露天采场用电设备接地保护系统研究

【摘 要】随着社会的不断发展，人们对于物质的需求也越来越多。露天采场是为我国社会发展提供能量的主要来源地，而采场用电设备关系到整个采场人员的安危和我国露天采场的整体用电水平。因此，对于露天采场用电设备接地保护系统的研究，具有非常重要的意义。本文通过对露天采场用电设备供电方式的现状进行分析，发现其中存在的问题，并提出对于增设和改进露天采场用电设备接地保护系统的建议，以及能为提高露天采场的安全做出自己的贡献。

【关键词】露天采场 用电设备 现状 接地保护

改革开放以来，我国的经济迅速发展，对于露天采场用电设备的要求也不断提高[1]。而采场用电设备接地保护系统是保证采场安全的重要措施，近些年来，露天采场的触电事故仍有发生，所有用电设备接地保护系统的使用必须引起大家的高度重视。为了防止事故的发生，我们需要对露天采场的用电接地保护系统进行研究，希望能引起大家的重视，提高露天采场的用电安全和降低触电事故的发生。

1 露天采场用电设备的现状

到目前为止，我国的露天采场采用的供电方式还是20世纪50年代的方式，就是从露天采场的供电网连接多支分支的线路，利用高压架空线的方式纵向的向各个采场输送。有一部分采场使用双层或者多层的供电网，再利用架空线的方式送到各个露天采场[2]。还有一部分利用露天采场配电室，放射式的连接多条分支线路，然后在使用高压架空线的方式输送到各个采场。总之，露天采场用电设备都是采用三相中性点不接地系统，很多露天采场没有接地装置，也没有其他的漏电和接地保护防范措施。这样一来，如果单项金属性接地或者高压发生漏电，那么采场人员和设备就很不安全，此时一旦有人触电就会发生严重的事故。因此目前这种无安全措施的供电方式，存在的危险系数较高，没有达到国家关于用电安全的规定标准。露天采场的用电安全问题存在着很大的隐患。

随着技术的发展与完善，目前有极少数的露天采场用电设备使用了多种不同的保护装置。在这些高压接地保护装置中，有的装置具备电网绝缘监视的功能，有的具备漏电指示的功能，还具备漏电跳闸和短路跳闸等许多综合性的保护性能。这些设备技术比较先进，而且保护性能很完善。即使是这样较好的设备也可能发生危险。因为露天采场的工作环境比较恶劣，采场面积大且工作区域经常发生移动，接地条件很差，所以即使安装了保护性能极强的防护装置，也需要外设接地保护装置[3]。还有极少的露天采场使用了四线供电方式，在很大程度上减少了接地故障设备的电压，对用电设备保护接地系统起了很大的作用。但是也存在着一些问题，采场的开采深度会不断增加，高压架空线就会延伸，地线也就跟着延伸，并且常常会有爆破工作，采场的设备也会频繁移动，造成地线的损坏而没有办法发现。所以，就算采用了四线供电的方式，没有对地线的连续性检测和漏电保护，也不能从根本上提高露天采场的用电安全问题。

2 露天采场用电设备存在的问题

2.1 接地系统易发生单相接地

当接地系统突发单相接地时，会没有选择的发出报警信号，这个时候电缆接地故障很难查找。如果排查不出问题的具体出处，使得供电网在很长的时间内都处于单相接地的运行状态，那么设备就会没有原因的升高电压，致使变配电上的设备烧损，将对整个露天采场的供电系统造成严重的威胁。

2.2 接地系统修复不及时

考虑到露天采场的作业地方会频繁变动，接地系统的修复就会有一定的延误，而且考虑到采场工作环境的复杂，使得出现问题的检查工作困难，最后使得用电设备在没有接地保护的状态下运行。较长时间下去，一旦出现问题，也会造成严重损伤。

2.3 采场工作易对接地线造成损害

露天采场常常会进行爆破工作，爆破所产生的飞石类的东西很容易对接地线系统造成损害[4]。当使得分支线路的移动电缆和架空地线被打断的时候，就会存在很多问题。像移动电缆的接地芯线的损害不易排查，架空地线的接地芯线是属于钢芯铝绞线，一旦损坏不容易修复。不管哪种情况都会使供电设备在无接地线保护的状态下进行。

2.4 接地保护系统不完善

我国目前的很多露天采场都没有完善的接地保护系统。由于采场分支回路比较多，单相接地发生的故障又比较多，工作人员很难快速的分辨出哪台设备出现故障，导致发生故障的设备继续工作。这样一来，不但使工作设备电压增高，给工作人员和用电设备造成安全隐患，更有可能危及到工作人员，造成严重的后果。

