起重機(jī)械接地保護(hù)方式的識別與檢驗(yàn)方法

陳永陽

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，福建 福州 350008）

1 引言

隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，起重機(jī)械作為提高生產(chǎn)力的重要工具，廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)加工過程中；同時，隨著生產(chǎn)的需要和工作場所的要求，起重機(jī)械的種類也越來越多，如橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、架橋機(jī)、升降機(jī)等，但由于企業(yè)生產(chǎn)場地的限制，起重機(jī)械電源供電方式多種多樣，如何正確識別現(xiàn)場起重機(jī)械電源的供電方式，判斷其接地安全保護(hù)是否采用正確的方式，是否符合檢驗(yàn)規(guī)程的要求，對企業(yè)的安全生產(chǎn)和設(shè)備操作人員的人身安全將起到重要的作用。

2 接地保護(hù)的重要性與相關(guān)檢規(guī)要求

（1）接地保護(hù)的重要性：簡單來說就是防止人員觸電，保障人身安全。起重機(jī)械通常以整體金屬結(jié)構(gòu)作為接地干線，而起重機(jī)械上正常是不帶電的電氣設(shè)備金屬外殼與整體金屬結(jié)構(gòu)相連接，構(gòu)成一體；當(dāng)設(shè)備金屬外殼非正常帶電時，電流能夠通過接地回路導(dǎo)入大地，從而對工作人員起到保護(hù)作用。[1]

（2）根據(jù)TSG Q7016-2008《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》B8.2項“電氣保護(hù)裝置”中規(guī)定電氣接線應(yīng)符合GB/T 6067-1985中《起重機(jī)械安全規(guī)程》要求，其中包括了接地保護(hù)[2]；而根據(jù)GB6067.1-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程-第1部分：總則》8.8項“接地與防雷”中相關(guān)條款規(guī)定：起重機(jī)械本體的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)與供電線路的保護(hù)導(dǎo)線可靠連接；起重機(jī)械所有電氣設(shè)備外殼、金屬導(dǎo)線管、金屬支架及金屬線槽均應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)情況進(jìn)行可靠接地（保護(hù)接地或保護(hù)接零）；對于保護(hù)接零系統(tǒng)，起重機(jī)械的重復(fù)接地或防雷接地的接地電阻不大于10Ω，對于保護(hù)接地系統(tǒng)的接地電阻不大于4Ω[3]。

3 起重機(jī)械電源的主要供電方式

起重機(jī)械電源通常采用三相電源供電，三相電源接線可分為三相三線制（三根相線L）、三相四線制（三根相線L、一根零地公用線PEN）、三相五線制（三根相線L、一根中性線N，即零線、一根接地保護(hù)線PE，即地線），其中以三相四線制和三相五線制較為常見。根據(jù)接線方式的不同，可將起重機(jī)械接地保護(hù)系統(tǒng)分為IT、TT、TN三大類，其中第一個字母為變壓器端的接地型式，第二個字母為用電設(shè)備端的接地型式，“I”表示變壓器中性點(diǎn)未接地，“T”表示變壓器中性點(diǎn)接地或設(shè)備不帶電金屬結(jié)構(gòu)接地，“N”表示電源中性線或零線（備注：當(dāng)N線用做工作零線時，不能用于接地保護(hù)線）；具體接線方式與接地系統(tǒng)之間的對應(yīng)關(guān)系可見下表1：

表1 接線方式與接地系統(tǒng)之間的對應(yīng)關(guān)系

同時，在接地保護(hù)系統(tǒng)中幾個常見的概念我們應(yīng)該熟悉：

（1）接地保護(hù)（或保護(hù)接地）：將設(shè)備正常工作中不帶電的金屬結(jié)構(gòu)與接地裝置相連接，稱為接地保護(hù)[1]；當(dāng)起重機(jī)械上的不帶電的金屬結(jié)構(gòu)由于意外帶電時，由于接地電阻值較小，人體電阻值較大，使較大的短路電流通過接地裝置引入大地，通過人體的短路電流就比較小，從而保證了工作人員的人身安全。

（2）接零保護(hù)（或保護(hù)接零）：將設(shè)備正常工作中不帶電的金屬結(jié)構(gòu)通過保護(hù)線（PEN或PE）與電源中性點(diǎn)相連接，中間無連接任何接地裝置，稱為接零保護(hù)[1]；當(dāng)起重機(jī)械上的不帶電的金屬結(jié)構(gòu)由于意外帶電時，能夠借零線形成足夠大的單相短路電流，使線路上的短路保護(hù)裝置迅速動作，切除故障電源，保證了工作人員的人身安全。

（3）重復(fù)接地保護(hù)：除變壓器中性點(diǎn)接地外，還有其它接地體與接地保護(hù)線PE相連接，稱為重復(fù)接地保護(hù)。

（4）非重復(fù)接地保護(hù)：除變壓器中性點(diǎn)接地外，接地保護(hù)線PE不再設(shè)置接地保護(hù)，稱為非重復(fù)接地保護(hù)。

（5）PEN線：PEN線既可以用于工作零線也可以用于保護(hù)零線，但在其接到設(shè)備前，必須先將PEN線二次接地分成N線和PE線后，才能把PE線與設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，若未進(jìn)行二次接地，一旦N線出現(xiàn)斷路，則容易使整臺設(shè)備帶電，造成觸電事故。

具體接地方式特點(diǎn)、圖例與接地電阻要求如下所示：

（a） IT系統(tǒng)（如圖1所示）

圖1 IT系統(tǒng)

系統(tǒng)特點(diǎn)：起重機(jī)械電源采用三相三線制供電方式，變壓器端中性點(diǎn)未接地，而起重機(jī)械設(shè)備外殼有接地，多見于老舊廠房或車間；接地電阻要求為：3Rd*U/(3Rd+r)≤50，U為相電壓，Rd為接地電阻，r為相線對地絕緣電阻，一般要求Rd小于4Ω。

