李 威，陳 聚，蔣元棟

LI-Wei,CHEN Ju,JIANG Yuan-dong

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院蘇州分院，江蘇 蘇州 215128）

1 前 言

起升高度限位器是起重機械重要的安全保護裝置，它用于控制并限定起升機構(gòu)的運行范圍（上升極限、下降極限），其功能可靠與否將直接影響起重機械的安全運行。目前，國產(chǎn)鋼絲繩電動葫蘆（如CD1、MD1 型等）的起升高度限位器通常采用斷電限位開關(guān)形式。斷電限位開關(guān)，即，當(dāng)起升機構(gòu)運行達到上升極限或下降極限位置時，該開關(guān)動作并直接切斷起升機構(gòu)電機（以下簡稱起升電機）的兩相動力電源，從而使起升機構(gòu)立即停止運行。那么，如何保證斷火限位開關(guān)的設(shè)計功用；這就要求，首先，必須確保斷電限位開關(guān)的器件本身可靠性（包括調(diào)整、動作等）；其次，確保其接線正確。本文以一起電動單梁起重機（起升機構(gòu)采用CD1 型鋼絲繩電動葫蘆）在上升運行過程中發(fā)生的吊具滑輪組（以下簡稱吊具）沖頂事故為例，說明嚴格按照起升高度限位器設(shè)計接線的重要性，以保證起重機械安全運行。

2 事故分析

2.1 事故概況

2012年9月本市某公司焊接車間的1臺5t電動單梁起重機發(fā)生了一起吊具沖頂并導(dǎo)致吊具及工件墜落的事故。事故當(dāng)時，司機操縱該起重機從地面開始起吊約3.5t 工件并上升至離地約2.5m 高度后，松開了上升運行按鈕欲使起升機構(gòu)停止上升，但此時起升機構(gòu)上升運行功能失控，吊具仍然上升；與此同時，在這緊急時刻司機又未能采取有效的應(yīng)急措施阻止吊具繼續(xù)上升，以至吊具直接撞上電動葫蘆本體外殼（即吊具沖頂）。吊具沖頂后，由于起升電機仍處于上升通電運行狀態(tài)，于是在起升機構(gòu)向上卷揚力的持續(xù)作用下，起升機構(gòu)鋼絲繩持續(xù)異常受拉而斷裂，最終導(dǎo)致吊具及工件墜落。事故原因具體分析如下。

2.2 事故起重機主要技術(shù)參數(shù)

事故起重機主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 事故起重機主要技術(shù)參數(shù)

2.3 事故原因分析

2.3.1 電氣元件通斷功能故障

經(jīng)調(diào)查，由于起重機上升接觸器主觸點（動、靜觸點之間）燒蝕、粘連，即上升接觸器通斷功能失效，從而導(dǎo)致起升機構(gòu)上升運行功能失控和事故發(fā)生。事故過程電氣分析如下。

（起重機啟動、懸掛工件準(zhǔn)備起吊等的前過程略）司機按下上升運行按鈕S11－上升接觸器KM3 線圈回路得電－上升接觸器KM3得電，其主觸點閉合－起升電機Ms得電－起升機構(gòu)作上升方向運－工件上升至離地約2.5m 高度后，司機松開上升運行按鈕S11－上升接觸器KM3 線圈回路失電－上升接觸器KM3 失電，其主觸點本應(yīng)斷開，但由于其燒蝕、粘連－起升電機Ms 仍然得電－起升機構(gòu)繼續(xù)作上升方向運行－吊具達到上升極限位置時，雖然起升高度限位器K91 能可靠動作，且其上升極限位置常閉電氣觸點（X32）已斷開，但也無助于切斷起升電機的動力電源（上升接觸器KM3 的主觸點燒蝕、粘連）－吊具繼續(xù)上升吊具沖頂并直接導(dǎo)致上述事故發(fā)生。

2.3.2 改變起升高度限位器原設(shè)計接線

從上述事故過程電氣分析來看，導(dǎo)致吊具沖頂?shù)闹苯釉蚬倘皇且蛏仙佑|器通斷功能失效所致。但是，從進一步查看事故起重機的原設(shè)計電氣原理圖（見圖1）可知，因擅自改變起升高度限位器的原設(shè)計接線而致使其設(shè)計功用發(fā)生改變，是導(dǎo)致該起事故的主要原因。

