全值以内的通过电流。

二、接地保護的作用

保护接地是井下预防人身体触电的一项重要防护方法，它主要是将部分埋在地底下的接地电极同导电电器设备里不带电的完好无缺的金属部分连接起来，这样即使煤矿井下设备的外壳带有电流，这些电流也是通过先前的接地装置直接导入了地下。

当井下的一系列电器设备正常地接地时，实际接地的电阻自然就会比人体能够承受的电阻量小，这样一来就算有人不小心接触了井下的带电电器的外壳，实际通过人体的电流也很小，不足以对人体造成威胁，这样就从很大程度上减少了人体触电的危险安全事故。

如果没有保护接地装置，一旦电气设备的内部绝缘设备损坏，当人体接触该电气设备的外壳时，电流则通过流入人体导入地下，再经过其他两相对地绝缘的电阻回到电源，当电网的对地绝缘电阻较低时，则通过人身体的电流将变大，一旦超过危险值，人便会有生命危险。同时，碰壳处出现的漏电电流也有可能会引起井下瓦斯、煤尘的爆炸。

当有保护接地装置时，电气设备的内部绝缘如若损坏，当人体接触该电气设备的外壳时，电流通过人身体的电阻和接地装置的接地电阻形成了并联电路导入地下再通过其他两相对地绝缘的电阻回到电源。其中由于接地装置起到了分流的作用，通过人身体的电流量就大大减少，人就不会有生命危险。

由此可以看出，当接地的电阻越小，通过人体的电流就越小，大部分的电流通过接地装置导入地下。因此，要将接地的电阻对的数值控制在规定的范围之内，就可以使通过人体的电流降低到安全值之内，从而保证了人的生命安全。另外，正是因为安装有保护接地的装置，金属外壳处的漏电电流的大部分都通过接地装置进入了地下。这样就算电器设备的金属外壳与大地的接触不良好出现了火花，但由于接地装置具有分流的作用，就从很大程度上减少了电火花的能量值，这样井下瓦斯、煤尘爆炸的可能就大大减小了。

当电气设备单相碰壳，接地电流Id经接地极入地以后，便向四面八方流散开来，形成地中电流，由于距接地极越近的地方，电流通过土壤的导电面积越小；距接地极越远的地方，导电面积越大，假若我们在电流扩散的方向上选同样长一段长度，就可以看出：距接地极越近的地方，该段土壤的电阻越大；

越远的地方，该段电阻越小，离接地极20米以外的地方，土壤电阻很小，差不多等于零，电流通过电阻是要产生压降的，因此距接地极越近的地方，在土壤中单位长度上的电压降越大；距接地极越远的地方，单位长度上的电压降也就越小，在20米以外的土壤中，几乎没有电压降，因而认为该处的电位为零，这就是我们所说的电气上的“地”[2]。

三、井下电气设备保护接地存在问题及对策

1、存在的问题

（1）未按要求（小于50mII12的铜线或截面不小于100m的镀锌铁线或厚度不小于4m/n、截面不小于100mll12的扁钢，连接辅助接地极的接地母线应采用截面不小于25mIn2的铜线或截面不小于50mIn2的镀锌铁线或厚度不小于4m/n、截面不小于50m的扁钢[3]。）使用了不是该规格的接地母线，接地母线与副接地极的连接没有用焊接的方式，接地导线的局部接地极之间的连接也没有使用焊接的方式，或者是采取其它的不当连接方式，使连接的地方出现了接触性的电阻，从而使接地极的连接不合格，不符合安全规范。

（2）没有按照相关的规定对保护接地网进行例检和测试，从而接地网中存在的缺陷不能及时地进行排除。长期积累使始终存在的系统安全问题最终发展成导致岩金矿山井下供电安全的最大安全隐患。

（3）岩金矿山井下的电气设备未可靠接地，这种情况会给井下的电气设备的安全带来巨大的威胁。比如接地网有断损，或者是接地网接触不良导致接地的电阻量大于2Q，因而失去了实质性的保护作用。一旦人接触到漏电设备的金属外壳就会造成触电安全事故，再者如果电气设备的金属外壳与其他导体积累电流产生了电火花，当能量积累到一定程度时会引起井下的瓦斯爆炸或是煤尘爆炸，极易造成意外安全事故。

2、主要预防办法

（1）只要是从事岩金矿山井下供电工作的人员，都要认真学习有关规章制度，力求全面掌握保护接地装置的加工、安装和维护等方面的管理规定，并定期进行考核。

（2）矿各级管理干部和工程技术人员，要提高对保护接地的重要性认识，加强对广大职工的宣传教育工作，让每个员工都了解到保护接地不完善会造成的严重后果，并督促全矿的工人都能养成自觉爱护和维护井下保护接地装置的良好习惯。

（3）在设计供电系统的时，要从管理和技术方面严格把关，设计出的保护接地系统的主接地网和局部接地网都要安全可靠，有实用性。

（4）在日常的管理工作中严格按照相关规章制度，定时定期地对保护接地装置进行全面的检查和性能的测定，发现了问题就要立即处理。

在有人值班的机电硐室和有专职司机的电气设备的保护接地设施必须在每班交接班时进行一次表面检查；其它的电气设备保护接地设施，则由维修人员每周不少于一次的表面检查，发现问题后就应及时将问题记入记录表内，并向有关领导汇报；检查时如果发现接地装置有损坏时，就应该立即进行修复；

电气设备的保护接地装置在没有修复好之前，设备停止送电；电气设备在每次检查或移动后，都应进行详细地检查保护接地装置的完善情况；对一些震动性比较大而且经常需要移动的电气设备，更应多加注意并增加检查次数，每年至少要将主接地极和局部接地极从水仓或水沟中提出进行一次详细的检查；如果发现有接触不良或者是严重锈蚀等相关情况，就应立即处理，矿水含酸性程度大时，应该适当地增加检查的次數；岩金矿山井下总接地网的接地电阻值的测定工作由专人负责，每季度至少进行一次，并将测定最终数据记入到记录表内以便进行对比；在对具有井下瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井内进行接地电阻检查时，最好采用本质安全型的接地电阻测试仪；

如果采用普通接地电阻测试仪进行测定时，只能在瓦斯浓度为1%以下的地点使用，并按照要求采取一定的安全防护措施并报有关部门审批；对于钢管型接地极应该经常灌注盐水，减缓腐化速度；电气设备在进行安装检修或搬迁后，都应当进行详细地检查其接地装置的完善状况；采掘工作中需要使用电气设备移动的，局部接地极必须一起移动，不能丢弃，如若接地极不能移动就必须要将接地的母线回收再利用。

总结：

岩金矿山井下电气设备的保护接地设施的安装对于保证安全施工有着极其重要的意义，一定要按照相关规定进行实施，定是定期进行检验，确保保护接地的安全操作。

文献参考：

[1]浅谈矿用电气设备电子保护插件检测的必要性《江西煤炭科技》2007年01期

[2] 煤矿井下电气设备保护接地 《国外煤炭》2005年11期

[3] 浅论地下矿山电气设备的接地保护技术 《国外选矿快报》2001年17期