唐山冀东水泥股份有限公司-生产运营管理中心 河北省唐山市 063031
摘要：电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接，称为接地。与土壤直接接触的金属体或金属体组，称为接地体或接地极。电气设备在正常情况下不带电的金属外壳、支架、网栏、格网以及人可能触及的金属装备，均应做保护接地。其接地电阻要≤4Ω。水泥厂是高耗电企业，其厂房建筑、高低压电机、仪器仪表设备较多，为了保证人生安全和电气设备的安全可靠运行，良好的接地是必不可少的。
关键词：水泥厂建筑；设备的接地；防雷
1导言
电气接地一般包括工作接地、过电压保护接地、防静电接地和防雷接地等，除有特殊要求外，这些不同用途、不同电压的电气设备的接地，共用接地装置（独立避雷针除外），接地电阻应符合其中最小值的要求，水泥厂除电收尘需满足不大于4Ω外，一般车间接地电阻不大于10Ω。电子设备、DCS系统单独做接地。
2建筑物防雷接地
煤粉制备车间内具有悬浮状和堆积状可燃性粉尘，属于火灾危险区，此车间又属水泥厂主要生产车间之一，故而属第二类防雷建筑物。采取在建（构）筑物顶部装设避雷带或避雷针做接闪器，避雷带沿屋角、屋脊、屋檐等部位敷设，避雷带网格不大于10m×10m或12m×8m。建（构）筑物内柱内钢筋做引下线，利用基础钢筋作为接地极。同一建（构）筑物引下线应不少于两处，间距小于18m，同一柱内用作引下线的钢筋应不少于两根。接地极的冲击接地电阻不大于10Ω。实测不满足要求时，需补打接地极，直到满足要求。其它工业厂房则根据年预计雷击次数，N≥0.06次/a时属于第三类防雷建筑物。采取在建（构）筑物顶部装设避雷带或避雷针做接闪器，避雷带沿屋角、屋脊、屋檐等部位敷设，避雷带网格不大于20m×20m或24m×16m。建（构）筑物内钢筋做引下线，利用基础钢筋作为接地极。同一建（构）筑物引下线应不少于两处，间距不大于25m，同一柱内用作引下线的钢筋应不少于两根。接地极的冲击接地电阻应不大于30Ω。实测如不满足要求时，应补打接地极，直到满足要求。当N<0.06次/a时则不做防雷设施。对于烟囱、水塔等高耸孤立建筑物，在年雷暴日15d/a以上的地区且高度在15m及以上者设防雷设施；对于高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，应采取防侧击和等电位的保护措施。建筑物采用顶部金属栏杆并在需要时设置避雷针作为接闪器，充分利用建筑物基础作为防雷接地体，在其接地阻值不能满足要求时可打接地极来满足要求。
3低压系统接地
3.1厂区总降压站设独立避雷针和均压接地网，110kV总降接地电阻不大于0.5Ω，总降压变电所、厂区配电站和车间电气室（变电所）的工作接地，应通过厂区电缆隧道、电缆沟或厂区电缆桥架中的接地干线，铠装电缆的金属外壳，低压电缆中的PE线做可靠的电气连接，形成闭合的全厂电气保护接地网。低压系统一般采用TN-S接地系统，如图1，TN-S系统（三相四线制）该系统的中性线N和保护线PE是分开的，从变压器起就是五线供电。它的优点是PE线正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰。此外，由于N线与PE线分开，N线断开也不会影响PE线的保护作用。PE线和N线一旦分开后，两者不允许再合并。车间内所有正常不带电的金属设备外壳、互感器二次线圈、电缆桥架、电缆支架、穿线钢管、电缆金属外皮、电缆屏蔽层等同车间接地干线和PE线均应连成电气通路，PE线在进户处应重复接地。
图1 TN-S系统
车间内应充分利用电气箱盘基础角钢、电缆沟内预埋扁钢、变压器钢轨等自然接地线作为接地干线，人工接地干线采用40×4镀锌扁钢，接地支线采用25×4镀锌扁钢，到设备段的接地联接线可利用穿线钢管。管道连接处应用接地线沿墙敷设时，采用明敷距地高度为300mm。
3.2电收尘的接地
为确保电收尘器安全运行，电收尘装置需接地，接地电阻不大于4Ω。整流隔间的金属框架（包括隔间门）应作电气连接，并至少有两处和接地干线相连。电收尘的钢壳、平台、梯栏杆、绝缘子箱、门盖、壳体的检查门、沉淀极、灰斗、高压绝缘子座，以及一些可能触到的金属部件均需妥善接地。需接地的转动部件采用TRJ-25铜绞线连接。电收尘沉淀极与整流器正极用TRJ-25铜绞线直接连接。整流室内的整流器正极、高压开关接地极、整流器和控制箱的金属外壳、电缆头、支架等均需接地。电收尘器顶部的接地线需与接地部件连接牢固，由两根接地扁钢沿收尘器外壳引下，与沉淀极振打装置平面的接地干线连接，然后引至±0.000平面与需要接地的的部件连接，最后引至室外的接地装置。
3.3高压变频器需要注意的问题
高压变频器产生的的PWM波形,dvldt很高，电磁辐射很强。因此,变频器制造商通常提供一些抑制电磁干扰的可选部件，用户可根据生产现场的实际情况选用。为了减弱来自变频器外部的干扰，变频器与外部电气元件、仪表、DCS之问的连线应选用屏蔽绞合绝缘控制电缆，屏蔽层采取一点接地,接地线不得作为信号的通路；为防止雷电流串入变频器,在高压变频器的进线开关柜加装避雷器；新建项目，主回路电缆选用铠装电缆,并良好接地，如改造项目，为减少投资，在做好接地的情况下，实践证明，也可利用原来的主回路电缆。为提高变频装置运行的安全可靠性,安装调试时要做到：(1)为了避免电动机低转速造成油膜变薄损坏轴承,将变频器的频率设在电机正常的工作范围内(高于最低设计转速)。(2)设置加速曲线时,利用变频器的频率跳跃功能，避开机组的临界转速。(3)变频器及PLC、DCS是控制的核心,控制电源由UPS供电。(4)变频器及连接到变频器的所有控制设备(如PLC)，使用金属扁铜线与公共接地点连接。周围其他电气设备的地线与变频器配线分开，降低谐波电流对邻近设备的辐射干扰。接地线安装时要求低阻抗连接柜壳、电缆屏蔽层及电动机外壳三者的接地应可靠。(5)选用屏蔽电缆,按电磁兼容要求施工,减弱电磁感应和静电感应的影响。(6)将控制线、信号线与电源线分开敷设,距离在200mm以上,控制线与电源线的交叉角要求为90°。(7)电机非驱动端轴承采取绝缘措施,必要时在轴上安装接地炭刷,避免形成轴电流损坏轴承。
4结语
水泥厂电气接地装置关系到供配电系统的安全运行，如果有缺陷会给水泥厂带来灾难性的后果，有良好的接地系统，是安全生产才能得以保证的重要条件之一。虽然每一家水泥厂的情况不同，但每一家水泥厂都必须有一套完善的接地系统。
参考文献：
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[4]王剑.有关水泥厂工艺设计中除尘技术的应用[J].四川水泥,2016,06:12.
论文作者:刘晓庆
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/20
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