甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃省兰州市 730050
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。起重机械的电气安全直接关系到起重机械的安全运行，接地保护的设置可以有效避免起重机械使用过程中发生电击及触电事故。本文介绍了接地保护的概念，探讨了起重机械接地保护的检验的相关内容及接地电阻的测量方法。
关键词：起重机械；接地保护；检验；测量
引言
起重机械是典型的机电一体化产品，通过控制系统对起升和行走等机构电机或马达的协同控制，从而实现重物的升降和运输。低压供电系统是起重机械正常运行的动力源，而保证起重机械日常使用、维护和检查过程的用电安全，是设计、使用、检验和检测研究的重要课题。检规对起重机电气设备接地和线路绝缘做出了明确要求。然而，测量其接地电阻的首要任务是明确供电系统的接地保护形式，在实际检验和检测过程中发现，许多起重机的接线不符合国家规范，仅查看现场布线情况很难判别接地保护形式。
1起重机接地的基本原理
TN系统的第一个字母T表示供电电源中性点直接接地，第二个字母N表示电气设备的外露可导电部分（可触及的金属外壳）与供电电源的接地直接连接。根据中性线N与保护接地线PE是否合并的组合情况，TN系统的型式又分为TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统等3种情况。当金属外壳漏电时，短路电流经金属结构或接地线路回到电源中性点的接地极，构成闭合回路，从而使保护装置能可靠动作，切除故障电源。TT系统的第一个字母T表示供电电源的中性点直接接地，第二个字母T表示电气设备的金属外壳直接接地，与供电电源的中性点的接地相互独立。当金属外壳漏电时，短路电流经金属结构或接地线路回到接地极，构成闭合回路，从而使保护装置能可靠动作，切除故障电源。IT系统的电源端的带电部分不接地或者有一点通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。为尽可能在短时间内发现并且消除相导体与外露可导电部分之间的第一次故障，系统中必须装设能够发出声音或者光信号的绝缘监视装置。针对第二次接地故障才会自动切断供电的保护装置，其保护条件主要取决于电气装置的外露可导电部分的接地方式。
2起重机械接地保护的检验
2.1接地保护形式的判别
在测量起重机接地电阻时，需要明确接地保护形式。然而在现场检验时发现，许多用户未按照国家标准接线。例如，根据某起重机控制柜的三相五线制布线情况，可判断其为TN-S接地保护形式，而经查线发现，其PE线并非引自电源中性点，而是接入现场接地桩，又与TN系统要求矛盾。因此，仅通过现场电气控制柜的接线情况很难准确判断其接地保护形式。现场查线法是判别接地保护形式的传统方法，从用电设备的PE线开始，经过配电柜接线端子到变压器接线柱进行反向查线。这种方法最直接，但在复杂的配电网络中，其可操作性较差。相对于现场查线法，测量法可操作性更好。测量法，需要用到诸如交流电压表，接地电阻仪，万用表等测量仪器。该测量法判别接地保护形式的步骤如下：1）判断电源端中性点是否接地，即区分电源是IT系统还是TN或TT系统。选用阻抗不大于相线对地绝缘电阻值的交流电压表测量相线与设备接地装置之间的电压（或在电压表两端并联一个不大于相线对地绝缘电阻的电阻，而后测量相线与设备接地装置之间的电压）。①如果电压表读数不大于相电压的四分之三，可判定为IT系统。②如果电压表读数与相电压相近，可判定电源中性点直接接地（即TT或TN系统）。TN系统和TT系统电源端（或变压器副边）中性导体直接接地，此时中性导体接地线内阻相对于串联其中的电压表内阻可忽略不计，故电压表示数接近相电压。2）判断用电设备金属外壳是否独立于电源端接地，即区分是TN系统还是TT系统。分别使用接地电阻仪和万用表测量电源的N线（或PE线）与设备接地装置之间的接地电阻，其测得值分别为r和R。
①若r与R值基本相同，且电阻值与所测回路导体电阻估算值也基本相同，则可判定为接零保护，即TN系统。由于TN系统的电源中性点直接接地，且PE线由中性线引出，所测得中性线与设备接地线之间的电阻即该回路导体阻值。②如果它们的阻值不相等，且电阻值与所测回路导体电阻值相差较大，可判定为接地保护，即TT系统。由于TT系统用电器金属外壳工作接地保护，所测得中性线与设备保护接地线之间的电阻为接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻的总和。
2.2金属结构接地的检验
接地线及连接电气设备外露可导电部分的保护导体的电导，一般不小于本线路最大相电导的1/2，向小车供电的接地线不小于下车最大电气设备的相电导的1/2。当确定了接地保护系统的型式后，我们就要检查其防护电器的设置和接地电阻的测量。在选择短路保护装置、RCD时要根据技术文件进行选择。当为TN系统时，检查电箱是否配备了短路保护装置（如若设置RCD装置也可），如设置重复接地，应对每一处的重复接地进行测量，每一处的接地电阻不大于10，测量时要把接地线从重复接地体上断开。当为TT系统时，必须设置RCD装置，电气设备的外露可导电部分及接地装置的接地电阻不大于4。当为IT系统时，也需设置RCD装置，电气设备的外露可导电部分及接地装置的接地电阻不大于4。
2.3强化设备管理
作为露天起重机的使用单位，要对起重机设备进行强化管理，设立危险标志标明设备的使用参数，同时安装声光报警装置提醒工作人员及检验人员。同时作为设备使用方要对设备的使用人员及检验人员进行定期的安全培训，提升工作人员及检验人员的综合素质，降低危险事件的发生几率。作为设备使用方要为检验人员提供专业的检验设备，配合检验人员的检验工作有效进行，在进行地面检验时调配操作人员进行积极配合。基于露天起重机特殊性设备使用单位要做好应急预案，开展应急演练将危险系数降到最低，确保起重机的使用安全性。
2.4供电方式判断错误
不断总结经验发现，在实际检验过程中，许多起重机设备的进线端与导线滑线部分不统一。例如，起重设备的进线端是4芯或者5芯时，起重机的导线滑线部分只有3芯，许多检验人员检验过程中会认为该起重机的供电方式与三相供电方式相符合，进而导致对供电方式判断错误，一旦对起重机的供电方式判断错误，会导致起重机没有可靠的接地保护设备。因此，为避免发生漏电伤害事故，企业首先要更换4芯或者5芯的电缆，从而保证作为零线保护的一项可以直接与起重机的金属结构进行连接，作为保护找零措施。
结语
综上所述，起重机械接地保护、线路绝缘和保护对其安全运行以及人员保护意义重大。而要准确测量其接地电阻和判断阻值的符合性，首要任务就是正确判定供电系统的保护接地形式；为了确保较高的电气安全防护，良好的线路对地绝缘和合理的线路保护十分必要。
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