礦山低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)與接零保護(hù)

摘要：本文主要分析現(xiàn)階段我國礦山低壓配電系統(tǒng)的不同類型以及不同的保護(hù)接地形式，同時研究礦山低壓配電系統(tǒng)應(yīng)該如何指導(dǎo)負(fù)荷，并討論了礦山低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)和接零保護(hù)中需要注意的問題。本文旨在為我國礦山低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)工作提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng) 礦山電壓 接地保護(hù) 接零保護(hù)

保護(hù)接地包括接地保護(hù)與接零保護(hù)兩種形式，礦山低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地的目的就在于防止礦山發(fā)生漏電事故，并為各部分電氣設(shè)備的正常運行提供一定的保障。保護(hù)接地具有不同的保護(hù)方式，不同保護(hù)方式適用于不同的電力環(huán)境，對于礦山低壓配電系統(tǒng)而言，一旦保護(hù)接地的形式選擇不當(dāng)，很可能影響整個礦區(qū)配電系統(tǒng)的正常使用性能，并在很大程度上降低了電網(wǎng)性能的可靠性。因此，針對礦山低壓配電系統(tǒng)的特點來選擇正確的保護(hù)形式已經(jīng)勢在必行。

1 接零保護(hù)與接地保護(hù)的區(qū)別性分析

1.1 不同的保護(hù)原理

對于接地保護(hù)來說，其原理主要是對一些存在漏電現(xiàn)象的設(shè)備來進(jìn)行遏制，控制其漏電范圍，一旦設(shè)備的漏電現(xiàn)象超過了某一整定值，保護(hù)器就會自動進(jìn)行運作，切斷電源防止發(fā)生事故。而一般接零保護(hù)的原理則主要是對于接零線路借組，并使得設(shè)備中損壞絕緣后碰殼形成一個單相數(shù)段，需要應(yīng)用電流保護(hù)裝置的迅速運轉(zhuǎn)，來保護(hù)電力裝置不會遭到破壞。

1.2 不同的使用范圍

目前，我國礦山低壓配電系統(tǒng)中，一般采用TN以及TT系統(tǒng)來實現(xiàn)三相、單相混合供電，由于負(fù)荷密度以及符合分布等因素的影響，TT系統(tǒng)主要運用接地保護(hù)這種方式；TN系統(tǒng)則主要應(yīng)用接零保護(hù)的方式。

1.3 不同的線路結(jié)構(gòu)

接地保護(hù)中一般只會有中性線以及相線，在這種三相動力生成的負(fù)荷中通常都不使用中性線來解決，僅僅需要確保設(shè)備接地，接地系統(tǒng)中的中性線一般除電源中所屬的中性點接地以外，就再不可能出現(xiàn)其他接地連接裝置了；而接零保護(hù)在基本要求上一般都要確保有中性線的系統(tǒng)存在，同時還要在必要時對中性線以及保護(hù)接零線實行分開架設(shè)，進(jìn)而對整個系統(tǒng)起到保護(hù)作用，并且在系統(tǒng)中，中性線的保護(hù)要有許多地點重復(fù)的進(jìn)行接地設(shè)置。

2 現(xiàn)狀分析

低壓配電系統(tǒng)普遍使用三芯或者四芯的電源線進(jìn)行配置，然而在三相四線所制作的電氣設(shè)備中，在電器外殼上還有著另外一根接地線的配置，這樣會有利于設(shè)備在正常工作狀態(tài)下保持著有效的保護(hù)接地狀態(tài)。然而在現(xiàn)行低壓配電系統(tǒng)內(nèi)，還沒有統(tǒng)一、專用的接地線配置，這種情況對于礦區(qū)的電力用戶而言，想要真正實施保護(hù)接地，其實不是件很容易的事情。有些礦區(qū)盡管已經(jīng)采取了一系列措施，利用保護(hù)接地線，但現(xiàn)實中也是很難達(dá)到規(guī)程中標(biāo)準(zhǔn)的要求，存在諸多的不安全因素，甚至?xí)橄到y(tǒng)或設(shè)備的安全運行埋下眾多隱患，造成本來是為了電氣安全而實施的各種保護(hù)接地措施不能夠切實的發(fā)揮作用，并很有可能成為系統(tǒng)或者設(shè)備的累贅和擺設(shè)。

