關(guān)于高低壓開關(guān)柜接地保護(hù)裝置的探析

朱東霞

（大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備同中電氣有限責(zé)任公司， 山西 大同 037305）

引言

在煤礦井下供電系統(tǒng)中，高低壓開關(guān)柜是必不可少的電氣裝置，其作用是將外部輸入的高壓電力進(jìn)行降壓處理并配送到不同的機(jī)電設(shè)備上[1-2]。因此在日常運(yùn)行過程中，必須對(duì)該設(shè)備做好日常維護(hù)、檢修和保養(yǎng)工作，以保障井下用電安全和穩(wěn)定[3-4]。但是在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐過程中，還是會(huì)出現(xiàn)由于檢修操作人員工作失誤導(dǎo)致的各種高低壓開關(guān)柜爆炸事故，影響著煤礦生產(chǎn)的連續(xù)性，甚至威脅到井下人員的安全[5]。針對(duì)該問題，一方面要提升工作人員的綜合素質(zhì)，避免由于人為失誤造成的事故，二是要對(duì)高低壓開關(guān)柜的原理進(jìn)行改造，提升設(shè)備的用電安全性。

1 接地保護(hù)裝置特征

人們?cè)谑褂秒娏δ茉磿r(shí)，很多原因都會(huì)導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備外殼呈現(xiàn)帶電狀態(tài)，比如電容耦合、絕緣不良等都可能導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備整體外殼帶電?；蛘邫C(jī)電設(shè)備的某一項(xiàng)絕緣出現(xiàn)了破壞，導(dǎo)致設(shè)備外殼有部分相電壓，同樣會(huì)導(dǎo)致設(shè)備處于帶電狀態(tài)。如果機(jī)電設(shè)備外殼處于帶電狀態(tài)，由于多方面原因?qū)е氯梭w的某些部位與殼體發(fā)生直接接觸時(shí)，就非常容易出現(xiàn)觸電事故。對(duì)這些機(jī)電設(shè)備進(jìn)行接地處理可以有效避免此類問題的出現(xiàn)。接地方式有兩種，一種是自然接地，一種是人工接地。如果對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝了接地裝置，一旦設(shè)備出現(xiàn)漏電問題，就會(huì)導(dǎo)致接地電流增大，最終導(dǎo)致保護(hù)開關(guān)跳閘，確保人員安全。

1.1 共用零線系統(tǒng)

當(dāng)前階段，我國(guó)通過對(duì)零線進(jìn)行接地的方式稱為單相兩線制，這里的單相指的就是通過相同導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)接地連接，兩線制指的就是工作零線與接地線。進(jìn)行接地保護(hù)時(shí)，可以將接地線直接與工作零線連接，另一端直接與相關(guān)的接地線連接。但必須強(qiáng)調(diào)的是不允許將工作零線當(dāng)作接地線使用，并且零線中間不需要安裝保險(xiǎn)絲，應(yīng)該直接從干線上將保護(hù)零線引入，如若不然就達(dá)不到保護(hù)的目的。

1.2 專用接地零線

與上述的共用零線系統(tǒng)比較而言，專用接地零線系統(tǒng)的不同之處在于接地零線需要專門重新布置，稱之為單相三線制。由于專用接地線不再需要與工作零線相連接，所以也不需要在接地線上設(shè)置保險(xiǎn)絲，而是將接地線連接到外面進(jìn)行接地處理。由于沒有保險(xiǎn)絲，那么接地線正常情況下不會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，保障了接地線的正常工作。如果機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)了漏電問題，此種模式能夠快速啟動(dòng)保護(hù)裝置并且將電源進(jìn)行切斷，避免發(fā)生觸電事故。

2 高低壓開關(guān)柜接地保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)及其工作原理

2.1 低壓開關(guān)柜接地保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及其工作原理

某煤礦企業(yè)井下供電系統(tǒng)使用的低壓開關(guān)柜中，在盤體下部位置的角鐵框架上裝設(shè)低壓盤節(jié)裝置，固定鋼板進(jìn)行焊接處理以確保其固定的牢靠性，焊接固定的位置與盤門合頁的距離為120 mm 左右。低壓盤在工作過程中，盤門將會(huì)處于閉合狀態(tài)，由工作人員將蝶形螺栓固定在指定部位。需要對(duì)低壓開關(guān)柜進(jìn)行檢修或試驗(yàn)時(shí)，就需要根據(jù)要求對(duì)低壓開關(guān)柜進(jìn)行接地處理以保證檢修工作人員的安全，防止因?yàn)槁╇娫驅(qū)е碌挠|電事故。首先將低壓盤進(jìn)行斷電處理，進(jìn)而將盤門打開，通過蝶形螺栓與螺紋配合將接地線圈擰緊固定，螺栓所在位置正好可以卡住盤門無法關(guān)閉。在以前使用的低壓開關(guān)柜中，都是在低壓盤外部區(qū)域裝設(shè)接地線，對(duì)這種接地模式進(jìn)行改進(jìn)，拆除所有原有的接地線，按照前文所述的方式進(jìn)行接地。工作人員在完成檢修工作后，如果工作失誤沒有將接地線進(jìn)行及時(shí)拆除，那么其在關(guān)閉盤門并合上開關(guān)送電時(shí)，就會(huì)由于蝶形螺栓正好擋在盤門位置導(dǎo)致工作人員無法關(guān)閉盤門。如果在不拆除接地線的基礎(chǔ)上將蝶形螺栓直接拆除，接地線同樣會(huì)導(dǎo)致盤門無法關(guān)閉。必須要把蝶形螺栓擰松，并拆掉接地線后才可以正常關(guān)閉盤門，進(jìn)而開展后續(xù)工作，通過這樣的方式可以有效保障工作人員安全。