圖1 原設(shè)計起重機電氣原理圖（局部圖）

如圖1 所示，原設(shè)計電氣原理圖中起升高度限位器K91（與事故起重機中同型號，器件本身為斷火限位開關(guān)形式）的（X32、X33）上升極限位置常閉電氣觸點串接于起升機構(gòu)的動力回路之中，其設(shè)計接線的優(yōu)點就在于“直接性”，同時體現(xiàn)了“某一電氣元件故障不至于導(dǎo)致設(shè)備危險運行”的基本電氣設(shè)計理念。也就是說，在起升機構(gòu)上升運行過程中，即使發(fā)生因上升接觸器主觸點燒蝕、粘連等故障而導(dǎo)致吊具持續(xù)上升并達到極限位置時，K91 也能直接可靠地切斷起升電機Ms 的兩相動力電源（K91 動作并斷開（X32、X33）觸點），使起升機構(gòu)立即停止上升，從而有效避免吊具沖頂事故的發(fā)生。反觀事故起重機的起升高度限位器接線則未能符合原設(shè)計規(guī)定要求，由此也就改變了起升高度限位器的設(shè)計功用，其缺陷就在于“間接性”。即事故起重機起升機構(gòu)上升運行的極限控制是由起升高度限位器動作并斷開上升接觸器的線圈回路，進而再通過上升接觸器主觸點的分斷，最后實現(xiàn)切斷起升電機的動力電源，因而增加了中間控制環(huán)節(jié)。此時若出現(xiàn)類似因中間控制元件故障（如上升接觸器主觸點燒蝕、粘連等）時，就會造成吊具沖頂事故。

2.3.3 司機缺乏緊急情況處置經(jīng)驗

上述事故的發(fā)生，在一定程度上與司機未能臨場緊急處置有關(guān)。當(dāng)起升機構(gòu)出現(xiàn)上升運行功能失控時，司機未能及時按下應(yīng)急斷電開關(guān)S21，以切斷起重機上的總動力電源而迫使起升機構(gòu)停止運行，這也是導(dǎo)致該起事故的次要原因之一。如圖1 中所示，具體分析如下。

當(dāng)出現(xiàn)上述事故中起升機構(gòu)上升運行功能失控的緊急情況時，司機若能及時按下應(yīng)急斷電開關(guān)S21－總線路接觸器KM0 線圈回路失電－總線路接觸器KM0 失電，其主觸點斷開－切斷起重機上的總動力電源－起升電機Ms－失電起升構(gòu)停止運行—即可避免上述事故的發(fā)生。

3 事故預(yù)防

3.1 規(guī)范施工行為 保證施工質(zhì)量

在對上述事故的進一步調(diào)查中得知，事故發(fā)生的前一年，該公司委托某起重機械施工單位（具有相關(guān)施工資質(zhì)）對事故起重機進行了更換電動葫蘆（與原電動葫蘆同型號）的大修施工，但施工單位卻未辦理相關(guān)開工告知及申報監(jiān)督檢驗手續(xù)；且施工單位進行大修施工過程中，在更換電動葫蘆的同時，擅自改變了起升高度限位器的原設(shè)計接線，從而改變了起升高度限位器這一起重機械安全保護裝置的設(shè)計功用，也給起重機的安全運行埋下了隱患。因此，一方面，從規(guī)范施工行為的角度出發(fā)，施工單位應(yīng)嚴格按照《起重機械安全監(jiān)察規(guī)定》（國家質(zhì)檢總局第92 號令）相關(guān)條文的規(guī)定，在對起重機械進行大修前應(yīng)向施工所在地的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門告知，告知后方可施工；同時，應(yīng)當(dāng)在施工前向施工所在地的檢驗檢測機構(gòu)申請監(jiān)督檢驗。另一方面，施工單位必須保證施工質(zhì)量，不能隨意改動起重機械的電氣控制系統(tǒng)，尤其不能擅自改變安全保護裝置的設(shè)計功用。在此基礎(chǔ)上施工單位認真組織施工，杜絕類似事故再次發(fā)生。

3.2 加強使用管理 確保安全運行

使用單位對起重機械的安全使用負有主要責(zé)任，應(yīng)嚴格按照TSG Q5001-2009《起重機械使用管理規(guī)則》（以下簡稱《規(guī)則》）的相關(guān)規(guī)定，加強起重機械的使用管理。對于使用單位委托施工單位進行諸如起重機大修、改造和安裝的施工項目，使用單位應(yīng)當(dāng)監(jiān)督其依法履行開工告知和監(jiān)督檢驗等義務(wù)，堅決杜絕使用未經(jīng)監(jiān)督檢驗或檢驗不合格的起重機；其次，使用單位應(yīng)按照《規(guī)則》要求，做好起重機的日常維護保養(yǎng)和自行檢查工作，對于接觸器等電氣通斷控制元件，除了考慮產(chǎn)品質(zhì)量外，還應(yīng)根據(jù)其使用時間、通斷動作頻率，做到定期檢查、保養(yǎng)和更換，積極排查并消除隱患，從而保證其工作可靠有效；再者，使用單位還應(yīng)加強起重機司機的內(nèi)部安全教育和技術(shù)培訓(xùn)，增強司機的緊急處置和靈活應(yīng)變能力，以避免上述事故的發(fā)生或使事故范圍得到有效控制。