3 接地系統(tǒng)的接線類型分析

國內(nèi)許多礦山低壓配電系統(tǒng)會分成TN、IT、TT這三種類型。在這之中第一個字母T所表示的是電源的變壓器之中中性點直接接地；而I一般表示為電源的變壓器中的中性點并沒接地。N所表示的是電氣的設(shè)備外殼和系統(tǒng)接地的中線相互連接。

TN系統(tǒng)指的是電源的變壓器的中性點進(jìn)行接地，而設(shè)備外露的地方和中性線相互的連接。IT系統(tǒng)所指為電源中變壓器的中性點不去接地，而設(shè)備外殼也沒專用接地線所保護(hù)。TT系統(tǒng)所指為電源中變壓器的中性點進(jìn)行接地，而設(shè)備外殼也沒有專用接地線所保護(hù)。

4 兩種保護(hù)方案的應(yīng)用范圍

保護(hù)接地可以分為接零保護(hù)以及接地保護(hù)，此兩種保護(hù)接地的方案在使用環(huán)境之上又有著一定的不同。因此，一旦方式選擇不得當(dāng)，就會影響系統(tǒng)的保護(hù)性能，甚至?xí)﹄娋W(wǎng)供電時的可靠性造成一定影響。因而對配電網(wǎng)中的電力用戶而言，如何才能對保護(hù)接地的辦法進(jìn)行合理的選擇、利用是一個關(guān)鍵性的問題。其最開始就需要由供電系統(tǒng)屬于一種什么樣的配電系統(tǒng)來決定。在工程實踐中，如用戶低壓配電系統(tǒng)屬于TT的系統(tǒng)類型，那么用戶可以采取接地保護(hù)的系統(tǒng)來進(jìn)行防范；但若用戶低壓配電系統(tǒng)屬于TN-C的系統(tǒng)類型，那么用戶可以采取接零保護(hù)的系統(tǒng)來進(jìn)行防范。在這兩種情況中的TN-C與TT的系統(tǒng)是有著兩個獨立特性的系統(tǒng)形式，雖說兩者都同樣可以給用戶供給380V以及220V的三、單相互混合電源的電壓，但兩者是不可互相代替使用的，而且兩者保護(hù)措施上的要求也是完全不同的。這也是由于在相同低壓配電的系統(tǒng)中，若同時出現(xiàn)兩種保護(hù)接地方案，當(dāng)接地保護(hù)的設(shè)備之間出現(xiàn)相線碰殼的故障時，會導(dǎo)致零線對地電壓升高到相電壓的一半或是更高數(shù)值，進(jìn)而使采用接零保護(hù)的所有設(shè)備帶有相同的高電位，設(shè)備外殼之上的一些金屬元件也會相應(yīng)出現(xiàn)很高對地電壓，威脅到操作人員的安全。因此要確保在礦區(qū)配電的系統(tǒng)中只應(yīng)用一種合理的保護(hù)接地方案，嚴(yán)禁接地保護(hù)與接零保護(hù)兩種方案的混合使用。

5 注意事項

5.1 要對TT系統(tǒng)電器外露中的一些能夠?qū)щ姷牟糠植捎媒拥乇Ｗo(hù)進(jìn)行防護(hù)。對于TT系統(tǒng)來說，一旦電器設(shè)備出現(xiàn)外露現(xiàn)象，并且當(dāng)導(dǎo)電部分沒有采取適合的接地保護(hù)進(jìn)行防護(hù)時，很可能就會導(dǎo)致絕緣損壞現(xiàn)象的發(fā)生，設(shè)備外殼所帶的電壓就會變得異常危險，一旦操作人員觸到之后就會使流經(jīng)人體的電流值瞬間達(dá)到數(shù)百毫安，導(dǎo)致電擊事故的發(fā)生。

5.2 對末級剩余電流所屬保護(hù)器進(jìn)行正確的安裝與使用。在礦山低壓所屬配電系統(tǒng)中，對于客戶端在末級上的保護(hù)通常利用剩余電流設(shè)置保護(hù)的裝置。用戶一旦選擇安裝剩余電流作為保護(hù)裝置，不但要對供電電壓、方式、線路與系統(tǒng)接地的形式充分考慮，還需要對保護(hù)線與中性線進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分，而且，要特別注意將四極或三極四線的中性線接到對剩余電流進(jìn)行保護(hù)的裝置上。另外，無論用戶應(yīng)用何種配電的系統(tǒng)，如果中性線經(jīng)過剩余電流的保護(hù)裝置，不可再作為保護(hù)線來應(yīng)用，并且不要重復(fù)接地或是使接地設(shè)備出現(xiàn)外露現(xiàn)象，并且同時確保保護(hù)線不要接在剩余電流所屬保護(hù)裝置中。

