起重机械设备接地保护装置的相关规定与测量

第５期（总第１７４期）２０１２年１０月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．５Ｏｃｔ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０５－０１９３－０２起重机械设备接地保护装置的相关规定与测量李宗书（阳泉市特种设备监督检验所，山西　阳泉　０４５０００）摘要：首先介绍了接地电阻的概念以及起重机械设备中接地电阻的相关规定。

在此基础上，重点介绍了接地电阻的测量及检测中经常存在的问题。

关键词：起重机械设备；接地保护装置；规定；测量中图分类号：ＴＨ２１∶ＴＭ７７ 文献标识码：Ｂ收稿日期：２０１２－０６－１８；修回日期：２０１２－０６－２５作者简介：李宗书（１９７７－），男，山西阳泉人，助理工程师，本科，长期从事起重机械检验工作。

０　引言随着起重机械设备的广泛使用，其安全隐患不断显现，安全事故时有发生，严重威胁人民群众的生命安全，给国民经济带来不必要的损失。

为确保起重机械装备的安全运行，国家质量监督检疫总局颁布了一系列相关规定，要求相关设计、制造、安装及使用部门强制执行。

起重机械设备安全涉及许多内容和不同学科，本文就起重机械设备的接地保护进行探讨。

１　接地电阻的概念接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻以及两接地体之间的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。

接地保护装置按用途可分为防雷接地、防触电接地、防静电接地、零线的重复接地、工作接地以及逻辑接地等。

所有通过接地极流入大地的电流呈半球形散开，距离接地极越远的地方电阻会变得越小，２０ｍ以外，已无电阻的存在，也就是说无电压降，电位等于零，我们称之为电气上的零电位，也称之为地电位。

对日常电子设备的各级电路，我们需要规定一个参考电位，这个电位称之为逻辑地，它可以是电子设备的机壳、建筑物内总接地端子、接地干线以及印刷电路板的地线等。

这个逻辑地可以与大地连接，也可以不与大地连接，逻辑地没有接地电阻的概念。

关于接地电阻数值的度量，我们是这样规定的：接地电阻等于接地极的对地电位与通过接地极的接地短路电流之比。

所谓接地电阻，实际是表征工频电流或冲击电流通过接地极向周围大地流散的能力。

接地电阻越小，流散越快。

由于接地电阻不能用从接地极到大地某点的电阻来表达，因此我们不能用日常的欧姆表测定接地电阻。

２　国家关于起重机械接地保护的相关规定起重机械设备特别是桥式起重机具有功率大、电流大、电压高的特点，一旦出现单一漏电情况，就会危及操作人员的生命安全，因此，规范、安全、可靠的接地保护装置十分重要，对衡定接地保护装置接地电阻的定期检测必不可少。

对此，国家的法令法规都有明确规定。

《起重机械安全技术监察规程———桥式起重机》（ＴＳＧ　Ｑ０００２－２００８）第六十一条规定：“起重机的金属结构以及所有电器设备的外壳、管槽、电缆金属外皮和变压器低压侧均应当具有可靠的接地。

检修时应当保持接地良好。

”《起重机械定期检验规则》（ＴＳＧ　Ｑ７０１５－２００８）Ｂ７．３项规定，起重机械接地要进行以下检查，必要时用仪表测量：①检查用整体金属结构做接地干线时，金属结构的连接是否有非焊接处，是否采用另设接地干线或者跨接线的处理；②检查起重机械上所有电气设备正常不带电的金属外壳、变压器铁芯及其金属隔离层、穿线金属管槽、电缆金属护层等是否与金属结构间有可靠的接地连接。

《起重机械定期检验规则》（ＴＳＧ　Ｑ７０１５－２００８）Ｂ７．３．２项规定：采用整体金属结构做接地干线时，整体金属结构与供电电源保护接地应当可靠连接；不采用整体金属结构做接地干线时，电气设备正常情况下不带电的外露可导电部分应当直接与供电电源保护接地连接。

