起重机械的接地保护形式判别及线路保护

发表时间:2021/3/25   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:翟庆水
[导读] 摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,对起重机械设备的应用也越来越广泛。
        身份证号:37142519830805XXXX  山东省济南市  250000
        摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,对起重机械设备的应用也越来越广泛。针对现场难以准确判别起重机械供电系统保护接地形式的问题,提出了测量法判别供电系统保护接地形式的方法,为准确测量接地电阻和判断接地电阻符合性提供前提保障;针对不合理的线路保护形式,分析了控制回路采用隔离变压器供电可能导致某些电气安全开关失效的风险,提出了降低风险的措施,为起重机械接地保护和线路保护的设计和检验提供了借鉴。
        关键词:起重机械;接地保护形式;接地保护;线路保护
        引言
        起重机由机械部分与电气部分组成,一般体积庞大,工作时电流和功率也非常高,一旦起重机械出现漏电,就极易发生安全事故,严重威胁到了人民群众的生命财产安全。为提高起重机械运行的安全性,当相线对地或与地有联系的导体之间发生短路时,应能及时切断电路,保证人员安全,起重机械正确的接地保护是很有必要的。
        1起重机械电气线路绝缘简介
        电气系统在起重机械整体工作中起到了重要作用,其主要由电机系统、线路系统、绝缘电阻系统等组成,而连接各个系统使其构成整体系统的就是电气线路,其不仅需要达到供电和控制的可靠性,而且需要达到各项安全指标来保证机械设备和操作人员的安全。基于物质的三种形态,绝缘主要有固、液、气绝缘三种方式,带电体绝缘是为了隔绝电流电压的传播,避免产生短路、触电等问题。当绝缘体破坏后,会发生短路或漏电。电缆线本身具有隔绝电的作用,但是,在实际生活中,由于长期工作的表面材料老化、电流击穿等原因,就会发生漏电的问题,漏电发生的情况是绝缘体没有完全损坏。短路的发生情况是绝缘体完全损坏,因为短路电流通常为额定电流的数十倍,同时,会产生大量的热,如果短路区域附件有易燃烧的物品,极易发生火灾等严重事故。
        2检规对电气设备接地和线路绝缘的要求
        2.1接地电阻的要求
        TSGQ7015-2016《起重机械定期检验规则》(以下简称为检规),为防止发生人员的间接触电事故,C8.9.2.2项对接地电阻有具体的规定:1)对于TN接地系统,PE线每一处重复接地的接地电阻不大于10Ω;2)对于TT接地系统,起重机设置漏电保护装置,电气设备的外露可导电部分(电源保护接地线)的接地电阻不大于4Ω;3)对于IT接地系统,用电设备金属外壳(电源保护接地线)的接地电阻不大于4Ω。由此可见,要准确测量和判断接地电阻是否符合要求,明确被测系统的接地保护形式是关键。
        2.2电气设备接地的检验
        检验中在每个引入电源点,外部保护导线端子应使用字母PE来标明,其他位置的保护导线端子应使用符号或用字母PE或用黄/绿双色组合标记。《起重机械定期检验规则》(TSGQ7015-2016)中规定:“电气设备正常情况下不带电的外露可导电部分直接与供电电源保护接地线连接;起重机械上所有电气设备外壳、金属导线管、金属支架及金属线槽均根据配电网情况进行可靠接地(保护接地或者保护接零)。”检验过程中我们要注意到起重机械的钢轨可连接到保护接地电路上,但是它们不能取代从电源到起重机械的保护导线,保护导线必须为电缆、集电导线或滑触线。接地回路的车轮连接、滚轮连接、链条连接、铰链连接、销轴连接等不可靠连接,可采取导线跨接或直接敷设接地金属导线。


        2.3电气线路对地绝缘和线路保护的要求
        为防止起重机的线路漏电造成人员触电事故,检规C8.10规定电气线路对地绝缘电阻应符合以下要求:1)额定电压不大于500V时,不小于1.0MΩ;防爆起重机不低于1.5MΩ;2)绝缘起重机用1000V兆欧表测量电气线路对地、吊钩与滑轮、起升机构与小车、小车架与大车的绝缘值,其均不低于1.0MΩ。