5.3 對于礦山違章用電行為嚴(yán)格的杜絕。礦區(qū)在進(jìn)行電能利用的時候，必須嚴(yán)格遵守《安全用電規(guī)程》，嚴(yán)格杜絕用電違章行為的發(fā)生。

5.3.1 在剩余所屬電流保護(hù)裝置的系統(tǒng)中，要針對能夠影響其動作可靠性的因素進(jìn)行有效性試驗，對于不正常運轉(zhuǎn)的裝置，需要及時通知供電等相關(guān)部門進(jìn)行維修和處理；在剩余電流所屬保護(hù)裝置運轉(zhuǎn)之后，若發(fā)現(xiàn)其不能夠正常運轉(zhuǎn)的征兆時，需要對故障進(jìn)行及時的檢查，等待設(shè)備的故障排除以后，才可以送電，同時要對私自開啟剩余電流所屬的保護(hù)裝置運轉(zhuǎn)的行為進(jìn)行嚴(yán)令禁止。

5.3.2 不要在進(jìn)行剩余電流裝置有效安裝后就放松警惕，一旦存在有任何的僥幸心理，就會為安全事故的發(fā)生埋下隱患。對不同的電力系統(tǒng)，需要進(jìn)行不同的接地保護(hù)選擇。在TT系統(tǒng)中，剩余電流所屬的保護(hù)設(shè)備是一種非常適合的接地保護(hù)器；在TN-C的系統(tǒng)中，由于其內(nèi)部特殊的結(jié)構(gòu)特點，不適合應(yīng)用剩余電流的保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)；而對于TN-S-C與TN-S的系統(tǒng)，剩余電流的保護(hù)裝置則是一種非常可靠和適合的保護(hù)器。礦區(qū)的生產(chǎn)實踐中，要想在不擴(kuò)大停電范圍的同時實現(xiàn)操作者人身安全的防護(hù)則需要對剩余電流的保護(hù)裝置的分級保護(hù)形式進(jìn)行正確的選擇。

6 結(jié)語

綜上所述，不同的接地方式需要選擇不同的接地保護(hù)器，才能有效的保障操作者的生命安全，并避免進(jìn)停電范圍的進(jìn)一步蔓延和擴(kuò)大。不僅如此，在生產(chǎn)實踐中，還需要對電流保護(hù)裝置實施分級保護(hù)措施，選擇正確的保護(hù)接地方案，安裝對剩余所屬電流的保護(hù)裝置及設(shè)備，并及時防止接地方案出現(xiàn)混亂狀態(tài)，只有這樣，才能實現(xiàn)接零保護(hù)與接地保護(hù)的目標(biāo)。對于礦區(qū)低壓配電的系統(tǒng)而言，要有對接零保護(hù)與接地保護(hù)給予充分的重視才能有效的保障煤炭企業(yè)員工的人身安全，促進(jìn)企業(yè)和諧健康的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷良平，礦山低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接地及接零保護(hù)的幾種形式討論，中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009.7.

[2]李永浩，變電器中性點不接地的事故危險分析，中國科技博覽，2010.2.

[3]王道江，礦山壓配電網(wǎng)絡(luò)的接地保護(hù)與接零保護(hù)使用現(xiàn)狀，科技與生活，2009.4.

[4]劉佳，低壓供電系統(tǒng)及其事故處理，硅谷，2011.12.

[5]宋寶國，礦井低壓電網(wǎng)選擇性漏電保護(hù)性能的改進(jìn)方法，煤炭信息，2009.

[6]國家安全監(jiān)察局，煤礦安全規(guī)程[S]，北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

作者簡介：

李江(1979-)，男，四川省涼山州會理縣人，電氣助理工程師，研究方向：電氣設(shè)備管理與維護(hù)。

鄒山亮(1979-)，男，四川省甘孜州瀘定縣人，電氣助理工程師，研究方向：電氣設(shè)備管理與維護(hù)。