７４ 菘科技 ２０１３年第２期 论煤矿井下电气设备的保护接地技术措施 杨贵寿 （同煤集团王村煤业公司，山西大同摘要０３７０３２） 该文以煤矿井下电气设备的应用为研究对象，针对保护接地技术的基本工作原理及其重要意义进行了简要分析，明确了煤矿井下电 气设备进行可靠性保护接地的必要性；阐述了煤矿井下电气设备在保护接地过程中需要重点关注的几点问题，旨在于为今后相关研究与实践 工作的开展提供一定的参考与帮助。 关键词煤矿井下电气设备保护接地技术措施工作原理分析 中图分类号ＴＤ６１１ ．５ 文献标识码Ｃ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１３．０２．４８ 在煤矿生产中，井下作业环境始终处于恶劣状态， 用，确保了人体所接受电流的显著降低，由此也就避免 这使得分布于煤矿井下环境中的电气设备在正常应用 了对于人体的危害。 过程中面临着多方面的质量问题及安全隐患。内部绝 假定煤矿井下电气设备配备有运行可靠的保护接 缘性能的损失有可能导致工作人员在与煤矿井下电气 地，则在人体接触到电气设备带电部分时，流经接地极 设备外壳发生直接接触的过程中受到触电危害，进而 电流指标与流经人体电流指标之间会存在一定的关 还有可能导致煤矿井下出现火灾及安全问题。 系，表示为： １ 保护接地技术的基本工作原理及其重要性分析 流经人体入地电流指标（单位：Ａ）＝流经接地极 入地电流指标（单位：Ａ）×接地电阻指标（单位：ｎ）／ 在电网系统具备保护接地装置，以及保护接地处 人体电阻指标（单位：Ｑ）。 于正常运行状态的情况下，若一相带电体与电气设备 通过对以上有关流经接地极电流指标与流经人体 金属部件相接触，并且人体接触该位置，电流将通过由 电流指标相关性关系的分析，不难发现：越小的接地电 人体电阻以及保护接地装置接地电阻所构建的并联回 路而流地。由于保护接地装置对于电流分流作 阻指标数值往往对应着越小的流经人体电流指标。从 这一角度上来说，在较小的接地电阻指标作用下，流经 收稿日期：２０１２—１２—１２ 人体电流中的绝大部分能够被转移至大地，这对于预 作者简介：杨贵寿（１９６６一），男，山西山阴人，工程师，现任同煤集 防人体触电而言有着重要意义。更为关键的一点在 团王村煤业公司电讯科科长，长期从事煤矿机电技术及管理工作。 于：在针对煤矿井下电气设备装设可靠性保护接地的 ③接地耦合：这主要是由于多点接地引起的，接地 蔽体设计成单点接地结构，接地电阻要小。接地点要 系统中在两个接地点上流过电流，从而在试验电路中 与一般试验室的地网及电力网中线分开。 建立起一个干扰电压； （４）采用高压滤波器。在试验变压器次级的高压 ④经由高压电源耦合：电网干线来的干扰电压经 侧加装高压滤波器可进一步抑制电网系统的干扰，并 试验变压器初、次级绕组间的电容耦合进人试验电路。 可提高检测灵敏度。高压滤波器也必须在试验电压下 ２．２ 消除或抑制干扰的主要措施 无放电。国内单位有使用串联在高压引线中的调谐式 （１）采用带调压器、隔离变压器和滤波器的滤波 选频滤波器，效果也很好。 控制电源。隔离变压器初级绕组屏蔽接地电网系统的 （５）采用平衡法或桥式试验电路。 地；次级绕组屏蔽接试验电路的地（或全屏蔽系统的 （６）在高压端加装高压屏蔽罩或戴上半导电的橡 地）。 皮轮胎帽子，以防止外部电晕干扰。 （２）设置屏蔽室。可以仅屏蔽试验电路部分，而 （７）试验电路远离周围物体，尤其是悬浮的金属 高压变压器等在外面，高压由套管引入（但必须用滤波 物体。 器）。也可将高压电源，试验人员置人屏蔽室而局部放 电检测仪在外面，如能将检测仪也放在屏蔽室内当然 ３ 结束语 更好。设置屏蔽室的目的与作用是阻止电容耦合和感 局部放电试验干扰源多种多样，只要掌握其规律， 应耦合两条途径。屏蔽室的设计可参看有关资料。 根据干扰源的不同采取相应的有效措施进行规避，就 （３）可靠的单点接地，将试验回路系统或整个屏 可以得到精确的试验结果，保证产品质量。 ２０１３年第２期 互拭．蒺舛＿救 ７５ 基础之上，绝大部分漏电电流同样能够在分流作用下 铜线、镀锌铁线以及扁钢线这三种类型。一般来说，选 取铜线作为制作材料的母线线路应当将截面面积控制 在５０ｍｍｚ以上，选取镀锌铁线作为制作材料的母线线 路应当将截面面积控制在ｌＯＯｍｍ 以上，选取扁钢线 作为制作材料的母线线路应当将截面面积控制在 ｌＯＯｍｍ 以上，并将厚度控制在４ｍｍ以上。更为关键 传输至大地内部，从而使得电火花问题得到有效控制， 进而也就最大限度的避免了井下作业环境可能出现的 爆炸问题。 ２煤矿井下电气设备的保护接地技术措施分析 煤矿井下电气设备所涉及到的保护接地动作主要 是针对电压等级在３６ｋＶ以上的电气设备而言，通过应 的一点在于：主接地母线线路在与煤矿井下设备的连 接过程当中，应当采取焊接方式。受客观条件影响而 无法进行焊接处理的，则应用弹簧垫或是双螺帽予以 用导体的方式，将电气设备不具备带电特性的金属部 分与接地体有效连接，在此过程当中构建一个完整的 接地网系统。为确保煤矿井下电气设备保护接地的有 效性，要求接地网的形成能够以每根电缆接地芯部件 与“地”的可靠性连接为基础。在这一过程当中，任何 一个步骤所出现的操作失误问题，均有可能导致接地 网的形成受到严重影响。为此，需要特别重视以下几 个方面的问题。 （１）电缆接地线的制作与连接工作。高压电缆头 与高压电缆线进行保护接地连接，电缆接地线的制作 与连接是极为重要的。通过对接地线与铠装带的可靠 性连接，能够确保高压电缆头部件与设备装置正常运 行。在进行高压电缆接地线的制作过程当中，需要优 选铜线、镀锌铁线以及扁钢线这三种类型的电缆线路。 结合电缆线路材质属性的不同，高压电缆接地线制作 对于其截面面积指标也有着较为显著的差异：一般情 况下，选取铜线进行高压电缆接地线制作的过程当中， 截面面积应当控制在２５ｍｍ 以上；选取镀锌铁线进行 高压电缆接地线制作的过程当中，截面面积应当控制 在５０ｒａｍ 以上；选取扁钢线进行高压电缆接地线制作 的过程当中，截面面积应当控制在５０ｍｍ 以上（同时 需要将厚度指标控制在４ｍｍ以上）。特别需要注意的 是，在电缆线的接地与安装过程当中，首先需要确保电 气设备金属外壳部件与接地芯线连接的可靠性，通过 适当延长接地芯线的方式，能够最大限度的避免因电 缆接头脱落而出现的接地芯线脱落问题。 （２）主接地极以及主接地母线线路的制作与安装 作业。①优选耐腐蚀性能较好的钢板原材作为主接地 极的主要制造材料，同时需要针对钢板的基本参数进 行合理控制（钢板板材厚度应当控制在５ｍｍ以上，截 面面积应当控制在０．７５ｍ 以上）。与此同时，为最大 限度的确保由钢板板材所制成的主接地极能够达到良 好的耐腐蚀性能，可以采取镀锌或是镀锡的方式予以 实现。需要注意的是：在主接地极的安装中，应当重视 煤矿井下主水仓位置以及副水仓位置主接地极的安装 作业，其目的在于确保主接地极能够在即便是清仓作 业的环境下发挥性能；②选取的母线线路制作材料为 紧固处理。 （３）煤矿井下电气设备保护接地中的局部性接地 制作与安装要点分析：将局部接地极设置于煤矿井巷 巷道水沟位置的情况下，接地极的制作应当选取有效 应用面积在０．６ｍ 以上，并且厚度在３ｍｍ以上的钢板 原材。而在将局部接地极设置于煤矿井巷巷道水沟周 边位置的情况下，接地极的制作应当选取长度在 １．３５ｍ以上，有效应用直径在３５ｍｍ以上的钢管原材。 与此同时，局部接地极安装过程中的接地线与接地极 连接位置应当选取在直观可见位置，以利后期检查维 修作、【 。 ３ 结束语 通过设置保护接地装置的方式，能够最大限度的 避免煤矿井下电气设备出现内部绝缘性能的受损问 题，从而也就尽可能的控制因电气设备内部绝缘性能 受损问题而出现的煤矿井下安全问题，其重要性应当 引起各方工作人员的特别关注与重视。相关工作人员 应当在正确把握煤矿井下电气设备保护接地工作原理 的基础之上，严谨且认真的开展各项工作，确保保护接 地的各项工作要求均能够得到可靠性保障，从而发挥 对煤矿供电安全的有效支持。 参考文献： ［１］牟龙华，李国欣，盂庆海等．高低压电网保护接地网互联影响的 分析［Ｊ］．煤炭学报，２００４，２９（２）：２３８～２４２ ［２］钟联昌等．电位联结在保护接地和防雷接地系统中的应用［Ｊ］． 甘肃水利水电技术，２００９，４５（５）：８～９ ［３］李胜国，苍斌，姜涛等．２２０ｋＶ高压单芯电缆保护接地箱异常发 热原因分析［Ｃ］．／／２０１１年全国电力电缆安装与运行经验交流会论 文集．２０１１：４０～４６ ［４］黄剑勇，李英武．１０／０．４ ｋＶ变电站系统接地与保护接地的探讨 ［Ｊ］．建筑电气，２００９，２８（６）：１２—１４ ［５］赵静仪，吴锦庭．从两起触电事故中试析保护接地［Ｃ］．／／中国 科协２００５年学术年会论文集企业计量测试与质量管理．２００５：２９１— ２９３ ［６］杨广宁．浅论低压配电系统接地故障保护中的ＰＥ线［Ｃ］．／／中 国电工技术学会水工业电工专委会第一届第二次年会暨技术交流会 论文集．２００１：２５４～２５５
