井下接地

你说的中心点实际上是指向井下供电变压器的中性点供电上的中性点是指发电机、变压器和电动机的三相绕组按星形连接的公共点就叫中性点。

井下配电变压器中性点不接地的原因主要有三个方面：一是由于井下供电电缆的敷设受井巷条件限制，一般高度均较低，人体可以直接触摸，一旦发生人体触电时，其触电电流相对于中性点不接地系统来讲大许多倍，对人员生命构成威胁；二是单相接地时形成单相短路，单相短路的电流很大，可引起变压器、供电设备及线路损坏事故或爆炸着火事故，同时接地点产生很大的电弧，有可能引起瓦斯煤尘爆炸；三是接地点的高电位、大地中的大电流有可能引发电雷管超前引爆。

这些事故的后果都是极为严重的。

所以井下中性点不允许接地摘要：我国目前矿山所采用的配电系统多为中性点不接地(即TT)系统，在中性点不接地的供电系统中，人身触电电流值IH的大小，取决于电网的电压值，电网对地的电容值和绝缘电阻值。

由于矿山井下工作环境恶劣，矿井巷道狭窄，地面潮湿，矿山设备随作业面的变化需经常移动，对地电位有变化，矿山供电系统中还混合使用交流电和直流电，更使这个问题复杂。

因此，解决好矿山设备的接地保护也更具有一定的现实意义。

关键词：煤矿保护接地接地体中性点不接地系统1 保护接地的必要性在煤矿井下总接地电网是高、低压电气设备共用的高压电网的单相接地电流远大于低压电网，因此，井下总接地网电阻主要取决于高压电网的单相接地电流。

但在中性点不接地系统中，此电流又与高压电网对地电容有关，电网愈大(包括电缆、架空线路)，电容就愈大。

若此电容大至使单相接地电流超过20A（《煤矿安全规程》规定此电流应不大于20A)，则将超过人身允许的最大接触电压40V（《煤矿安全规程》规定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。

)，将威胁到人身安全。

为此，应根据单相电流的大小，适当降低总接地网的电阻值；或采用其它措施以减小电网对地的电容电流。

目前常用中性点经消弧圈接地方式来补偿电网对地的电容电流。

2 接地保护的电阻计算2.1 单根垂直接地体的接地电阻单根垂直接地体的接地电阻的理论计算公式：R=0.366 Lg ， (1)式中，R为接地体接地电阻，Ω；L为接地体长度，m；ρ为土壤电阻率，Ω；d为接地体的外径或等效外径，m。

常用的简化公式有：R≈0.3ρ (2)R≈ρ/L (3)式中的符号含义同前。

在实际工程中，接地体的材料有角钢、圆钢和钢管三种，(2)式、(3)分别简化为：2.1.1 角钢接地体。

取L=2.5，规格40mm×40mm×4mm，即宽b=40mm，等效为0.84b=0.0336m，代入式(1)计算可得：R=0.36ρ，或R=0.91ρ/L2.1.2 圆钢接地体。

取L=2.5m，d=0.025m，代入式(1)计算可得：R=0.38ρ，或R=0.95ρ/L2.1.3 管体接地。

取L=2.5，d=0.6m，代入(1)式可得：R=0.32ρ或R=0.81ρ/L为切实保证接地装置接地电阻的要求，接地电阻计算值宁可适当偏大而不宜偏小。

如果接地电阻计算偏小，则设计出来的接地装置可能达不到限定的接地电阻值要求。

建议单根垂直接地体的电阻简化计算公式采用式(2)。

2.2 单根水平接地体的电阻计算单根水平接地体接地电阻的理论计算公式为：R=0.366 Lg ， (4)式中，h为水平接地体埋地深度，其它符号的含义同前。

在工程中，常用的简化计算公式也有两个：R≈0.03ρ (5)R≈2ρ/L (6)2.3 主接地极的接地电阻计算主接地极的接地电阻可按下式计算：R=0.25ρ/A (7)式中，A为钢板的面积，m2；其它符号的含义同前。

3 井下低压系统中接地保护应注意的问题3.1 矿山企业工作环境差，用电设备由于生产需要经常移动，对地电位时有变化。

有些矿山企业不仅有使用交流电源的生产设备，而且还有使用直流电源的生产设备。

因此，解决好矿山设备的保护接地问题是非常必要的。

3.2 目前矿山企业的供配电系统，多是中性点不接地系统。

在该系统下出现的单相短路电流，与整个电网(高、低压电网)-特别是高压电网对地电容有关，即与电容电流相等。

电网愈大电容电流就愈大。

为减少系统的电容电流，常采用中性点经消弧线圈接地的方式。

3.3 单根垂直接地体或水平接地体的接地电阻值计算，工程设计中使用简化计算公式时，应采用计算值偏大的计算公式。

3.4 井下低压中性点不接地系统中，除了设置接地保护装置外，还应在配电系统中加设漏电断路器，才能真正做到保护人身安全，消除单相接地事故隐患。

中性点不接地系统的单相接地电流，主要是电网对地电容的电流。

由于井下单台变压器容量有限，低压电网的供电范围不大，电容电流较小(不足1A)。

配合井下保护接地电阻不大于2Ω，接触电压远低于安全值。

而这个“安全值”往往使人们产生麻痹大意，单相接地故障实际未得到排除，也就是说，接地保护装置的设置，仅仅是解决了(电流小时)人身安全问题，随着时间的推移，它会逐步扩大发展成更大事故。