2.2 高壓開關(guān)柜接地保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及其工作原理

某煤礦變電站以往使用的高壓開關(guān)柜為手車式高壓開關(guān)柜，這種型號(hào)的高壓開關(guān)柜主要是在室內(nèi)使用，適用于三相交流50 Hz 單母線系統(tǒng)，不需要靠墻就可以安裝。通常使用鋼網(wǎng)在開關(guān)柜后面進(jìn)行遮攔，底部通過鋼板進(jìn)行封閉。柜體結(jié)構(gòu)主要由兩部分構(gòu)成，分別為手車和柜體，柜的正面和兩個(gè)側(cè)面全部通過鋼板進(jìn)行保護(hù)。變壓器柜以及聯(lián)絡(luò)母線柜的正面和底面全部通過金屬鋼板進(jìn)行保護(hù)封存，以確保安全。

將高壓開關(guān)柜的柜體正面下部?jī)缮乳T打開就能夠看到手車室，手車室最下面就是手車軌道，并且在軌道內(nèi)面焊接有定位機(jī)構(gòu)板，作用是限制拱手車的推進(jìn)和拉出，將接地觸頭焊接在軌道外部位置，手車與該觸頭接觸后通過金屬柜體就可達(dá)到接地的目的。用絕緣隔板將上下隔離觸頭與本手車室進(jìn)行隔絕。定位機(jī)構(gòu)由多個(gè)部分構(gòu)成，主要包括停擋、定位銷和定位鉤等。該煤礦井下變電站以前都是將接地線沿著墻進(jìn)行布置，工作人員雖然都會(huì)通過工作票進(jìn)行操作，但在實(shí)踐過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)人為操作失誤。為了從根本上防止由于工作人員操作失誤而造成的安全事故，結(jié)合煤礦井下變電站的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一種高壓開關(guān)接地保護(hù)裝置。

工作人員對(duì)高壓開關(guān)柜進(jìn)行檢修或試驗(yàn)時(shí)，會(huì)在小車軌道上放置一個(gè)擋塊，并且設(shè)置兩個(gè)定位塊對(duì)該擋塊的軸向移動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。由于擋塊在軌道上放置，使得小車前輪無法在軌道上自由移動(dòng)，這樣就從根本上避免了手車滑動(dòng)造成的安全問題。另外，需要將手把上手柄取下并固定在安裝板上的對(duì)應(yīng)位置，用螺栓進(jìn)行緊固連接才能夠?qū)崿F(xiàn)接地。由于手把上沒有手柄，因此無法擰動(dòng)，可以有效避免操作手把造成的誤動(dòng)作問題。在完成試驗(yàn)或檢修工作后，必須按照前述的步驟，反過來一步一步操作才能夠順利合閘。首先需要把固定接地線的螺栓和手柄進(jìn)行拆除，并將手柄重新安裝到手把中去，通過手把可以控制軌道上的擋塊運(yùn)動(dòng)，使之移出軌道。通過對(duì)高壓開關(guān)柜接地裝置的重新設(shè)計(jì)，從根本上避免了由于工作人員操作失誤而導(dǎo)致的各類安全問題。

3 高低壓開關(guān)柜的應(yīng)用效果

開關(guān)柜和接地裝置的整體結(jié)構(gòu)其實(shí)并不復(fù)雜，安裝時(shí)也比較方便，價(jià)格也不貴。通過安裝開關(guān)柜和接地裝置能夠達(dá)到很好的防護(hù)效果，顯著提升了煤礦井下機(jī)電設(shè)備的安全性。如果安裝了開關(guān)柜接地裝置，工作人員在正常檢修和試驗(yàn)過程中即便出現(xiàn)了一些人為操作失誤也不至于發(fā)生觸電安全事故。出現(xiàn)操作失誤后，工作人員也能夠立即發(fā)現(xiàn)并及時(shí)改正處理，進(jìn)而繼續(xù)推進(jìn)后續(xù)工作。實(shí)踐表明，這種接地模式取得了很好的效果，煤礦企業(yè)在使用這種結(jié)構(gòu)的高低壓開關(guān)柜接地裝置后再也沒有出現(xiàn)由于人為因素導(dǎo)致的各類安全事故。

4 結(jié)語

煤礦生產(chǎn)安全的重要性是不言而喻的，用電安全就是其中非常重要的部分。為了保障工作人員的安全，通常需要對(duì)高低壓開關(guān)柜進(jìn)行接地處理?；趥鹘y(tǒng)接地模式存在的缺陷，對(duì)開關(guān)柜的接地裝置進(jìn)行改進(jìn)，可以有效避免由于工作人員操作失誤導(dǎo)致的觸電安全事件，在實(shí)踐中應(yīng)用效果顯著。