关于起重机械接地检验系统的探讨

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关于起重机械接地检验系统的探讨

摘要:检规及作业指导书对起重机械电气设备接地做出了明确要求。然而,在实际检验过程中,许多起重机械的接地不符合国家规范,且仅查看现场布线情况很难判别接地保护形式。进一步的无法根据接地保护形式判断接地电阻是否符合要求。针对起重机械供电系统保护接地形式的问题,结合相应国家标准和具体案例,提出了对起重机械接地的一些看法。

关键词:起重机械;接地;TT;TN

1检规及作业指导书中对接地的要求

起重机作业指导书中,对于起重机械的接地有两个要求,一是金属结构接地;二是电气设备接地。对于金属结构的接地,检验时应检查是否设置专用接地线,金属结构的连接有非焊接处,是否采用另装设接地干线或者跨接线的处理;检查是否按照规定禁用金属结构和接地作为载流零线(电气系统电压为安全电压除外)。TN、TT的接地电阻要求分别为不大于10Ω、4Ω。对于电气设备接地,则要求用电设备正常情况下不带电的外露可导电部分直接与PE线可靠连接。

2标准中对于接地的要求

国家标准GB14050-2008《系统接地的形式及安全技术要求》对系统接地形式做了具体的要求。如图1和图2所示的TN系统和TT系统,主要运用于当前的起重机械接地形式,TN指电源端有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。而TT是指电源端有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点独立于电源接地点。GB/T3811-2008《起重机设计规范》7.4.10.1提到,起重机本体的金属结构应与供电线路的底线可靠连接。大车与小车的策论、任何其他的滚轮和端梁的连接均不能代替必须的导电连接,而应另外用专门的接地线将各部分结构件上的接地点连接。原GB/T3811规定可以无PE线,轨道接地可作为起重机接地回路;因为当接地电流流经轴承和滚轮时,由于接地电阻较大,会提高起重机结构对地电位,从而影响人身安全。所以新3811对此做了变更。在文章后面会提到,因为此变更导致检验过程中遇到检验不符合要求的情况。GB/T5226.32-2017《机械电气安全机械电气设备第32部分:起重机械技术条件》中12.7.2提到,作为保护联结电路的一部分来安装的集电导线、滑触线和滑环组件,他们在正常工作时,不应有电流流过。因此保护导(PE)和中性导体(N)应分别使用一根单独的集电导线、滑触线和滑环组。根据上述两个推荐性标准的要求,采用集电导线、滑触线和滑环供电的起重机必须采用5根线,其中一根为接地滑触线PE要与金属结构相连。

3起重机接地保护形式的判别

根据第二章标准的描述,笔者总结了判断接地形式主要有两种方法,一是观察法,二是电阻比较法。TN系统的观察,需在供电变压器处观察中性点接地,并找出从变压器输出的接地线PE或PEN(图3),且在变压器输出配电屏的低压母线处、在车间总电源配电箱处、在起重机地面的总电源处都找到接地线PE或PEN,这根接地线最终与起重机有效连接。TT系统的观察,需在供电变压器处观察中性点接地,并找出从变压器输出的零线N,且在变压器输出配电屏的低压母线处、在车间总电源配电箱处、在起重机地面的总电源处都找到该零线,但是这根零线不与起重机有效连接。观察法是比较传统的判断方式,但在复杂的配电网络中,其可操作性比较差,刘涛等人在《起重机械的接地保护形式判别及线路保护》一文中提出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,来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。如图4所示,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。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。区别就在于TN系统的电源中性点直接接地,而TT系统是单独打接地桩接地,TN系统测得的中性线与设备接地线之间的电阻值要比TT小。

4起重机接地的检验

结合文章第一章和第三章总结,不难发现,无论是TN还是TT系统,起重机的供电线至少要4根滑触线。检规和作业指导书并没有将GB/T5226.32-2017的内容容纳进去,所以目前检验时并不能要求起重机单位必须采用5根滑触线。但以后检规是否变动也不得所知,但是在实际检验过程中发现,老旧起重机采用集电导线、滑触线和滑环供电基本都是三芯,他的接地依靠起重机和起重机轨道的接触,通过轨道接地来实现,很明显而三芯已经不符合检规的要求,因此检验时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,使用单位首先要更换4芯(图5)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,作为保护措施。确定好起重机采用集电导线、滑触线和滑环供符合要求后,再对起重机的接地形式进行判断,使用接地电阻测量仪对接地电阻进行测量,同时检查起重机上的电气设备与接地线可靠连接。

5关于“接地线不能作为载流零线”的检验

“接地线”是指电气线路和电气设备正常运行时,不能通过电流,只有在故障情况下,通过故障电流的导线。用地线代替零线(中性线)的方式是很危险的。,在三相负载平衡时中性线对地电压为零。若用地线代替零线时,当三相负载不平衡时则相电压矢量偏移,容易发生触电危险。该项目的检验过程中,一般采用观察法。在TN系统中,TN-S之间观察接线,一般接地线是黄绿线,一般零线是蓝线。在TN-C系统中,必须单独在PEN中引出工作零线和接地线。在TT系统中,不得利用PE线作为起重机上220V单项负载的“载流零线”。

6结束语

起重机械电气设备可靠接地是起重机械安全的重要前提,通过对起重机接地系统的检验,能有效帮助使用单位在起重机用电方面做到规范化、安全化。本文对起重机供电系统保护接地形式的判别、检验方法等方面进行了探讨,检验人员做好接地项目的检验,也能有效规避检验人员的检验责任。

作者:王光楚