4 结束语由于井下这一特殊环境，单相接地故障时有发生。

近年来漏电保护器发展迅速，井下漏电保护的最佳方式是：末端漏电保护+分干线或或干线漏电保护+总漏电保护，组成多级漏电保护体系，并能有选择地切断故障线路，在彻底根绝井下单相接地故障存在的同时，也可保证无故障线路用电不会受到影响。

过去由于某些原因，矿山单相接地保护中，主要利用附加直流电源检漏继电器的方式进行保护，没有全面推广使用漏电断路器保护器，只要电源总开关处设置直流检测继电器，没有选择性，在事故跳闸时影响面很大，给工人带来精神伤害和国家财产的巨大损失，因此，在设计中采用一些措施和保证，在井下配电系统设计中，应大力推广使用漏电断路器、漏电保护器。

接地保护也叫第三种接地保护措施，就是把可能发生漏电的设备外壳使用可靠的接地线连接到大地。

接零保护是把设备外壳连接到中性线后在电力变压器侧集中接地，由于电力线路中零线可能有比较大的电流，零线就可能存在接头发热接触不良的危险，所以零线保护的可靠性就比较差，现在已经不使用这种保护方式了。

一、三种低压供电运行方式我国低压供电系统主要有三种运行方式：TN系统、TT系统、IT系统。

1．TN系统：把变压器低压侧中性点直接接地。

再从接地点引出中性线N(俗称零线)。

系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接零方式。

TN系统又分为：TN-C系统(图1)；TN-C-S系统(图2)；TN-S系统(图3)。

2．TT系统(图4)：把变压器低压侧中性点直接接地，再从接地点引出中性线N。

系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接地方式。

3．IT系统(图5)：变压器低压侧中性点不接地或经高阻抗接地。

系统中，所有用电设备的金属外壳、构架均采用保护接地方式。

在IT系统中，由于变压器低压侧中性点不允许配出中性线作为220V单相电源供电，所以，不适用居民和一般工厂生产用电。

该系统的主要特点：1)人员意外发生单相触电时，所造成的危害程度大大降低；2)电网供电线路如发生单相对地短路故障时，供电系统仍可带"病"运行，保证电气设备继续正常工作。

所以，其主要应用在要求少停电场合，如矿山、井下及易燃易爆等危险场所。

二、中性线、保护接零、保护接地在TV、TT系统中，从变压器低压侧中性接地点引出的中性线N，主要作用有三点：可供系统内单相用电设备用电；把系统内三相电源中的不平衡电源和单相用电电流，流回变压器低压侧中性点；减小因三相用电负荷的不平衡而造成的电压偏移。

1．保护接零(PE)：把电气设备的金属外壳、构架与系统中的零线可靠连接在一起。

当电气设备发生漏电、绝缘损坏或单相电源与设备外壳、构架短路时．零线短路的较大故障电流．可使线路上的保护装置动作，切断故障线路的供电，保护人身安全。

保护接零应用在TN低压供电系统。

2．保护接地(PEE)：把电气设备的金属外壳、构架与专用接地装置可靠连接在一起。

当电气设备发生漏电或单相电源对设备外壳短路时，如果流向接地体的故障电流足够大．线路上保护装置动作，切断故障线路上的供电；假如流向接地体的故障电流不足以使保护装置动作时．由于人体电阻远大于保护接地的电阻，所以，可以避免接触人员的触电危险。

保护接地应用在TT、IT低压供电系统。

在同一供电系统．不准存在保护接零和保护接地混用的现象。

三、TN系统的应用由于我国早期电气设备单一、数量少，家用电器也未大量进入家庭．所以低压供电普遍采用比较经济的TN-C系统，即整个系统的中性线(零线)与保护线(PE)是合在一起共用的一个系统(PEN)。

随着电气化发展，生产及家庭用电设备数量剧增，加上线路老化、严重过负荷以及维护上的疏漏。

当零干线断线时致使采用保护接零的电气设备外壳带电。

为了提高保护接零的可靠性．从TN-C系统衍生出TN-C-S系统。

即从变压器低压侧中性接地点至用电配电箱的这一段，零线N和保护线PE是共用的．从配电至各用户则是分成两路，分别引入用户设备，从而大大提高了保护接零的可靠性。

但是，由于系统中的PEN线始终会有一定量的不平衡电流流过，所以，还不能满足对设备安全及电磁抗干扰性要求很高的场所。

这样，就有了进一步的TN-S系统，俗称"三相五线制"。

在TN-S系统中，PE线与零线N在系统中始终是分开的，平时PE线上无电流通过．只有在设备发生漏电或单相电源对设备金属外壳短路时，才会有故障电流流过，使用电系统的可靠性、安全性、电磁抗干扰性方面得到了进一步的提高．但其投资也是TN系统中最高的。

四、接地保护和接零保护的区别要认识和了解接地保护与接零保护，掌握这两种保护方式的不同点和使用范围。

接地保护与接零保护统称保护接地，是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。

这两种保护的不同点主要表现在三个方面：一是保护原理不同。

接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源；接零保护的原理是借助接零线路，使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时，利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。

二是适用范围不同。

根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素。

TT系统通常适用于农村公用低压电力网，该系统属于保护接地中的接地保护方式；TN系统（TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种）主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网，该系统属于保护接地中的接零保护方式。

当前我国现行的低压公用配电网络，通常采用的是TT或TN-C系统，实行单相、三相混合供电方式。

即三相四线制380/220V配电，同时向照明负载和动力负载供电。