浅谈煤矿井下电气的保护接地装置安装

孟令东

摘 要：保护接地，是为防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地。所谓保护接地就是将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。

关键词：煤矿电气;接地装置;安装检查

引言

运行中的井下电气设备如果由于内部绝缘损坏，发生一相碰壳事故，会使其金属外壳以及与电气设备所接触的其它金屬物上出现危险的对地电压，人体接触后就有可能发生触电危险。这种情况下，避免触电可靠的办法就是装设保护接地。所谓保护接地就是用导体把电气设备中的所有正常不带电的外露金属部分和埋在地下的接地极连接起来。

1.井下电气设备保护接地存在的主要问题

1.1未形成保护接地网

井下保护接地网是利用供电的高、低压铠装电缆的金属外皮和橡套电缆的接地芯线，把分布在井下中央变电所、井底车场、运输大巷、采区变电所、采煤工作面配电点及无低压配电点的运输巷、回风巷、变电所直接供电的掘进工作面的电气设备的金属外壳在电气上连接，并和安设于主副水仓中的主接地极、各配电点或电缆连接器的局部接地极、接地母线、辅助接地母线、连接导线和接地导线连接起来组成的。

由于高压电缆钢铠断损或高压配电装置及接线盒的接地连线与钢铠的连接处断开、卡环不紧、绑扎长度不够、打磨不合格等造成局部接地网与主接地网断开或接触不良;有的辅助接地母线与主接地网之间连接导线断损或连接不合格、低压电缆接地芯线断损等，使保护接地没能形成网。

1.2接地极加工制作不合格

主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75㎜2，厚度不得小于5㎜。设置在水沟中的接地极应用面积不得小于0.6㎜2，厚度不小于3㎜的钢板或具有同等有效面积的钢管制成。设置在其它地点的局部接地极，可用直径不小于35㎜，长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5㎜的透孔，并垂直全部埋入底板，也可用直径不小于22㎜、长度为1米的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5㎜的透孔，两根钢管并联接地，间距不少于5米。？接地极的截面、厚度、材质、长度、直径等任何一项违反上述规定即为不合格接地极。

2.井下保护接地网的作用

由于接地电阻的数值被控制在《煤矿安全规程》规定的范围之内，因此，通过接地装置的有效分流作用，就可以把流经人身的触电电流降低到安全值以内，确保人身的安全。此外，由于装设了保护接地装置，带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置流入大地，即使设备外壳与大地接触不良而产生电火花，但由于接地装置的分流作用，可以使电火花能量大大减小，从而避免了引爆瓦斯、煤尘的危险

3.井下保护接地网的构成

井下电气设备比较分散，而且供电距离又较远，很难用集中的接地装置来满足保护接地的需要。因此，除井下中央变电所设置主接地极外，沿着供电线路还埋设了许多局部接地极。利用铠装电缆的铅皮、钢带、橡套电缆的接地芯线，把分布在井底车场、运输大巷、采区变电所以及工作面配电点的电气设备的金属外壳在电气上连接起来，这样就使各处埋设的接地极（局部接地极）也并联起来，形成一个井下保护接地系统。

4.对井下保护接地的要求

接地电阻的大小，直接影响到电气设备金属外壳对地电压的高低，而单个接地极很难达到安全的要求，因此，井下采用保护接地网尽量减小接地电阻的数值为好，根据《煤矿安全规程》对保护接地有如下要求：

（一）电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。

（二）接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式或手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。

（三）所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成一个总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设一块。主接地极应用耐腐蚀的钢板（或铜板）制成，其面积不得小于0.75㎡、厚度不得小于5㎜。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2Ω。

（四）下列地点应装设局部接地极：

①每个采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）。

②每个装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

③每个低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。

④无低压配电点的采煤工作面的机巷、回风巷、集中运输巷（胶带运输巷）以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别装设1个局部接地极。

⑤连接动力铠装电缆的每个接线盒以及高压电缆连接装置。

（五）连接主接地极的接地母线，应用截面不小于50㎜2的铜线，或厚度不小于4㎜、截面不小于100㎜2的镀锌扁钢。

电气设备的外壳与接地连接母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25㎜2的铜线，或厚度不小于4㎜、截面不小于50㎜2的镀锌扁钢。

（六）橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。接地扁钢上所钻孔眼，必须用相应的螺栓封堵，螺栓采用M10*25的镀锌螺栓，并配齐相应规格的平垫和弹簧垫。

5.保护接地装置的安装、检查与维护

（一）井下保护接地装置的安装

1.主接地极

两个主接地极分别安装在主、副水仓，并保证其工作时总是埋在水中。为了检修时提升方便，应设置专用吊环和吊绳。另外，在制作时，主接地极及其接地导线必须焊接在一起。而安装时，接地导线和接地母线之间用螺栓连接，应保证接触良好，并不承受过大的拉力。

2.局部接地极

钢板和角钢局部接地极，最好埋设在巷道旁的排水沟中。钢板和角钢局部接地极与接地导线之间也必须焊接。钢管局部接地极，一般垂直打入潮湿的地下，并要求埋在地下部分的长度不得小于1.5m，而地表部分应留有100㎜以上的焊接长度。如接地极附近的土壤比较干燥，在其周围应用砂子、木炭和食盐等混合物填满。砂子和食盐的比例，按体积计算，约为6：1，埋设后，再灌水，以降低其接地电阻值。

（二）井下保护接地装置的检查与维护

凡有值班人员的机电硐室和有专职司机的电气设备，在交接班时，必须由值班人员和专职司机对局部接地极、接地导线及连接导线等进行一次表面检查。对于其它电气设备的保护接地，则由维护人员每周至少进行一次表面检查，检查的重点是整个接地网的连接情况，使其保持完好状态。一旦发现接触不良或有严重锈蚀现象等情况，应当立即处理，以免使接地电阻值增大。此外，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来，详细检查一次。对于主接地极，应是一个检查，一个工作，而不能两个同时提出来，以免影响安全。

为了降低接地电阻值，对于钢管接地极，应经常灌注盐水，以保持良好的导电状态。电气设备在安装、检修搬迁后，应详细检查其接地装置的完善情况，使其接地良好。

总接地网的接地电阻值的测定，由机运队安排专人负责，每季至少进行一次，并有测定数据记录。

结语

对于具有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井内进行接地电阻测定时，应采用本质安全型测试仪。如用普通测试仪测定时，只准在瓦斯浓度为1%以下的地点使用，并采取一定的安全措施，报相关部门批准。

参考文献：

[1]煤矿安全规程（2016版）.

[2]《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》