李華政 萬(wàn)井新

天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院

起重機(jī)械接地檢驗(yàn)研究

李華政 萬(wàn)井新

天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院

為了明確接地的概念，避免因接地不當(dāng)造成安全事故，本文根據(jù)特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范和各種檢驗(yàn)規(guī)則，分析探討了起重機(jī)械接地檢驗(yàn)的主要內(nèi)容，為起重機(jī)械檢驗(yàn)提供有益的參考。

接地;重復(fù)接地;供電系統(tǒng)

在起重機(jī)械日常應(yīng)用中，為保證電氣設(shè)備的正常，防止人員觸電，將電氣設(shè)備的某部分與大地良好的電氣連接，這就是接地。防止觸電、漏電事故的發(fā)生，起重機(jī)械的接地檢驗(yàn)尤為重要。

1.檢驗(yàn)依據(jù)

《起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—橋式起重機(jī)》TSG Q0002-2008第六十一條規(guī)定，起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)以及所有電氣設(shè)備的外殼、管槽、電纜金屬外皮和變壓器低壓側(cè)均應(yīng)當(dāng)具有可靠的接地。檢修時(shí)也應(yīng)當(dāng)保持接地良好。

《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》G B/T 3811-2008，7.4.10中關(guān)于接地保護(hù)的設(shè)計(jì)要求如下：

（1）起重機(jī)本體的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)與供電線路的地線可靠連接。大車與小車的車輪、任何其他的滾輪或端梁連接采用的鉸鏈均不能替代必需的導(dǎo)電連接，而應(yīng)另外用專門的接地線將各部分結(jié)構(gòu)件上的接地點(diǎn)連接；司機(jī)室與起重機(jī)本體接地點(diǎn)之間應(yīng)用雙接地線連接。

（2）起重機(jī)所有電氣設(shè)備的金屬外殼，金屬導(dǎo)線管、金屬支架及金屬線槽等均應(yīng)可靠接地。宜采用專門設(shè)置的接地線，保證電氣設(shè)備的可靠接地。

（3）接地線及用作接地設(shè)施的電導(dǎo)，一般不小于本線路中最大的相電導(dǎo)的1/2，向小車供電的接地線不小于小車上最大用電設(shè)備相電導(dǎo)的1/2。

（4）嚴(yán)禁用接地線作為載流零線。

《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》TSG Q7016-2008，附件B8.2中規(guī)定，根據(jù)電氣接線圖，按照GB/T6067.1-2010 《起重機(jī)械安全規(guī)程 第1部分：總則》要求，檢查以下電氣保護(hù)裝置檢測(cè)和試驗(yàn)的施工記錄，必要時(shí)進(jìn)行檢查：（1）接地保護(hù)；(2)絕緣電阻；（3）短路保護(hù)；（4）失壓保護(hù)；（5）零位保護(hù)；（6）過(guò)流（過(guò)載）保護(hù)；（7）失磁保護(hù)；（8）供電電源斷錯(cuò)相保護(hù)；（9）正反相接觸器故障保護(hù)。

《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》TSG Q7015-2008，附件B7.3中明確規(guī)定了對(duì)起重機(jī)械電氣設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)接地的檢驗(yàn)要求。

2.需要明確的幾個(gè)概念

圖1 工作接地、保護(hù)接地、重復(fù)接地的示意圖

2.1 工作接地

工作接地是為了保證電力系統(tǒng)在正?；蚴鹿是闆r下可靠運(yùn)行而進(jìn)行的接地，是電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)的接地情況，通常采用三種運(yùn)行方式：不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。還有一種情況也是工作接地，即為了保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，在電氣回路中某一點(diǎn)必須進(jìn)行的接地，如變壓器中性點(diǎn)的接地。電壓與中性點(diǎn)接地方式的關(guān)系如表1所示。

表1 電壓與中性點(diǎn)接地方式的關(guān)系

2.2 保護(hù)接地

保護(hù)接地是防止觸電事故而將電氣設(shè)備的金屬外殼與大地進(jìn)行良好的電氣連接，有兩方面的含義，即接地保護(hù)和接零保護(hù)。接地保護(hù)，是將設(shè)備金屬外殼各自的PE線分別直接接地，多適用于企業(yè)高壓系統(tǒng)或中性點(diǎn)不接地的低壓三相三線制系統(tǒng)。接零保護(hù)，是設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的PE線接地，多用于中性點(diǎn)接地的低壓三相四線制系統(tǒng)。

2.3 重復(fù)接地

在中性點(diǎn)直接接地的低壓供電系統(tǒng)中，有兩種接地方式：重復(fù)接地和非重復(fù)接地。把零線上一處或多處通過(guò)接地裝置，與大地再次連接，稱為重復(fù)接地，這種接地方式可以降低漏電設(shè)備外殼上的對(duì)地電壓。

3 檢驗(yàn)細(xì)則分析

根據(jù)《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》附件B7.3，橋門式起重機(jī)的接地主要是電氣設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的接地，具體規(guī)則如下：

