起重機(jī)械電氣系統(tǒng)安全是檢驗(yàn)工作中的重難點(diǎn)。因電氣系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致的安全問題隱蔽性強(qiáng)，涉及面廣，極易引起運(yùn)行事故。起重機(jī)械電氣系統(tǒng)安全在起重機(jī)械安全規(guī)程、安全規(guī)范及起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則中均有嚴(yán)格的規(guī)定。文中就檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的電氣系統(tǒng)安全隱患以案例的形式進(jìn)行探討和分析。
1起重量限制器工作電源取電位置錯誤
1．1缺陷部位及現(xiàn)象描述
檢驗(yàn)查看起重量限制器工作是否正常時，發(fā)現(xiàn)載重量顯示器LED燈未亮，通過遙控器操作起升機(jī)構(gòu)上下動作，LED燈亮起。據(jù)此判斷該起重量限制器工作電源取電位于“起／降”電機(jī)接觸器下端口，圖1所示為該起重機(jī)械一次電氣圖，曲線連線為非專業(yè)人員自行更改后接線狀態(tài)。該起重量限制器CZS工作電源管腳“L21、L23”連接于“起／降”接觸器KMl、KM2之后的L41與L43之間。
CZS．起重量限制器；KMl．起升接觸器；KM2．下降接觸器：KMO．總接觸器
1．2安全隱患分析
起重量限制器在設(shè)計時，考慮到起重機(jī)械在工作過程中動載荷的發(fā)生，載荷從動態(tài)到穩(wěn)態(tài)有一過度時間Tm，即CZS檢測到重物大于預(yù)設(shè)載荷到輸出執(zhí)行CZS—JiJ2斷開，滯后約Tm時間，如圖2所示為該起重機(jī)械二次電氣圖。按起升按鈕前，起升接觸器KMl未得電，起重量限制器CZS也未得電，此時常閉點(diǎn)CZS—JiJ2接通，起升回路預(yù)備有效，點(diǎn)動SBl可實(shí)現(xiàn)起升操作。逐漸起升、加載，當(dāng)起升載荷達(dá)到預(yù)設(shè)載荷時，CZS輸出執(zhí)行，CZS—JiJ2斷開，二次回路線圈KMl失電，制停機(jī)構(gòu)立馬下閘，載荷懸停，同時一次回路KMl主觸點(diǎn)釋放，CZS失電，CZS—JiJ2再次接通，起升回路再次預(yù)備完成，此時可再次按壓SBl提升載荷。在Tm時間差內(nèi)，起升機(jī)構(gòu)己提起重物上升了一段距離，因此通過反復(fù)點(diǎn)動SBl可提升大于CZS預(yù)設(shè)載荷的重物。
CZSJl一J2．起重量限制器輸出常閉觸點(diǎn)：SBl．起升按鈕依據(jù)TSG Q7015—2016《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》對起重量限制器的要求：當(dāng)起重機(jī)械載荷達(dá)到1．05倍額定載荷時，應(yīng)切斷起升機(jī)構(gòu)上升方向動作電源，但允許下降方向運(yùn)動L1|。當(dāng)CZS工作電源取于uM¨船之間，載荷超過*大允許值時，無法斷開起升方向電源，仍可通過問歇點(diǎn)動SBl完成載荷起升，存在超負(fù)荷運(yùn)行的安全隱患。
1．3處理意見及整改措施
恢復(fù)起重量限制器CZS工作電源管腳“L21、L23”取電點(diǎn)接線至該起重機(jī)械總接觸器KMO后的線電壓“U。川船”。(如圖l所示：起重量限制器CZS原設(shè)計取電點(diǎn))。
2集電器PE接地回路中斷
2．1缺陷部位及現(xiàn)象描述
1、集電器防護(hù)罩；2、繞線盤；3、碳刷；4、接線柱；
5、集電環(huán)
交流供電門式起重機(jī)動力電源集電器專用接地保護(hù)PE集電環(huán)未安裝碳刷。圖3所示為現(xiàn)場集電器防護(hù)照拆開后的接線情況，*左側(cè)著紅色線標(biāo)記段為PE集電環(huán)無碳刷磨痕。
2．2安全隱患分析
起重機(jī)械安全規(guī)程一第1部分GB 6067．卜2010中規(guī)定L2J：
(1)交流供電起重機(jī)電源應(yīng)采用三相(3巾+PE)供電方式。設(shè)計者應(yīng)根據(jù)不同電網(wǎng)采用不同型式的接地故障保護(hù)。接地故障保護(hù)應(yīng)符合GB 50054的有關(guān)規(guī)定。
(2)起重機(jī)械所有電氣設(shè)備外殼、金屬導(dǎo)線管、金屬支架及金屬線槽均應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)情況進(jìn)行可靠接地(保護(hù)接地或保護(hù)接零)。