（b）TT系統(tǒng)（如圖2所示）

圖2 TT系統(tǒng)

系統(tǒng)特點(diǎn)：起重機(jī)械電源采用三相三線制供電方式，變壓器端中性點(diǎn)與起重機(jī)械設(shè)備外殼均有接地，多見于老舊廠房或車間；此接地保護(hù)方式要求在起重機(jī)采用帶有漏電保護(hù)功能的開關(guān)，且接地電阻與漏電保護(hù)動作電流乘積不超過50V；若起重機(jī)械接地電阻不大于4Ω，可直接加裝漏電保護(hù)器。

（c）TN-C系統(tǒng)（如圖3、圖4所示）

圖3 設(shè)備外殼重復(fù)接地的TN-C系統(tǒng)

圖4 設(shè)備外殼非重復(fù)接地的TN-C系統(tǒng)

系統(tǒng)特點(diǎn)：起重機(jī)械采用三相四線制供電方式，變壓器中性點(diǎn)接地，起重機(jī)械設(shè)備外殼與電源PEN線相連接，但前提在于PEN線不做工作零線使用；若起重機(jī)械設(shè)備外殼重復(fù)接地（如圖3），則接地電阻Rd不大于10Ω；若起重機(jī)械設(shè)備外殼非重復(fù)接地（如圖4），則接地電阻Rd（即R0）不大于4Ω。

（d）TN-C-S系統(tǒng)（如圖5所示）

圖5 TN-C-S系統(tǒng)

系統(tǒng)特點(diǎn)：起重機(jī)械采用三相四線制供電方式，變壓器中性點(diǎn)接地，PEN線分工作零線N和保護(hù)線PE，起重機(jī)械設(shè)備外殼與電源PE線相連接，且重復(fù)接地，則接地電阻Rd不大于10Ω。

（e）TN-S系統(tǒng)（如圖6重復(fù)接地系統(tǒng)、圖7非重復(fù)接地系統(tǒng)、圖8接地通零系統(tǒng)所示）

圖6 設(shè)備外殼重復(fù)接地的TN-S系統(tǒng)

圖7 設(shè)備外殼非重復(fù)接地的TN-S系統(tǒng)

圖8 設(shè)備外殼接地通零的TN-S系統(tǒng)

系統(tǒng)特點(diǎn)：起重機(jī)械采用三相五線制供電方式，變壓器中性點(diǎn)接地，起重機(jī)械設(shè)備外殼與電源保護(hù)線PE相連接；若起重機(jī)械設(shè)備外殼重復(fù)接地（如圖6），則接地電阻Rd不大于10Ω；若起重機(jī)械設(shè)備外殼非重復(fù)接地（如圖7），則接地電阻Rd（即R0）不大于4Ω；若起重機(jī)械外殼與電源中性點(diǎn)均與廠房同一接地網(wǎng)相連接（如圖8），則可不用測量接地電阻，直接“接地通零”。

4 現(xiàn)場檢驗(yàn)流程與方法

（1）現(xiàn)場檢驗(yàn)流程如圖9所示：

圖9 現(xiàn)場檢驗(yàn)流程圖

（2）供電方式檢查

首先從電源供電方式判斷可能的接地系統(tǒng)方式，（如圖10所示）；其次以起重機(jī)械電源開關(guān)為分段點(diǎn)往上一級開關(guān)方向50米距離內(nèi)檢查，判斷接地系統(tǒng)是否重復(fù)接地。

圖10 電源供電方式

（3）開關(guān)配置檢查

首先檢查電源開關(guān)接線是否正確（如圖11所示），有無連接其它無關(guān)設(shè)備；其次判斷開關(guān)配置是否符合要求（如圖12所示），如采用TT接地系統(tǒng)，必須配置漏電保護(hù)器，其動作電流是否符合檢規(guī)要求。

圖11 電源開關(guān)接線

圖12 電源開關(guān)配置

（4）導(dǎo)線連接可靠性檢測

首先檢查設(shè)備整體金屬結(jié)構(gòu)的接線是否符合要求，若采用整體金屬結(jié)構(gòu)做接地干線是，PE線應(yīng)分別接到橋架與小車架上，其次檢測各部分接地回路導(dǎo)線是否連通，一般分為兩段（變壓器至電源開關(guān)、電源開關(guān)至設(shè)備相關(guān)部分）。

（5）儀器檢測（如圖13所示）

在用接地電阻儀測量接地電阻前，應(yīng)先檢查所用儀器是否在檢定有效期內(nèi)，其次在測量重復(fù)接地電阻時，應(yīng)把PE保護(hù)線從接地裝置上斷開。

圖13 儀器檢測

（6）結(jié)論判定

根據(jù)起重機(jī)械檢驗(yàn)規(guī)程所要求的接地電阻值，判斷儀器測量結(jié)果是否符合要求。

5 小結(jié)

綜上所述，對起重機(jī)械接地保護(hù)方式的檢驗(yàn)，不僅需要扎實(shí)的電氣基礎(chǔ)知識，對相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)程的熟悉掌握，更多的還需要檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過程中不斷實(shí)踐，積累經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行判斷分析，從而得出正確的檢驗(yàn)結(jié)論，制定相應(yīng)的整改措施，從根本上消除設(shè)備的安全隱患，才能為企業(yè)的安全生產(chǎn)和職工的生命安全提供保障。

[1]王福綿.《起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)》[M].北京：學(xué)苑出版社，2000.

[2]TSG Q7016-2008《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》[S].北京：新華出版社，2008.

[3]GB6067.1-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程-第1部分：總則》[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.