3.1 B7.3.1電氣設(shè)備接地

（1）檢查用整體金屬結(jié)構(gòu)做接地干線時(shí)，金屬結(jié)構(gòu)的連接有非焊接處，是否采用另設(shè)接地干線或者跨接線的處理；

分析：起重機(jī)電氣設(shè)備的接地，是以起重機(jī)整體金屬結(jié)構(gòu)作為接地干線的。因此，起重機(jī)電氣設(shè)備的接地。就是使電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電的金屬外殼與起重機(jī)的整體金屬結(jié)構(gòu)相連接。

當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼直接固定在金屬結(jié)構(gòu)上，并有可靠的電氣連接時(shí)，不必另設(shè)電氣連接線。當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)表面涂有油漆或是出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕時(shí)，可能造成不可靠的電氣連接，此時(shí)電氣設(shè)備外殼應(yīng)設(shè)接地支線。

若采用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量，若接地電阻連接可靠，讀數(shù)應(yīng)為零；采用接觸電阻測(cè)儀測(cè)量時(shí)，接觸電阻不大于0.1Ω。用接觸電阻測(cè)儀測(cè)量接地電阻的方法：（1）測(cè)量前校驗(yàn)接觸電阻測(cè)儀。短接三個(gè)接線柱，搖動(dòng)手柄，儀表讀數(shù)應(yīng)為零；（2）將P、E、C三個(gè)接線柱分別接于被測(cè)接地體、電壓極、電流極，以約120r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，當(dāng)指針指零時(shí)，可直接從刻度盤上讀取被測(cè)接地電阻。

（2）檢查起重機(jī)械上所有電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼、變壓器鐵芯及其金屬隔離層、穿線金屬管槽、電纜金屬護(hù)層等是否與金屬結(jié)構(gòu)間有可靠的接地連接。

分析：根據(jù)本規(guī)則的要求，需檢驗(yàn)以下項(xiàng)目的接地：電動(dòng)機(jī)、控制柜、配電箱、控制箱、變壓器等的金屬外殼；變壓器次級(jí)功能特低電壓側(cè)一端；穿線金屬管槽、電纜金屬護(hù)層；手電門的金屬外殼；司機(jī)室的金屬構(gòu)架；若是電磁式起重機(jī)還需對(duì)直接采用交流電網(wǎng)整流供電的起重電磁鐵的外殼進(jìn)行接地檢驗(yàn)。

3.2 B7.3.2金屬結(jié)構(gòu)接地

（1）當(dāng)起重機(jī)械供電電源為中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)時(shí)，整體金屬結(jié)構(gòu)的接地形式采用TN或者TT接地系統(tǒng)，零線非重復(fù)接地的接地電阻不大于4Ω,零線重復(fù)接地的接地電阻不大于10Ω；

分析：起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)（或大車軌道）是采用接地保護(hù)還是采取接零保護(hù)，要根據(jù)供電電網(wǎng)的條件來(lái)決定，不同的電網(wǎng)采取不同的保護(hù)方式。起重機(jī)械檢驗(yàn)的范圍主要是供電電源為中性點(diǎn)直接接地的低壓系統(tǒng)，此時(shí)金屬結(jié)構(gòu)（或大車軌道）應(yīng)采用接零保護(hù)，就是把金屬結(jié)構(gòu)（或大車軌道）與供電電網(wǎng)的零線連接起來(lái)，一般采用TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。

TN系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地，并引出N線，屬三相四線制系統(tǒng)，如圖2所示。當(dāng)設(shè)備帶電部分與外殼相連時(shí)，短路電流經(jīng)外殼和N線(或PE線)而形成單相短路，顯然該短路電流較大，可使保護(hù)線快速而可靠地動(dòng)作，將故障部分與電源斷開(kāi)，消除觸電危險(xiǎn)。其中，中性線N和保護(hù)線PE完全分開(kāi)的稱為TN—S系統(tǒng)(又稱三相五線制)；N線與PE線前段共用、后段分開(kāi)的稱為TN—C—S系統(tǒng)；N線與PE線完全共用的稱為TN—C系統(tǒng)。

圖2 a.TN—S系統(tǒng)，b.TN—C—S系統(tǒng)，c.TN—C系統(tǒng)

對(duì)采用接零保護(hù)的電氣設(shè)備，當(dāng)其帶電部分碰殼時(shí)，短路電流經(jīng)過(guò)相線和零線形成回路。此時(shí)設(shè)備的對(duì)地電壓等中性點(diǎn)對(duì)地電壓和單相短路電流在零線中產(chǎn)生電壓降的相量和。顯然，零線阻抗的大小直接影響到設(shè)備對(duì)地電壓.而這個(gè)電壓往往比安全電壓高出很多。為改善上述情況.在設(shè)備接零處再加一接地裝置，可以降低設(shè)備碰殼時(shí)的對(duì)地電壓。這個(gè)接地就叫重復(fù)接地。重復(fù)接地的另一重要作用是當(dāng)零線斷裂時(shí)減輕觸電危險(xiǎn)。圖3分別表示無(wú)重復(fù)接地時(shí)零線斷線的危險(xiǎn)和有重復(fù)接地時(shí)零線斷線的情況。但是，盡管有重復(fù)接地，也應(yīng)避免零線斷裂的情況。