由于PE集電環(huán)未安裝碳刷，導(dǎo)致專用接地回路PE在此中斷，致使集電環(huán)之后的所有電氣設(shè)備，包括整個起重機(jī)均沒有接地保護(hù)。在起重機(jī)械運(yùn)行軌道電氣互連的作用下，導(dǎo)致在該導(dǎo)軌內(nèi)的所有區(qū)域及區(qū)域內(nèi)的起重機(jī)械電氣互連，因此該斷點(diǎn)造成潛在的危險涉及的區(qū)域大，隱蔽性強(qiáng)，不易察覺，對設(shè)備的使用安全及廠區(qū)的用電安全帶來極大的安全隱患。
2．3處理意見及整改措施
嚴(yán)格按相關(guān)安全規(guī)范要求執(zhí)行，并現(xiàn)場檢驗(yàn)確認(rèn)，安裝專用PE集電環(huán)碳刷，保證各電氣連接點(diǎn)可靠電氣導(dǎo)通。
對于起重機(jī)械接地的檢驗(yàn)中，使用單位提出“該設(shè)備的導(dǎo)軌有就近接地，認(rèn)為符合安全規(guī)范要求”的提法不予采納。GB 6067．1-2010《起重機(jī)械安全程》規(guī)定L2J：起重機(jī)械本體的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)與供電線路的保護(hù)導(dǎo)線可靠連接，起重機(jī)械的鋼軌可連接到保護(hù)接地電路上。但是，它們不能取代從電源到起重機(jī)械的保護(hù)導(dǎo)線(如電纜、集電導(dǎo)線或滑觸線)。
3二次回路電氣設(shè)計缺陷
3．1缺陷部位及現(xiàn)象描述
電動單梁起重機(jī)首檢審查電氣圖紙發(fā)現(xiàn)：起重機(jī)械二次電氣回路起／降接觸器線圈電源接線未直接與控制回路變壓器同名端PE端接通。如圖4所示為該設(shè)備電氣二次圖，起／降線圈KM5～KM8先經(jīng)輔助觸點(diǎn)KM5～KM8、一F70后再到PE端等電位線。
起升機(jī)構(gòu)“起／降”“快／慢”四個動作間未兩兩互鎖。
0．PE端等電位線；一F70．起重量限制器輸出觸點(diǎn)：FU3．熔斷器
3．2安全隱患分析
(1)設(shè)備使用中，時有發(fā)生“一F70”人為對地短接的現(xiàn)象，圖5所示為電動單梁起重機(jī)電氣二次圖更改前／后對比圖。原設(shè)計圖中“一F?O”被短接后，起重量限制器失效，但線圈KM5～KM8仍處于等電位線1到等電位線0構(gòu)成的電氣回路中，線圈兩端仍有電壓可繼續(xù)工作，KM5～KM8處于“帶病”運(yùn)行狀態(tài)，該設(shè)
備不再有限載功能的安全保護(hù)。更改接線后，“一F?O”短接狀態(tài)，起重量限制器失效，同時線圈KM5～KM8被短接線跨接，此時KM5～KM8線圈兩端電壓為零，熔斷器FU3熔斷，升降機(jī)構(gòu)不再工作。該故障主觀上迫使人員去排查設(shè)備缺陷，避免了起重機(jī)械帶病運(yùn)行。
(2)該設(shè)各升降機(jī)構(gòu)是由快、慢兩種速度電機(jī)通過齒輪機(jī)械嚙合硬連接實(shí)現(xiàn)“快／慢”的起降，原設(shè)計只有KM5、KM7與KM6、KM8之間的升降互鎖，未設(shè)計“快／慢”之間的互鎖。這導(dǎo)致“快／慢”接觸器同時得電工作的情況，此時快、慢速電機(jī)都開始旋轉(zhuǎn)，而快、慢速電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致，造成快、慢電機(jī)“互咬、憋勁”的現(xiàn)象，嚴(yán)重時，嚙合齒輪斷裂，慢速小功率電機(jī)燒毀。
3．3處理意見及整改措施
要求廠家更改電氣原理圖重新設(shè)計出圖，同時增加輔助觸點(diǎn) ～ 各一個，并按新設(shè)計圖現(xiàn)場更改電控柜配線。
4結(jié)論
()起重機(jī)械的工況是一個動態(tài)過程，起重量限制器設(shè)計時考慮到動載荷的情況，從檢測出超載到輸出執(zhí)行需要Tm過渡時間。為了避免Tm時間內(nèi)起重量限制器的失效狀態(tài)，需確保起重機(jī)械在提升載荷前就己通電處于工作狀態(tài)，即確保其工作電源取電位于“起／降”機(jī)構(gòu)接觸器之前。
(2)起重機(jī)械的PE保護(hù)回路是屬于安全規(guī)范范疇的專用的電氣保護(hù)回路，對于設(shè)備的就近接地，它作為安全系數(shù)冗余設(shè)計做法，但不能取代專用級別的PE保護(hù)回路。
(3)對于電氣二回路的設(shè)計，需遵循從整個設(shè)備的“等電位”點(diǎn)出發(fā)，連接接觸線圈一端，再經(jīng)另一端連接各種安全輔助觸點(diǎn)，*后連接到高電位端的原則，確保電氣設(shè)計不僅僅得到功能上的實(shí)現(xiàn)，更應(yīng)以安全保證為基本前提。
