《煤矿安全规程》电气部分专家解读版（四）

电 气 部 分

第六节 井下电气设备保护接地

第四百八十二条 电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠苯电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。

【解读】本条是设置保护接地的设备的规定。

保护接地是漏电保护的后备保护，是将因绝缘破坏而带电的金属外壳或构架同接地体之间做良好的电气连接，称为保护接地。保护接地是将设备上的故障电压限制在安全范围内的一种安全措施。

井下安全电压为36V，人体触及36V带电导体时不会有触电死亡的危险，因而电压在36V以上的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带(或钢丝)、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。

第四百八十三条 接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。

【解读】本条是关于接地网任一保护接地点的接地电阻值的规定。

保护接地的保护原理是当人触及外壳带电设备的金属外壳时，电流将通过人体和接地电阻并联入地，再通过电网绝缘电阻流回电源。由于接地电阻比人体电阻小得多，所以大部分电流通过接地电阻入地，而人体仅有很小的电流通过。如通过人体的电流小于极限安全电流（30mA），就可以保障人身安全。设总的漏电电流为I，则流过人体的电流I_r为：

流过接地体的电流I_d为：

如总漏电电流I=10A，人身电阻R_r为1000Ω，接地电阻为2Ω，则可以算出流过人身的电流：

流过接地电阻的电流：

可见绝大部分的漏电流过通过接地电阻流入大地。

为了使电网的电容电流在20A时，接触电压不超过40V，则接地电阻值R_d≤40/20=2Ω。

因为移动式和手持式电气设备外壳没有接地极，漏电时通过内接地、电缆接地线、供电设备的接地极流入大地，为了限制移动工和手持式电气设备的漏电接地电压，要求移动式和手持式电气设备到局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。

第四百八十四条 所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。

主接地极应在主、副水仓水各埋设1块。主接地极应用耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小0.75㎡、厚度不得小于5mm。

在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2Ω。

【解读】本条是关于保护接地形成1个总接地网及主接地极设置的规定。

井下保护接地连接成保护接地网有以下3个原因：

1．某一个接地电极受到损坏作用时，由于接地网的整体接地作用，仍然可以保护与损坏接地极的电气设备保护接地的功能。

2．保护接地网实质上就是所有的设备保护接地极都并联成一体，如果每台设备的保护接地电阻都认为是R_d，则n台设备的保护接地电阻为R_d/n，我们知道，保护接地电阻值越小保护性能则越好。

3．在连接成接地网的各设备中，如果一台有2台或2台以上的设备金属外壳与不同相的电源这间发生绝缘损坏事故时，则将通过连成一估的接地网渡过很大短路电流，使短路保护装置动作，及时切断故障电路，制止事故的持续蔓延。

主接地极在主、副水仓中各设一块的原因是水仓中水的电阻率比土壤低，设在水仓中可以降低接地电阻。主、副水仓中各设一块是为了清理水仓和检修主接地极时可以保证一个主接地极起保护作用。

主接地极使用耐腐蚀钢板，主要原因是矿井水含酸性，采用耐腐蚀钢板可以提高其抗腐蚀的性能。

第四百八十五条 下列地点应装设局部接地极：

(一)采区变电所(包括移动变电站和移动变压器)。

(二)装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。

(三)低压配电点或装有3台以上电气设备的地点。

(四)无低压配电点的采煤机工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷(胶带运输巷)以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极。

(五)连接高压动力电缆的金属连接装置。

局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地板应用面积不小于0.6m²、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放于水沟深处。设置在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于1.5m的钢管制成，管上应至少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根钢管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直埋深不得小于0.75m。

【解读】本条是关于局部接地极设置地点和局部接地极规格的规定。

局部接地极的主要作用是减小接地网的总接地电阻。人身触及带电设备的金属外壳时，通过人身的触电电流与保护接地电阻或正比，保护接地电阻愈小，分流作用愈大，通过人身的触电电流愈小，保护接地的保护作用愈好。采区变电所是采区各种设备的供电中心，电气设备比较集中，局部接地极和采区变电所全部设备连接，对全部设备都起到了保护作用。采区变电所电气设备操作频繁、负荷大、故障率高，所以经常需要排除故障和检修，故电气设备外壳带电的机率较大，必须设置局部接地极，以防止触电事故。