        3起重机械电路电缆注意事项
        起重机械采用的线路绝缘层具有良好的绝缘特性。其制作工艺采用硫化处理,材料采用天然橡胶和改性橡胶的复合材料,在线路绝缘层制作过程中,若是材料组分配合不合适,或者硫化工艺没有得到很好的把控,会导致线路绝缘层的质量差,使用寿命低,在实际工作中容易产生破损。工作环境也会对线路绝缘层的破损产生影响,尤其起重机械的工作场地通常处于野外,外界光晒、沙尘、泥土、雨水等因素会使得线路绝缘层慢慢腐蚀老化,绝缘性能随之越来越差。而且在对设备进行调试时,布线的不合理、固定的方式错误也会加剧线路绝缘层破损的发生。因此,具有优质的线路绝缘层是起重机械正常工作必不可少的要素。为防止漏电和短路等事故的出现,对于线路电缆的选择是非常重要的,在质量上首先要符合国家标准,正确地加载绝缘护套。对于电缆的布线,应该尽量走直线或半径较大的弧线,理论上敷设弯曲半径应该大于5倍电缆外径,移动的则大于8倍外径。而且如果采用移动式的电缆,其长度应该比起重机最大位移多五分之一左右,电缆长度在20m以内,不需要牵引绳,如果超过规定范围,必须使用牵引绳,牵引绳的长度不能太长,不能对电缆产生磨损。
        4规范对起重机械的使用管理
        应用大数据的手段深化起重机械的安全管理,有利于实现可视化管理,加强管理精细化的力度,进而保证起重机械的使用管理可以达到“有章可寻,按章办事”的程度。可以借助大数据信息的采集和分析,综合以往出现过的设备无人管、使用无交底、维护中断等问题,制定一套科学规范的使用管理制度,并如实录入执行情况及责任人。起重机械在实际使用中的工作状态是一个动态变化的过程,故而要做好全程的实时监控,有大数据技术的保障,实现实时监管已不再似以往般困难,最需要确保的是管理意识不松懈。应督促相关作业人员加强对起重机械工作日常状态的监控,并发挥技术优势及时规避安全事故,而且可以建立完备、长效的监督体制,定期排查安全隐患,统一整改标准、细化整改措施等。实时监控、监督的同时也应建立预警机制,对安全管理中出现过的问题、频率、起因等定期统计,对典型问题深入剖析,可结合设备自身特性、外部环境等因素,罗列安全风险源,并进行危险评估和预警,进而及时规避。
        5线路对地绝缘和线路保护
        检规和GB6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分:总则》(以下简称规程)对起重机的电气线路对地绝缘和线路保护做了明确要求。线路对地绝缘良好,可以防止人员间接触电和电气损坏电子元器件;而合理的线路保护既可防止人员间接触电,又能避免电气安全开关的失效。规程要求所有的线路都应具有短路或接地引起的过电流保护功能。通常采用熔断器和热继电器等元器件实现对电源的短路保护。现场检验发现,许多起重机采用隔离变压器将380V的交流动力电转变为安全电压,为其控制回路供电。而隔离变压器的副边要求不能接地,一旦串联于该控制回路的线路发生故障触地,将造成诸如高度限位开关、大小车限位开关、联锁电气开关等电气安全开关失效,严重威胁起重机的安全运行。
        结语
        综上所述,起重机械正确的接地保护可以避免起重机械在运行过程中出现意外带电而导致的安全事故。合格的接地保护作为起重机械安全运行的一个重要指标,也是我们检验起重机械中的一个重要项目。本文对起重机供电系统保护接地形式的判别和某些控制回路线路保护的改进提供了借鉴。
        参考文献:
        [1]先强,柳光利,郭晓锋,等.起重机械接地检验项目合理性探讨[J].中国特种设备安全,2015,31(2):13-19.
        [2]GB50054—2011低压配电设计规范[S].
        [3]朱鹏.起重机接地检验常见问题的探讨[J].中国特种设备安全,2018,34(5):31-37.
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