起重機(jī)械保護(hù)接地的意義及其檢驗(yàn)方法

摘 要：起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用于碼頭、工廠車間、施工工地等作業(yè)現(xiàn)場。起重機(jī)械的安全直接關(guān)系到設(shè)備安全和人身安全，電氣接地作為其中重要一環(huán)，在實(shí)際檢驗(yàn)工作中卻發(fā)現(xiàn)許多使用單位沒有正確認(rèn)知其重要性，沒有對起重機(jī)械進(jìn)行保護(hù)接地或保護(hù)接地方式錯(cuò)誤，造成嚴(yán)重安全隱患。接地種類一般可分為電氣設(shè)備接地和金屬結(jié)構(gòu)接地，由于起重機(jī)械在制造安裝時(shí)大多能滿足電氣設(shè)備整體接地的要求，文章僅討論由使用單位負(fù)責(zé)實(shí)施的金屬結(jié)構(gòu)接地檢驗(yàn)（依據(jù)GB6067.1-2010）。集中介紹了保護(hù)接地的分類，檢驗(yàn)方法與具體檢驗(yàn)步驟，力求闡明在實(shí)際檢驗(yàn)工作中如何做到正確檢驗(yàn)，保護(hù)設(shè)備安全和人身安全。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械；保護(hù)接地；檢驗(yàn)方法

保護(hù)接地，系指將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結(jié)構(gòu)部分）用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來的一種保護(hù)接線方式。其作用是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，降低接點(diǎn)的對地電壓，避免發(fā)生漏電時(shí)人體觸電危險(xiǎn)。作為檢驗(yàn)人員，無論在安裝檢驗(yàn)或定期檢驗(yàn)時(shí)，均應(yīng)對起重機(jī)械的保護(hù)接地進(jìn)行檢驗(yàn)，盡可能的消除安全隱患。

在檢驗(yàn)保護(hù)接地時(shí)，不能簡單憑電箱中有黃綠雙色的電線就判定保護(hù)接地有效，還要分析其性質(zhì)，追蹤其來源。保護(hù)接地按大體分類可分為接零保護(hù)和接地保護(hù)。使用單位的供電變壓器如果中性點(diǎn)直接接地，其供電形式有可能屬于TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)。無論TN還是TT系統(tǒng)，由于其零線已接地，故只采取完善的接零保護(hù)措施也是可以的。（對于TN系統(tǒng)，條件允許鼓勵(lì)重復(fù)接地）使用單位的供電變壓器如果中性點(diǎn)不接地或經(jīng)大阻抗接地，則其供電形式屬于IT系統(tǒng)，則必須采用接地保護(hù)。

兩種不同的保護(hù)方式使用的客觀環(huán)境不同，如果選擇使用不當(dāng)，不僅會(huì)影響起重機(jī)的保護(hù)性能，甚至達(dá)不到應(yīng)有的保護(hù)作用，所以在檢驗(yàn)時(shí)切忌判斷錯(cuò)誤。究竟應(yīng)該采取何種保護(hù)方式，必須取決于其所在的供電系統(tǒng)采取的是何種配電系統(tǒng)。因此應(yīng)當(dāng)首先確認(rèn)使用單位采用何種配電網(wǎng)絡(luò)，再追蹤其保護(hù)線的來源。若判明使用單位所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)屬于TN系統(tǒng)，則使用接零保護(hù)即可，如現(xiàn)場條件允許搭設(shè)地極，那么采取重復(fù)接地保護(hù)效果更佳。若屬于TT系統(tǒng)，則應(yīng)視實(shí)際情況采取接零保護(hù)或接地保護(hù)；如果使用單位所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是IT系統(tǒng)，則使用單位應(yīng)該統(tǒng)一采取接地保護(hù)。

在明晰了配電網(wǎng)絡(luò)后，才可以進(jìn)行下一步的檢驗(yàn)工作。對于供電電源端中性線直接接地系統(tǒng)，應(yīng)檢查使用單位是否正確采取接零保護(hù)及重復(fù)接地保護(hù)。接零保護(hù)的原理是當(dāng)發(fā)生漏電碰殼時(shí)，可以借零線形成單相短路，產(chǎn)生足夠大的短路電流，使短路保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷故障電源，保護(hù)設(shè)備及人身安全。檢驗(yàn)接零保護(hù)是否完善，先要判斷供電形式，如果確定使用單位是采用三相五線制的TN系統(tǒng)，那么就檢查起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)與大車軌道是否均與保護(hù)零線進(jìn)行有效的，穩(wěn)固的連接，同時(shí)檢查電箱是否配備了短路保護(hù)裝置（熔斷器或斷路器），條件允許則檢查是否有重復(fù)接地。在接零保護(hù)的同時(shí)若能對金屬外殼進(jìn)行重復(fù)接地則更佳，重復(fù)接地是提高接零保護(hù)安全性能的重要措施。對有防雷要求的起重機(jī)械，重復(fù)接地可以起到向大地泄放電流的作用。但要注意的是，重復(fù)接地電阻值不得大于10Ω。（用接地電阻測試儀測得，下同）對于TN系統(tǒng)接地保護(hù)的技術(shù)要求，是保護(hù)零錢的接地電阻值不大于4Ω，與起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)有效且穩(wěn)固。

