潘愛華

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇南京 210036)

1 前言

為保護(hù)電氣設(shè)備及工作人員的安全，起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)都要設(shè)置必要的電氣保護(hù)措施。一般有主隔離開關(guān)、總電源的短路保護(hù)和失壓保護(hù)、零位保護(hù)、電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、失磁保護(hù)和超速保護(hù)、緊急斷電開關(guān)、限位保護(hù)和行程保護(hù)、通道口聯(lián)鎖保護(hù)，以及接地保護(hù)等。筆者敘述了對(duì)單主梁門式起重機(jī)在檢驗(yàn)中過程中發(fā)現(xiàn)失壓保護(hù)問題分析、失壓保護(hù)危害及預(yù)防，并介紹了幾種失壓保護(hù)的方法等。

2 問題的發(fā)現(xiàn)

2010年4月筆者在江蘇省某公司的使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)1臺(tái)MDG32t的單主梁通用門式起重機(jī)的檢查中，發(fā)現(xiàn)起重機(jī)供電電源的失壓保護(hù)故障。試驗(yàn)時(shí)，將緊急事故開關(guān)處于接通狀態(tài)，所有保護(hù)裝置的聯(lián)鎖觸點(diǎn)均處于正常閉合狀態(tài)，合上斷開的地面總電源開關(guān)和起重機(jī)上的主隔離開關(guān)，且在未按動(dòng)啟動(dòng)按鈕的情況下，起重機(jī)上總電源接觸器一直處于吸合狀態(tài)。按下急停開關(guān)，總電源接觸器仍處于吸合狀態(tài)，扳動(dòng)凸輪控制器手柄后起重機(jī)相應(yīng)機(jī)構(gòu)可以活動(dòng)。筆者初步判斷應(yīng)為失壓保護(hù)功能故障［1］。

3 問題的處理

3.1 失壓保護(hù)功能設(shè)置

檢查該起重機(jī)電氣原理圖的安全回路，該起重機(jī)的供電電源的失壓保護(hù)將能自動(dòng)復(fù)位的按鈕QA串入總電源接觸器JLC線圈回路中來(lái)實(shí)現(xiàn)總電源的失壓保護(hù)，且總電源接觸器JLC的常開觸點(diǎn)自鎖啟動(dòng)按鈕，所有機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電源均從總電源接觸器的出線端引接，如圖1所示。

圖1 安全回路

3.2 分析問題及處理

從圖1可以得出，總電源接觸器對(duì)起重機(jī)失壓保護(hù)功能起決定性作用。因此重點(diǎn)檢查啟動(dòng)按鈕和總電源接觸器，從而確定起重機(jī)故障的真正原因。打開電控柜發(fā)現(xiàn)，總接觸器上有一木塊強(qiáng)行壓制住其常開觸頭，如圖2所示。經(jīng)過檢查和詢問司機(jī)，因總接觸器不能正常吸合，起重機(jī)不能使用，于是找一個(gè)木塊將其強(qiáng)制吸合，滿足使用功能。由此得出，該故障是由于總接觸器故障導(dǎo)致的失壓保護(hù)的功能失效［2］。

圖2 總接觸器圖

筆者就上述發(fā)現(xiàn)的問題，及時(shí)給使用者出具了《特種設(shè)備監(jiān)檢檢驗(yàn)工作聯(lián)絡(luò)單》，要求企業(yè)更換總接觸器。通過使用單位委托起重機(jī)維修單位的修理，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了復(fù)檢，結(jié)果合格。

4 危害性分析

4.1 失壓保護(hù)的作用

(1)當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)，如不重新按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)無(wú)法自行轉(zhuǎn)動(dòng)(因自鎖觸頭也是斷開的)，避免發(fā)生事故。

(2)可以保證異步電動(dòng)機(jī)不在電壓過低的情況下運(yùn)行，防止電動(dòng)機(jī)燒毀。既保證人身安全和設(shè)備安全，又確保能源的利用效率。

(3)某些特定場(chǎng)合，失壓可導(dǎo)致設(shè)備工作異常。

4.2 危害及案例

如果起重機(jī)沒有失壓保護(hù)，供電電源中斷后恢復(fù)供電時(shí)，不經(jīng)手動(dòng)操作，總電源便可自行接通。這時(shí)，操作人員如果沒有發(fā)現(xiàn)，誤認(rèn)為總電源還沒有電，若有意或無(wú)意碰觸按鈕，造成相應(yīng)機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作，就會(huì)引發(fā)意外事故?；蛘?，如果某個(gè)控制按鈕發(fā)生故障不能自行復(fù)位，一旦恢復(fù)供電，則會(huì)保持原運(yùn)行動(dòng)作，容易發(fā)生意外。

