浅谈煤矿井下电气设备的接地保护技术

浅谈煤矿井下电气设备的接地保护技术
煤矿生产过程中，受井下恶劣作业环境的影响，很多电气设备的应用过程中可能存在诸多质量问题及安全隐患，一旦其内部绝缘性能受到损伤，极有可能导致人身伤亡事故，甚至出现火灾或爆炸等重大安全事故。

因此文章在分析井下电气设备接地保护原理的基础上，阐述保护接地的具体范围及要求，并在最后提出接地保护措施。

标签：煤矿生产；电气设备；接地保护
1 接地保护的原理
2 保护接地的范围及要求
对于煤矿井下电气设备而言，除非有特殊要求，否则下列金属部件均需接地或接零，包括：电机、变压器、电器、照明器具、携带式及移动式用电器具的底座与外壳、电机设备的传动装置、互感器的二次接线、配电屏与控制屏框架、电力电缆的接线盒与终端盒的外壳、电缆外皮与穿线钢管、屋内配电装置的金属构架、靠近带电部分的金属围栏、金属门等等。

而接零的相关要求如下：对于中性点直接接地的低压系统，要对其电力设备的外壳实行低压接零休护，并且零线要在电源处接地；低压系统中不得采用大地作为相线或者零线，以防止发生触电事故；断路器或熔断器等装置不得设置在零线上，单项开关装设在相线上；线路处于供电状态下不得断开零线；此外，如果低壓系统中无法全部采用接零保护，则可以选择接地、接零两种保护方式，不过需要注意，有些电气设备或线路不接零，需要设置继电保护装置，以便在发生故障后可以自动切除。

3 煤矿井下电气设备接地保护措施
3.1 电缆接地线的制作与连接
由于高压电缆头与高压电缆线直接进行保护接地连接，因此要做好电缆接地线的制作与连接。

在制作高压电缆接地线选择电缆线路材质时，铜线、镀锌铁线、扁钢线是首选，并且电缆材质属性不同，对电缆接地线的截面面积也不相同：如果选择铜线，要保证其截面积至少大于25mm2；选择镀锌铁线则要求其截面积至少大于50mm2；而选择扁钢线是不仅要求其截面积大于50mm2，而且其厚度至少要大于4mm。

此外，电气设备金属外壳部件一定要与接地芯线可靠连接，如有必要可以加长接地芯线的长度，最大程度上防止由于电缆接头脱落而导致接地芯线脱落。

3.2 主接地极与主接地母线的制作安装
首先在选材时，主接地极的主要制造材料要优先选择钢板原材，且要求钢板的板材厚度至少大于5mm，截面积至少在0.75m2；由于煤矿井下作业环境恶劣，因此要保证主接地极制作板材的耐腐蚀性，通常采用镀锌或镀锡的方法提高材料的耐腐蚀性。

主接地极安装过程要特别注意井下特殊位置的安装作业，比如井下主水仓位置及副水仓位置等，从而在清仓作业环境中，也能保证主接地极的性能得以正常发挥。

其次，通常以铜线、镀锌铁线、扁钢线等材料制作母线线路，其中如果选择铜线，要保证其截面积至少大于50mm2，选择镀锌铁线材料，其截面积至少大于100mm2，选择扁钢线则要求其截面积至少大于100mm2，并且材料厚度至少大于4mm。

并且在连接主接地母线与电气设备时，必须采取焊接工艺，如果无法实施焊接，则要采用弹簧垫、双螺帽等紧固件做紧固处理。

3.3 局部性接地的制作安装
一般情况下煤矿井巷巷道水沟位置会采用局部接地的方法，在选择接地极的制作原料时，可以选择钢板原材，保证其应用面积至少大于0.6m2，且厚度不得小于3mm；接地极的制作长度至少大于1.35m，可以选择钢管原材，并保证其有效应用直径不得小于35mm。

此外，在选择局部接地安装位置时，为便于后期的检修维护，要尽量选择直观可见的位置。

3.4 其它管理保护措施
首先，如果井下硐室设置有电气设备，则要求在每班交接时对保护接地做一次详细的表面检查；每周至少针对无人员值守硐室或者其它设备的保护接地做一次全面的表面检查，以保证保护接地的可靠性与有效性。

其次，上述水仓及水沟等特殊位置的主接地极或局部接地，其检查周期为每年一次，对其做全面、详细、深入的检查；要逐一检查主接地极；如果主接地极处于矿井水酸性较大的位置，则要适当提高检查频率。

最后，针对管状接地极，可以采用灌注盐水的方法降低其接地电阻值，保证其处于良好的导电状态；电气设备每次安装、检修或迁移等，均要对其接地装置进行详细检查，保证其可靠接地。

参考文献
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作者简介：陆吉斌（1980-），男，江苏泰兴人，工程师，现主要从事煤矿工业控制方面的研究工作。