如果供電電源端中性線直接接地，卻沒有獨(dú)立的保護(hù)地線引出，那么可以確定使用單位是采用三相四線制的TT系統(tǒng)，其零線除了是工作零線，也能起到保護(hù)零線的作用。除了采用與TN系統(tǒng)相同的檢查方式外，為保證保護(hù)效果，還可以在供電電源箱里加上漏電保護(hù)裝置。所謂漏電保護(hù)裝置是指當(dāng)電路中的漏電電流超過允許值時(shí)，能夠自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的漏電保護(hù)裝置，包括各類漏電斷路器、帶漏電保護(hù)的插頭（座）、漏電保護(hù)繼電器、漏電火災(zāi)報(bào)警器、帶漏電保護(hù)功能的組合電器等。應(yīng)該合理選用保護(hù)裝置的容量，使金屬結(jié)構(gòu)的接地電阻與漏電保護(hù)器動(dòng)作電流的乘積應(yīng)不大于50V。其具體計(jì)算過程如下：（1）首先測明負(fù)載側(cè)的對地電阻值R（Ω）；（2）查對漏電保護(hù)器動(dòng)作電流I0（A）；（3）計(jì)算動(dòng)作電壓值U（V）=I0×R，U≤50V為合格，否則需要采取措施降低接地電阻值。

如果確定使用單位的供電變壓器中性點(diǎn)不接地，那明顯屬于IT系統(tǒng)，其零線僅可作為工作零線使用。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢查其接地極的來源及測試接地電阻值是否符合要求。如何判斷使用單位選擇的接地極是否合適大有講究。接地極通常認(rèn)為是垂直接地體，是接地系統(tǒng)的一個(gè)重要部分。有許多不同的接地極，有一些是“自然的”和有一些是“人工的”。

自然接地極包括金屬接地水管，建筑物的金屬框架（如果是有效接地），銅導(dǎo)線或鋼筋或地下結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)。應(yīng)考慮采用自然接地的連接同設(shè)施的其他接地一起來保護(hù)系統(tǒng)。

人工接地極是特別安裝用來提高系統(tǒng)接地性能的。這些接地電極必須理想的深入潮濕土壤層來降低電阻。必須確保金屬導(dǎo)體（或金屬導(dǎo)體類型）在服務(wù)期內(nèi)不會(huì)過度腐蝕。人工接地極包括深鉆的接地棒或接地管，埋入土壤的金屬條或包圍建筑的銅線。不許采用地下天然氣管或鋁材作接地電極，接地線應(yīng)與水平接地體的截面相同。GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》其中有明確要求：埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼；埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm；扁鋼截面不應(yīng)小于100mm2，其厚度不應(yīng)小于4mm；角鋼厚度不應(yīng)小于4mm；鋼管壁厚不應(yīng)小于3.5mm。在腐蝕性較強(qiáng)的土壤中，應(yīng)采取熱鍍鋅等防腐措施或加大截面。人工垂直接地體的長度宜為2.5m。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體間的距離宜為5m，當(dāng)受地方限制時(shí)可適當(dāng)減小。

當(dāng)使用單位所選用的接地極滿足上述技術(shù)要求時(shí)，我們既可以用三極直線法和三角形法測量接地電阻，也可以簡單的用接地電阻測試儀進(jìn)行測量，只要其值不大于4Ω即為合格。

結(jié)束語

保護(hù)接地的原理是限制設(shè)備漏電后的對地電壓，使之不超過安全范圍，保護(hù)設(shè)備安全和人身安全。檢驗(yàn)接地保護(hù)是否完善，應(yīng)先觀察使用單位的電網(wǎng)形式。三相五線制的TN系統(tǒng)最方便觀察，而三相四線制的系統(tǒng)則應(yīng)明晰其電網(wǎng)形式，若為TT系統(tǒng)，可采取如裝設(shè)漏電保護(hù)器等安全措施進(jìn)一步保證保護(hù)效果。但要注意，在為起重機(jī)械供電的同一電源系統(tǒng)中，不得出現(xiàn)一部分電氣設(shè)備采取接零保護(hù)，另一部份卻采取接地保護(hù)的情況。對于三相四線制IT系統(tǒng)，應(yīng)檢查使用單位有無選擇合適地極，引出地線，并將保護(hù)地線引到起重機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)和大車軌道。在檢驗(yàn)中還要注意，新版的GB6067.1-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程》第8.8.2條款中明確規(guī)定了起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)與供電線路的保護(hù)導(dǎo)線可靠連接，傳統(tǒng)的依靠大車軌道和輪壓方式對金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)接地已不允許。因此在檢驗(yàn)中應(yīng)觀察保護(hù)接地線是否直接引到大車金屬結(jié)構(gòu)上，簡稱四線上車，具體可觀察保護(hù)零線有無通過集電器或隨行電纜直接引到大車金屬結(jié)構(gòu)上。

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作者簡介：連海文（1985，8-），男，廣東省汕頭市，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)電類特種設(shè)備檢驗(yàn)。