重復(fù)接地還帶來(lái)其他的好處：1、能使設(shè)備碰殼時(shí)短路電流增大。以加速線路保護(hù)裝置的動(dòng)作；2、降低零線中的電壓損失。

圖3

由此可知，在保護(hù)接零系統(tǒng)中重復(fù)接地是不可缺少的。特別在線路的終點(diǎn)或分支點(diǎn)。常見(jiàn)的重復(fù)接地有如下三種：

1)自然接地體的重復(fù)接地。對(duì)電纜線路而言，利用電纜的專用線芯作為零線，或者利用其金屬外皮作為零線，從而使零線運(yùn)行可靠。

2)集中埋設(shè)的重復(fù)接地。這種重復(fù)接地主要用于架空線路的終、始兩端及線路分支處，如果線路太長(zhǎng).每隔一公里需加設(shè)重復(fù)接地。

3)網(wǎng)絡(luò)式的重復(fù)接地。這種重復(fù)接地也叫環(huán)路式重復(fù)接地。這種重復(fù)接地適用于電器設(shè)備固定、且安全要求較高的場(chǎng)合。沿設(shè)備周圍或墻壁內(nèi)側(cè)每隔一定距離埋設(shè)接地裝置的鋼管，并用扁鋼把鋼管聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體。這時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)如有設(shè)備發(fā)生碰殼時(shí)，雖然設(shè)備對(duì)地電壓仍然較高，但網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對(duì)地電壓的起伏不大。人的接觸電壓和跨步電壓都是很小的，這就大大減輕了觸電的危險(xiǎn)。為了使對(duì)地電壓分布更加均勻，通常還將一些自然接地體，如自來(lái)水管、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)等同接地網(wǎng)絡(luò)聯(lián)在一起。但是，留有可燃?xì)怏w、可燃或爆炸液體的管道是禁止作為接地裝置的。

根據(jù)本規(guī)則進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，首先檢查接地形式，然后用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量接地電阻。測(cè)量重復(fù)電阻時(shí)，應(yīng)當(dāng)把零線從接地裝置上斷開(kāi)。

（2）采用T T接地系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的接地電阻與漏電保護(hù)器動(dòng)作電流的乘積不大于50V。

分析：TT系統(tǒng)，就是電源中性點(diǎn)(N)直接接地(即工作接零)，但其設(shè)備外殼導(dǎo)體部分的接地保護(hù)(PE)線與電源中性點(diǎn)(N)線是不連接的，兩者是相互獨(dú)立的。

圖4 TT系統(tǒng)功能

TT系統(tǒng)的功能如圖4。

（a）當(dāng)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分未接地時(shí)，一旦漏電，其漏電電流不足以使熔斷器熔斷或過(guò)流（過(guò)載）保護(hù)裝置動(dòng)作，設(shè)備外殼將存在危險(xiǎn)的相電壓。此時(shí)人誤觸導(dǎo)電部分，是十分危險(xiǎn)的。

(b) 當(dāng)外露導(dǎo)電部分采用接地保護(hù)后，當(dāng)電氣設(shè)備外殼漏電時(shí)，由于外殼接地故障電流通過(guò)保護(hù)接地電阻和中性點(diǎn)接地電阻回到變壓器中性點(diǎn)，此時(shí)的電流通常能使故障設(shè)備電路中的過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷故障設(shè)備電源，從而減少人體觸電的危險(xiǎn)。

檢驗(yàn)時(shí)，起重機(jī)總電源的三相上必須有接地短路保護(hù)的漏電保護(hù)斷路器，測(cè)量漏電保護(hù)器的額定動(dòng)作電流，該電流與接地電阻的乘積應(yīng)小于50V。在設(shè)備對(duì)地電壓50V前，漏電保護(hù)裝置必須動(dòng)作。

4 結(jié)束語(yǔ)

規(guī)范、可靠的接地能夠避免起重機(jī)意外帶電而造成的人員傷亡、設(shè)備損壞，起重機(jī)使用單位必須加強(qiáng)日常檢查和維護(hù)，高度重視，確保起重機(jī)電氣設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)可靠、良好接地。起重機(jī)檢驗(yàn)人員應(yīng)熟悉接地的相關(guān)知識(shí)，確保在安裝檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)過(guò)程中，正確而全面地對(duì)起重機(jī)整體接地情況進(jìn)行檢驗(yàn)，為安全排除隱患。

[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]起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—橋式起重機(jī).TSG Q0002-2008

[3]起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB/T 3811-2008

[4]起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則.TSG Q7015-2008

[5]起重機(jī)械安全規(guī)程.GB 6067.1-2010

[6]起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則.TSG Q7016-2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.053