惠清龍

(浙江省長興縣白象硅灰石礦有限公司， 浙江湖州市 313100)

0 引言

目前礦山井下所采用的系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)(IT系統(tǒng))。該系統(tǒng)允許在發(fā)生單相接地的情況下仍能運(yùn)行不超過兩個(gè)小時(shí)。這對井下負(fù)荷的絕緣提出了很高的要求。同時(shí)井下巷道狹窄、灰塵較大加之其潮濕的環(huán)境及部分礦山井下存在有直流負(fù)荷(如直流牽引)，工作人員在這種環(huán)境下，觸電的概率大大增加，因此，井下的保護(hù)接地問題值得重視。

1 井下交流接地總網(wǎng)

對于只有交流負(fù)荷的井下配電系統(tǒng)來講，其井下接地網(wǎng)的敷設(shè)方法已相當(dāng)成熟，一般在井下主副井水倉至少各設(shè)置一主接地極，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建議在副井井底水渦處增加一處主接地極，因?yàn)楦本?jīng)常作為井下電纜及提升機(jī)、主排水管道的主要通道，在檢修時(shí)，維修人員的工作空間狹小，容易發(fā)生觸電危險(xiǎn)。局部接地極主要布置在變電所硐室進(jìn)出線附近的排水坑、連接動(dòng)力電纜的每個(gè)金屬接線盒、巷道內(nèi)固定照明設(shè)備的接線盒及工作面配電點(diǎn)。井下交流接地主網(wǎng)敷設(shè)如圖1所示。

此外，合理而有效的等電位連接除了能保護(hù)設(shè)備和人身安全外，圖1中副井泵房與副井水渦之間的等電位連接，還能減少對弱電系統(tǒng)的電磁干擾。

2 直流接地輔網(wǎng)

對于井下存在直流牽引網(wǎng)絡(luò)或其他直流設(shè)備的礦山而言，并沒有具體的規(guī)范指導(dǎo)，目前通用的做法是按照交流接地網(wǎng)進(jìn)行敷設(shè)布置，這種做法存在的問題也是顯而易見的。根據(jù)礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50070－2009)6.2.10 中，整流裝置、直流配電裝置的金屬外殼應(yīng)接地。在接地電流流經(jīng)直流接地繼電器前的全部直流接地母、支線應(yīng)與地絕緣，且不應(yīng)該與交流設(shè)備的接地母線、建筑物鋼筋、金屬管道及金屬構(gòu)件等有金屬連接。該條規(guī)范表明交直流不能混用接地網(wǎng)，直流接地網(wǎng)混入交流分量會(huì)影響直流接地繼電器，導(dǎo)致其誤動(dòng)作，影響配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，筆者提出直流接地輔網(wǎng)的概念，作為直流負(fù)荷專用接地網(wǎng)。例如，直流牽引變電所可采用如圖2的接地系統(tǒng)。

圖1 交流主接地網(wǎng)

由圖2可以看出，直流接地繼電器并接在直流接地干線到總接地網(wǎng)的連線上，一般選用DL－11/100型。接地扁鋼一般可選用60mm×4mm規(guī)格。圖2中，直流接地網(wǎng)與交流接地之間通過扁鋼進(jìn)行連接，為達(dá)到交直流分開的目的，以使直流接地繼電器有更高的動(dòng)作可靠性。筆者認(rèn)為可在直流接地網(wǎng)與交流主接地網(wǎng)連接處加入局部接地極，其具體做法如圖3所示。

綜合上述，井下如有采區(qū)－牽引合建變電所，需存在這樣的一種直流接地輔網(wǎng)，而該直流接地輔網(wǎng)在接入直流接地繼電器前應(yīng)與地及交流接地網(wǎng)嚴(yán)格絕緣，可采用絕緣材料充當(dāng)中間介質(zhì)或者直流接地輔網(wǎng)刷一層絕緣涂料，并定期通過實(shí)驗(yàn)方法對該直流接地輔網(wǎng)的對地電阻值進(jìn)行檢測。接地輔網(wǎng)的相關(guān)布置如圖4所示，由整流柜引出至接地輔網(wǎng)小電纜溝內(nèi)，由饋線柜出線與總接地網(wǎng)連接，并在連接處打入局部接地極。

圖2 直流系統(tǒng)接地示意

圖3 直流接地繼電器安裝

圖4 直流接地輔網(wǎng)布置

3 直流接地輔網(wǎng)選材

交流接地總網(wǎng)所選用的接地線及主接地極、負(fù)接地極的材料與尺寸均是根據(jù)功率等效原則，按照礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50070－2009)4.6.5中任一點(diǎn)測得的接地保護(hù)電阻值不應(yīng)大于2Ω的要求進(jìn)行材料的規(guī)格選擇，即交流接地網(wǎng)所用材料的選型標(biāo)準(zhǔn)同樣適用于直流接地輔網(wǎng)，即:

(1)直流接地輔網(wǎng)局部接地極應(yīng)采用直徑不小于35mm、長度不小于1.5m、厚度不小于3.5mm的鋼管，鋼管上至少鉆有20個(gè)直徑不小于5mm的孔以便于往里灌鹽水，并豎直插在1.5m深、濕或定期浸濕的鉆孔中，這樣可以有效降低局部接地極的電阻值;

(2)直流接地輔網(wǎng)母線應(yīng)采用斷面不小于50 mm2、厚度不小于4mm的鍍鋅扁鋼，或直徑不小于12mm的鍍鋅圓鋼;

(3)直流接地輔網(wǎng)與交流接地總網(wǎng)的連接線應(yīng)采用斷面不小于48mm2、厚度不小于4mm的鍍鋅扁鋼或直徑不小于8mm的鍍鋅圓鋼。

4 結(jié)論

本文分析了礦山井下保護(hù)接地網(wǎng)的敷設(shè)布置方法，給出了交流接地總網(wǎng)的一些優(yōu)化。提出了在含直流負(fù)荷情況下直流接地輔網(wǎng)的概念，并以采區(qū)－牽引合建變電所為例給出了直流接地輔網(wǎng)的敷設(shè)方法，闡明了直流接地輔網(wǎng)存在的意義。這為礦山井下保護(hù)接地網(wǎng)賦予了更加全面的含義，也為礦山井下電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了更加安全的保障。

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