起重机械接地检验研究

李华政 万井新

天津市特种设备监督检验技术研究院

起重机械接地检验研究

李华政 万井新

天津市特种设备监督检验技术研究院

为了明确接地的概念，避免因接地不当造成安全事故，本文根据特种设备安全技术规范和各种检验规则，分析探讨了起重机械接地检验的主要内容，为起重机械检验提供有益的参考。

接地;重复接地;供电系统

在起重机械日常应用中，为保证电气设备的正常，防止人员触电，将电气设备的某部分与大地良好的电气连接，这就是接地。防止触电、漏电事故的发生，起重机械的接地检验尤为重要。

1.检验依据

《起重机械安全技术监察规程—桥式起重机》TSG Q0002-2008第六十一条规定，起重机的金属结构以及所有电气设备的外壳、管槽、电缆金属外皮和变压器低压侧均应当具有可靠的接地。检修时也应当保持接地良好。

《起重机设计规范》G B/T 3811-2008，7.4.10中关于接地保护的设计要求如下：

（1）起重机本体的金属结构应与供电线路的地线可靠连接。大车与小车的车轮、任何其他的滚轮或端梁连接采用的铰链均不能替代必需的导电连接，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；司机室与起重机本体接地点之间应用双接地线连接。

（2）起重机所有电气设备的金属外壳，金属导线管、金属支架及金属线槽等均应可靠接地。宜采用专门设置的接地线，保证电气设备的可靠接地。

（3）接地线及用作接地设施的电导，一般不小于本线路中最大的相电导的1/2，向小车供电的接地线不小于小车上最大用电设备相电导的1/2。

（4）严禁用接地线作为载流零线。

《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》TSG Q7016-2008，附件B8.2中规定，根据电气接线图，按照GB/T6067.1-2010 《起重机械安全规程 第1部分：总则》要求，检查以下电气保护装置检测和试验的施工记录，必要时进行检查：（1）接地保护；(2)绝缘电阻；（3）短路保护；（4）失压保护；（5）零位保护；（6）过流（过载）保护；（7）失磁保护；（8）供电电源断错相保护；（9）正反相接触器故障保护。

《起重机械定期检验规则》TSG Q7015-2008，附件B7.3中明确规定了对起重机械电气设备和金属结构接地的检验要求。

2.需要明确的几个概念

图1 工作接地、保护接地、重复接地的示意图

2.1 工作接地

工作接地是为了保证电力系统在正常或事故情况下可靠运行而进行的接地，是电力系统的中性点的接地情况，通常采用三种运行方式：不接地、经消弧线圈接地和直接接地。还有一种情况也是工作接地，即为了保证电气设备的可靠运行，在电气回路中某一点必须进行的接地，如变压器中性点的接地。电压与中性点接地方式的关系如表1所示。

表1 电压与中性点接地方式的关系

2.2 保护接地

保护接地是防止触电事故而将电气设备的金属外壳与大地进行良好的电气连接，有两方面的含义，即接地保护和接零保护。接地保护，是将设备金属外壳各自的PE线分别直接接地，多适用于企业高压系统或中性点不接地的低压三相三线制系统。接零保护，是设备的金属外壳经公共的PE线接地，多用于中性点接地的低压三相四线制系统。

2.3 重复接地

在中性点直接接地的低压供电系统中，有两种接地方式：重复接地和非重复接地。把零线上一处或多处通过接地装置，与大地再次连接，称为重复接地，这种接地方式可以降低漏电设备外壳上的对地电压。

3 检验细则分析

根据《起重机械定期检验规则》附件B7.3，桥门式起重机的接地主要是电气设备和金属结构的接地，具体规则如下：

3.1 B7.3.1电气设备接地

（1）检查用整体金属结构做接地干线时，金属结构的连接有非焊接处，是否采用另设接地干线或者跨接线的处理；

分析：起重机电气设备的接地，是以起重机整体金属结构作为接地干线的。因此，起重机电气设备的接地。就是使电气设备正常时不带电的金属外壳与起重机的整体金属结构相连接。

当电气设备的金属外壳直接固定在金属结构上，并有可靠的电气连接时，不必另设电气连接线。当金属结构表面涂有油漆或是出现严重腐蚀时，可能造成不可靠的电气连接，此时电气设备外壳应设接地支线。

若采用万用表电阻挡测量，若接地电阻连接可靠，读数应为零；采用接触电阻测仪测量时，接触电阻不大于0.1Ω。用接触电阻测仪测量接地电阻的方法：（1）测量前校验接触电阻测仪。短接三个接线柱，摇动手柄，仪表读数应为零；（2）将P、E、C三个接线柱分别接于被测接地体、电压极、电流极，以约120r/min的速度转动手柄，当指针指零时，可直接从刻度盘上读取被测接地电阻。

（2）检查起重机械上所有电气设备正常不带电的金属外壳、变压器铁芯及其金属隔离层、穿线金属管槽、电缆金属护层等是否与金属结构间有可靠的接地连接。

分析：根据本规则的要求，需检验以下项目的接地：电动机、控制柜、配电箱、控制箱、变压器等的金属外壳；变压器次级功能特低电压侧一端；穿线金属管槽、电缆金属护层；手电门的金属外壳；司机室的金属构架；若是电磁式起重机还需对直接采用交流电网整流供电的起重电磁铁的外壳进行接地检验。