3 保障露天采场用电设备安全的建议

3.1 采用IT系统

所谓IT系统就是三相电源中性点不接地、整个系统采用接地保护的系统。设置集中的接地装置，使得能控制露天采场用电设备的预期接触电压。另外接地线电气的连续性是防止电击的重要点，采场的接地线随着设备的经常移动会发生变化，地线很容易被挤断、拖断、压断和砸断，但是这些都不容易被发现[5]。但是如果使用载波的方式对地线实施连续性的监测，那么当地线出现问题时，系统能及时的切断电压，并发出警报。这样一来，露天采场的安全就得到了极大的保障。

3.2 控制采场的接地电阻、电压和电流

如果露天采场的用电设备没有接地装置，那么它的接地电阻就会跟随不同矿带的性质发生改变，有的矿带会使得接地电阻很低，有的会达到很高，容易造成危险。为了保障接地电阻的平稳，接地装置必须具备。当采场没有接地装置时，采场的电压远远高于有设备时的电压，当发生故障时，人体接触到设备会非常危险。有接地变压器的时候，用电设备的接地电流要比没有接地变压器的时候大一点，这个问题说明了接地保护系统的接地电流会受线路长度、对地绝缘和参数有关和其他的没有关系。而有接地变压器还有一个很大的作用是发现漏电问题[6]。总之，用电设备的保护接地电阻要尽可能的小，对于接地故障电流加以限制，使得用电设备和大地之间的电流不危及到工作人员的人身安全。及时断开发生故障的线路，防止因出现故障的线路造成整个设备的电压升高、电流增大而带来危险。

3.3 安装单相接地跳闸保护装置

所谓单相接地就是指三相三线制中性点不接地系统中某一发生接地，它不会对正常的供电造成影响。当发生接地，中性点电位会升高，如果发生金属性的接地，那么中性点电位就会升高成为相电压，这时候非接地相对地的电压会升高，而接地相对地的电压就会变为零。这样的情况容易发生第二点接地，就需要有保护装置发出提醒信号[7]。单相接地保护的原理是，供电设备发生单相接问题的时候，零序电流的互感器有电流流过，当电流达到整点定值到时候，接地继电器工作。在经过了一段时间的整定，一种情况是如果连接片在跳闸回路，那么该回路会被接通，开关就会跳闸。同时，信号继电器工作并发出信号。另一种情况是如果连接片在信号的回路，那么只会对信号起作用。自从单相接地跳闸保护装置投入使用以来，运行效果一直很好，当采场发生电路故障和绝缘不良等问题时，它能发出预告信号，给工作人员提醒，以保障采场的安全。

3.4 增加采场线路检查次数

因为露天采场的作业面积广，供电设备需要经常移动，使得接地线也不得不跟着经常移动，所以容易导致电阻、电流以及电压的变化。再加上其他的因素，即使有完备的接地保护系统，也需要工作人员加强防范。对于干线供电线路要每周检查一次，对于采场内的供电支线线路则需要每天检查一次。只有工作人员和供电接地保护系统一起，才能最大的保证露天采场的供电安全。

4 结语

综上所述，为了保障露天采场的人员和设备的用电安全，用电设备接地保护系统起的作用非常重大。但是由于露天采场的各种条件和原因，会使得用电设备接地保护系统的功能不能有效的发挥。在目前国家对于露天采场的供电接地保护系统没有统一的标准之前，需要我们根据所在采场的具体情况和已经具备的条件，合理的设计接地保护系统，以最大程度的保证工作人员和供电设备的安全。

参考文献：

[1] 张立峰，孟凡岭.关于用电设备接地保护的再认识[C].//中国炼焦行业协会第三届一次理事会资料汇编.2001：129-132.

[2] 杨勇.施工现场用电设备的漏电保护技术探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（16）：132.

[3] 庄廷峰.露天矿采掘场供配电系统的安全防范[J].内蒙古科技与经济，2009（15）：63-64.

[4] 郎进平，李鹏翔.大型露天采场供电差动保护整定及改进措施[J].电工技术，2014（7）：28-29，39.

[5] 卢佳鑫.露天采场供电系统故障统计分析与对策[J].内蒙古煤炭经济，2013（9）：78-79.

[6] 卢云峰.露天采矿工艺与供电方式研究[D].中国矿业大学，2002.

[7] 德令军，张波.采场配电系统继电保护存在的问题与对策[J].露天采矿技术，2010（1）：66-68.

作者简介：阚世阳（1986—），男，辽宁本溪人，本科，毕业于辽宁科技学院，电气助理工程师，研究方向：露天采场供配电。