检测接地型式及其有效性时，应用接地电阻测量仪检测起重机械接地电阻。

检测重复接地电阻时，首先应把零线与接地装置断开，然后逐一检查，看是否符合以下要求：①当采用ＴＮ接地系统时，零线重复接地每一处的接地电阻不大于１０Ω（测量时把接地线从重复接地体上断开）；②采用ＴＴ接地系统时，起重机电气设备的外露可导电部分（电源保护接地线）的接地电阻不大于４Ω或者起重机械金属结构的接地电阻与漏电保护器动作电流的乘积不大于５０Ｖ；③采用ＩＴ接地系统时，起重机电气设备的外露可导电部分（电源保护接地线）的接地电阻不大于４Ω。

《起重机械安全规程第１部分：总则》（ＧＢ６０６７．１—２０１０）８．８．２项规定：起重机械本体的金属结构应当与供电线路的保护导线可靠连接；起重机械的钢轨可连接到保护接地电路上。

但是，它们不能取代从电源到起重机械的保护导线（如电缆、集电导线或滑触线）。

司机室与起重机本体接地点之间应用双保护导线连接。

３　现场检测经常发现的问题３．１　无接地装置一些现场工作人员安全意识淡薄，安全法规学习不到位，认为接地装置可有可无。

其表现为：起重设备大车轨道与大地或零线没有任何传导金属连接；或者虽有连接，但疏于检查和维护，接地装置早已开焊或虚接；也有连接者，但接地体不符要求；也有的把导轨放在金属承轨梁上，承轨梁有金属支柱，认为导轨通过承轨梁及支柱构成有效的接地通道，其实，这是十分不可靠的想法，因为导轨与承轨梁间没有焊接，完全靠压板压在承轨梁上，甚至当中有的还塞有绝缘垫片，此外，承轨梁与支柱为了美观与防锈一般都涂有不导电的油漆，无法起到接地保护的作用。

３．２　导轨接头处没有金属跨接线由于锈蚀、灰尘等原因，导轨接头处的鱼尾板并不能起到可靠有效的接地作用，而有的导轨接头处甚至连夹板也没有，轨缝宽有１０ｍｍ，根本无法起到漏电保护作用。

一些人将接地线固定在道轨压板螺栓上，或将接地线焊到大车轨道端头的挡铁上，而挡铁与导轨没有焊接，均构成虚接，即表面形成一个接地通道，而实际是一个不稳定、不可靠、甚至不通的接地通道，因而这种接地完全不利于安全生产。

３．３　接地端子截面不符合要求接地端子最好使用扁钢，但许多单位采用圆钢。

关于圆钢截面多大为宜，相关标准尚未作明确规定，由于一般桥式起重机要求接地端子金属截面不小于１５０ｍｍ２，故圆钢的直径不应小于Φ１３．８ｍｍ，但一些单位用的是Φ１０ｍｍ圆钢，个别单位甚至用Φ４ｍｍ圆钢，截面显然太小。

３．４　接地线截面小于标准桥式起重机中，大车运行轨道到大地都有两根以上接地线，但有的单位实质只有一根有效，其余的已不起保护作用。

３．５　接零保护与接地保护置于同一保护系统部分起重设备需要接零保护，即在低压中性点接地电网，但接零系统的电气设备就不能再接地。

检测发现，有些单位对起重机既做接零保护，又做接地保护，这是极不安全的。

３．６　接地保护与电焊搭铁不能混淆电焊是工厂常有的生产作业，电焊作业必须采用地线搭铁，让焊机、焊丝、被焊工件、地线与大地形成一个回路，否则，不能进行电焊作业，而有些搭铁只是简单压搭，并没有焊接也可进行电焊作业；于是，一些起重设备维护工误认为简单压搭也可适用于地线保护装置地线连接。

其实，这是一个极大误区，接地保护与电焊搭铁绝不能混淆，电焊搭铁是生产操作，连接不好可重新连接，但接地保护是安全措施，必须百分之百可靠，否则会危及操作人员的生命安全。

４　接地电阻的测量４．１　测量原理如前所述，不能用日常的欧姆表测量接地电阻，但接地电阻的测量原理依然是欧姆定律。

接地保护装置工频接地电阻的数值，等于接地保护装置对地电压与通过接地保护装置流入大地的工频电流之比，因此，测量接地电阻首先应测量接地保护装置的对地电压和流入大地的工频电流。