3.2 B7.3.2金属结构接地

（1）当起重机械供电电源为中性点直接接地的低压系统时，整体金属结构的接地形式采用TN或者TT接地系统，零线非重复接地的接地电阻不大于4Ω,零线重复接地的接地电阻不大于10Ω；

分析：起重机金属结构（或大车轨道）是采用接地保护还是采取接零保护，要根据供电电网的条件来决定，不同的电网采取不同的保护方式。起重机械检验的范围主要是供电电源为中性点直接接地的低压系统，此时金属结构（或大车轨道）应采用接零保护，就是把金属结构（或大车轨道）与供电电网的零线连接起来，一般采用TN系统和TT系统。

TN系统的电源中性点直接接地，并引出N线，属三相四线制系统，如图2所示。当设备带电部分与外壳相连时，短路电流经外壳和N线(或PE线)而形成单相短路，显然该短路电流较大，可使保护线快速而可靠地动作，将故障部分与电源断开，消除触电危险。其中，中性线N和保护线PE完全分开的称为TN—S系统(又称三相五线制)；N线与PE线前段共用、后段分开的称为TN—C—S系统；N线与PE线完全共用的称为TN—C系统。

图2 a.TN—S系统，b.TN—C—S系统，c.TN—C系统

对采用接零保护的电气设备，当其带电部分碰壳时，短路电流经过相线和零线形成回路。此时设备的对地电压等中性点对地电压和单相短路电流在零线中产生电压降的相量和。显然，零线阻抗的大小直接影响到设备对地电压.而这个电压往往比安全电压高出很多。为改善上述情况.在设备接零处再加一接地装置，可以降低设备碰壳时的对地电压。这个接地就叫重复接地。重复接地的另一重要作用是当零线断裂时减轻触电危险。图3分别表示无重复接地时零线断线的危险和有重复接地时零线断线的情况。但是，尽管有重复接地，也应避免零线断裂的情况。

重复接地还带来其他的好处：1、能使设备碰壳时短路电流增大。以加速线路保护装置的动作；2、降低零线中的电压损失。

图3

由此可知，在保护接零系统中重复接地是不可缺少的。特别在线路的终点或分支点。常见的重复接地有如下三种：

1)自然接地体的重复接地。对电缆线路而言，利用电缆的专用线芯作为零线，或者利用其金属外皮作为零线，从而使零线运行可靠。

2)集中埋设的重复接地。这种重复接地主要用于架空线路的终、始两端及线路分支处，如果线路太长.每隔一公里需加设重复接地。

3)网络式的重复接地。这种重复接地也叫环路式重复接地。这种重复接地适用于电器设备固定、且安全要求较高的场合。沿设备周围或墙壁内侧每隔一定距离埋设接地装置的钢管，并用扁钢把钢管联结成一个整体。这时，网络内如有设备发生碰壳时，虽然设备对地电压仍然较高，但网络内对地电压的起伏不大。人的接触电压和跨步电压都是很小的，这就大大减轻了触电的危险。为了使对地电压分布更加均匀，通常还将一些自然接地体，如自来水管、建筑物的金属结构等同接地网络联在一起。但是，留有可燃气体、可燃或爆炸液体的管道是禁止作为接地装置的。

根据本规则进行检验时，首先检查接地形式，然后用接地电阻测量仪测量接地电阻。测量重复电阻时，应当把零线从接地装置上断开。

（2）采用T T接地系统时，起重机械金属结构的接地电阻与漏电保护器动作电流的乘积不大于50V。

分析：TT系统，就是电源中性点(N)直接接地(即工作接零)，但其设备外壳导体部分的接地保护(PE)线与电源中性点(N)线是不连接的，两者是相互独立的。

图4 TT系统功能

TT系统的功能如图4。

（a）当电气设备的外露可导电部分未接地时，一旦漏电，其漏电电流不足以使熔断器熔断或过流（过载）保护装置动作，设备外壳将存在危险的相电压。此时人误触导电部分，是十分危险的。

(b) 当外露导电部分采用接地保护后，当电气设备外壳漏电时，由于外壳接地故障电流通过保护接地电阻和中性点接地电阻回到变压器中性点，此时的电流通常能使故障设备电路中的过电流保护装置动作，切断故障设备电源，从而减少人体触电的危险。

检验时，起重机总电源的三相上必须有接地短路保护的漏电保护断路器，测量漏电保护器的额定动作电流，该电流与接地电阻的乘积应小于50V。在设备对地电压50V前，漏电保护装置必须动作。

4 结束语

规范、可靠的接地能够避免起重机意外带电而造成的人员伤亡、设备损坏，起重机使用单位必须加强日常检查和维护，高度重视，确保起重机电气设备和金属结构可靠、良好接地。起重机检验人员应熟悉接地的相关知识，确保在安装检验和定期检验过程中，正确而全面地对起重机整体接地情况进行检验，为安全排除隐患。

[1] 王福绵.起重机械技术检验[M].北京:学苑出版社.2000

[2]起重机械安全技术监察规程—桥式起重机.TSG Q0002-2008

[3]起重机设计规范.GB/T 3811-2008

[4]起重机械定期检验规则.TSG Q7015-2008

[5]起重机械安全规程.GB 6067.1-2010

[6]起重机械安装改造重大维修监督检验规则.TSG Q7016-2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.053