移动变电站、移动变压器和高压电缆的金属连接装置都是高压电气设备。高压电网的单相接地电流远大于低压电网，人身触及高压电气设备带电的金属外壳时，则可能产生危险接触电压。为降低高压电气设备带电的接触电压值，移动变电站、移动变压器、装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备、连接高压动力电缆的连接装置，都必须设置局部接地极。

采煤工作面、掘进工作面中的电气设备一般都不设局部接地极，其保护作用是通过电缆接地芯线将漏电流分流流入局部接地极。为保证电缆芯线和接地连接导线的电阻值不超过1Ω，在采区变电所与工作面之间的低压配电点、采煤工作面的运输巷、回风巷、集中运输巷以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少应分别设置1个局部接地极。在机巷或回风巷的局部接地极应尽量靠近工作面，其作用是机巷或回风巷电气设备电缆线路接地芯线断裂时，仍能起到保护人身触电的作用。据测定，在380V或660v低压供电系统中，单相接地电流值一般最大不超过500mA，因此，靠近工作面的局部接地极的接地电阻按下式计算应不大于80Ω。

式中 R——靠近工作面局部接地极电阻，Ω；

V——安全电压交流有效值，一般取40V；

I_e——低压电网的单相接地电流，A。

局部接地极的接地电阻的计算：

(1)采用钢板作接地极，水平埋设可用下式计算：

式中 L——钢板的长度，cm；

b——钢板的宽度，cm；

h——钢板水平埋深，cm；

ρ——电阻率，Ω·cm。

(2)采用钢管作接地极垂直埋设，接地电阻可用下式计算：

式中 L——钢板埋入底板长度，cn；

d——钢板直径，cm；

ρ——电阻率，Ω·cm。

设置在水沟中的局部接地极面积不小于0.6㎡的接地电阻：

L=100㎝，宽b=60㎝，埋深h=30㎝，埋设在水沟中，矿井水的电阻率为ρ=3×10³Ω·cm，代入下式：

采用钢管作局部接地极垂直埋设，如钢管直径d=38mm，埋入底板深度L=150cm，煤的电阻率为ρ=8×10³Ω·cm，计算其接地电阻为。

如设在水沟或潮湿处，水沟电阻率为ρ=3×10³Ω·cm，代入上式计算其接地电阻为R_au=16.08Ω。

由此可以看出，局部接地极的埋设地点、位置、环境很重要，为保证局部接地极的接地电阻低于80Ω，《规程》要求：

局部接地极可设置在水沟内或其他就近的潮湿处。设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6㎡ 、厚度不小于3㎜的钢板或具有同等有效面积的钢管制成，并应平放在水沟深处。

至于埋设在其他地点的局部接地极，可采用镀锌钢管。钢管直径不小于35mm，长度不小于1.5m，管子上至少要钻20个直径不小5mm的透眼，便于往里灌盐水，以降低接地电阻。

第四百八十六条连接主接地板的接地母线，应采用截面不小于50m㎡的铜线，或截面不小于100m㎡的镀铮铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100m㎡

的扁钢。电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25m㎡的铜线，或截面不小于50m㎡的镀铸铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50m㎡的扁钢。

【解读】本条是关于连接主接地极的接地母线、电气设备的外壳与接地母线或与局部接地极连接的接地导线规格的要求。

连接井底主、副水仓内主接地极的母线叫接地母线。

井下各机电硐室、配电点、采区变电所内与局部接地极连接的母线为辅助接地母线。

连接导线：从接地母线、辅助接地母线与电气设备外壳单独连接的导线。

接地导线：从局部接地极引出的导线。

为保证接地网的接地电阻和各种接地线的机械强度，接地母线、辅助接地母线和连接导线等的规格，应不小于以下规定：

连接主接地极的接地母线，应采用截面不小于50 mm²的铜线，或截面不小于100mm²的镀镑铁线，或厚度不小于4m，截面不小于100mm²的扁钢。

电气设备的外壳与接地母线或局部接地极的连接，电缆接线装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25 mm²的铜线，或截面不小于50 mm²的镀铸铁线，或厚度不小于4mm，截面不小于50 mm²的扁钢。

第四百八十七条 橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。

【解读】本条是关于橡套电缆的接地芯线的规定。

橡套电缆接地芯线兼作他用时，接地芯线上则有电流通过，电气设备之间产生电位差，此电位差容易引起人身触电和产生电火花，引发瓦斯和煤尘爆炸事故。因此，橡套电缆的接地芯线，除用作监测接地回路外，不得兼作他用。