其中，接地保护装置的对地电压是一个电位差，是接地保护装置与大地电流场实际零电位区之间的电位差。

测量时，必须先让流入大地的工频电流从接地体中通过。

电源的连接方式是：让接地保护装置连接电源的一端，让与被测接地极构成回路的辅助电流接地极连接电源的另一端。

电压表的连接方式是：接地保护装置接电压表的一端，另一端接处于实际零电位区的电压接地极。

被测单根接地极、电压接地极、电流接地极三者之间应组成２０ｍ～４０ｍ的直线布极方法。

这是由于单根接地极的零电位区应与单根接地极之间相距２０ｍ以外，同时电流接地极应避免与电压接地极之间的相互干扰，这样，电压接地极必须设在距离电流接地极和被测接地极２０ｍ以外。

注意，测量电流应控制一个范围，不能太小也没必要太大，以实际短路电流的２０％为宜；电源采用独立电源，容量５ｋＶＡ～１０ｋＶＡ，电压６５Ｖ～２２０Ｖ。

４．２　接地电阻测量仪的使用接地电阻测量仪是专门测量接地电阻的测量装置，配有２０ｍ、４０ｍ的专用线。

电流接地极Ｃ与电压接地极Ｐ之间不小于２０ｍ，可以很好地消除互电阻影响。

当电流接地极Ｃ距电压接地极Ｐ的位置恰好是建筑物而无法布置时，两者可以布置在被测接地网Ｇ的两侧；或将电流接地极Ｃ、电压接地极Ｐ、被测接地网Ｇ组成三角形，每边长为２０ｍ。

４．３　测量接地电阻时的安全事项为保证测量安全，在测量接地电阻时应注意以下事项：①电压极周围２０ｍ范围内不允许有与被测接地体电流极相连的接地体，电压极必须在被测接地体电流极的零电位点；②接地网中，不允许进行接地电阻测量；③雨中或雨水刚过时，不能进行接地电阻测量；④测量前，应将零线从接地体拆掉；⑤发现接地通零，不进行测量。

（参考文献和英文摘要转第１９６页）所使用的砂轮包括缓进磨用砂轮（粗磨用砂轮、精磨用砂轮）、普通平磨砂轮、钢挤轮。

该榫齿的加工工艺为成形磨削，所以加工产品是否合格的关键是磨削砂轮的轮廓是否正确，为保证砂轮轮廓正确无误，故配备有光学曲线磨磨制的标准钢挤轮来修整“硬砂轮”，以硬砂轮修整磨削用的“砂轮”。

３　新的加工工艺电火花线切割加工是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法。

线切割加工技术一般用于以下情况：①加工硬质材料和特殊合金；②加工具有极复杂几何形状的零件；③加工小型、高精度、价格昂贵的零件；④加工采用常规加工时要求贵重刀具的工件；⑤加工采用其他方法难以加工的零件等。

依据线切割加工技术的特点和优势，我们尝试采用了线切割加工叶片榫齿的新方法。

３．１　加工设备主要加工设备为日本三菱公司生产的线切割机床ＲＡ９０，该机床精度高，操作方便，加工效率高。

机床上配有高压冲洗和冷却系统，以保证切割过程中工件的冷却，且冷却液通过过滤系统充分过滤之后，可重新输送到冷却和冲洗喷嘴循环使用。

３．２　工装所采用的工装是切榫齿自制夹具。

３．３　加工工艺加工时，以叶身型面为定位基准，叶片在专用夹具上安装、定位并夹紧之后直接在线切割机床上按照输入程序自动切割成形。

制件加工后用光学投影仪检测榫齿型面几何尺寸，在确定合格后批量加工。

３．４　表面处理线切割后对榫齿部位进行电化学抛光。

４　结束语蠕动进给磨削加工需要许多复杂的工装、夹具、量具和专用机床，设备价格昂贵，专用性很强，不可能兼顾生产其他的产品，且工装制造周期长、费用高，同时需要不停地对砂轮进行修整，消耗量很大。