案例l:2006年5月，某機(jī)械廠的電動(dòng)單梁起重機(jī)使用無(wú)失壓保護(hù)。操作工正在吊裝一個(gè)大型工件，因供電滑線接觸不好，使得起重機(jī)不能運(yùn)行，但吊鉤仍保持吊裝狀態(tài)。操作工便斷開起重機(jī)的供電電源，通知維修人員后下班。下午上班后，操作工給起重機(jī)送電后請(qǐng)另一同事將手電門遞給他，但同事在遞送過程中不小心將大車行走按鈕按下，使得起重機(jī)開始行走，掛在吊鉤上的工件被拖倒?，F(xiàn)場(chǎng)工作的2名工人1人當(dāng)場(chǎng)砸死，另1個(gè)被砸成重傷。如果采用有失壓保護(hù)的手電門，在未按啟動(dòng)按鈕的情況下，總電源接觸器無(wú)法接通，運(yùn)行機(jī)構(gòu)就不會(huì)通電。即使按下大車運(yùn)行按鈕起重機(jī)也無(wú)法運(yùn)行，就不會(huì)發(fā)生這起慘劇。

案例2:2007年9月，某閥門廠的電動(dòng)單梁起重機(jī)使用所示的手電門，其起升按鈕卡住不能復(fù)位，操作人員將起重機(jī)總電源斷開，等待維修。其他人員在給另外設(shè)備送電時(shí)，按錯(cuò)電源開關(guān)，誤將該起重機(jī)送電。起重機(jī)的吊鉤不停上升，由于廠房?jī)?nèi)噪聲較大，也未有人發(fā)現(xiàn)該起重機(jī)在運(yùn)行，結(jié)果造成提升鋼絲繩被拉斷，吊鉤墜落。將正在起重機(jī)下面裝工件的1名工人當(dāng)場(chǎng)砸死。如采用有失壓保護(hù)的手電門，即使送錯(cuò)電源，總電源接觸器無(wú)法自行接通，運(yùn)行機(jī)構(gòu)不通電，起重機(jī)不會(huì)啟動(dòng)，就不會(huì)發(fā)生這起事故。

5 失壓保護(hù)的理解

5.1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

根據(jù)《起重機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范》和《起重機(jī)械安全規(guī)程》對(duì)失壓保護(hù)功能的規(guī)定:當(dāng)起重機(jī)供電電源中斷后，凡涉及安全或不宜自動(dòng)開啟的用電設(shè)備均應(yīng)處于斷電狀態(tài)，避免恢復(fù)供電后用電設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行［3］。

該規(guī)定是指總動(dòng)力電源的失壓保護(hù)。應(yīng)強(qiáng)調(diào)當(dāng)供電中斷時(shí)必須自動(dòng)斷開總回路;恢復(fù)供電時(shí)，不經(jīng)手動(dòng)操縱不能自動(dòng)接通總動(dòng)力電源回路。機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分支電源(電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器)的失壓保護(hù)由零位保護(hù)完成。

5.2 失壓保護(hù)的幾種情況

(1)接觸器和能自動(dòng)復(fù)位的按鈕，實(shí)現(xiàn)總動(dòng)力電源的失壓保護(hù)，如圖3所示。

圖3 失壓保護(hù)圖

接觸器的電磁線圈上的電壓達(dá)到額定電壓的85%時(shí)，總電源接觸器的電磁線圈可以吸動(dòng)銜鐵，使觸頭可靠閉合。當(dāng)電壓下降到額定電壓的35%～70%時(shí)，電磁線圈吸不住銜鐵而釋放，實(shí)現(xiàn)失壓保護(hù)。

接觸器J4和能自動(dòng)復(fù)位QA的按鈕組成電路，實(shí)現(xiàn)總電源的失壓保護(hù)。接觸器主觸頭J4接入起重機(jī)總動(dòng)力電源的主回路中，所有機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電源線全部從接觸器的下端頭引接，能自動(dòng)復(fù)位的按鈕串入總動(dòng)力電源的接觸器的啟動(dòng)回路中。圖1中則將這一功能使用在安全回路及總電源主回路中。

(2)帶失壓脫扣器的自動(dòng)斷路器作總動(dòng)力電源的失壓保護(hù)，如圖4所示。

圖4 帶失壓脫扣器的自動(dòng)斷路器的工作原理圖

圖4中，電源有電時(shí)，電磁線圈8有電，動(dòng)鐵心6克服彈簧7彈力而吸合。當(dāng)電源無(wú)電或當(dāng)電壓下降到額定電壓的35% ～70%時(shí)，電磁線圈吸不住銜鐵而釋放。動(dòng)鐵心6在彈簧7彈簧力的作用下，觸動(dòng)自動(dòng)短斷路器的脫扣機(jī)構(gòu)，使觸頭斷開，實(shí)現(xiàn)失壓保護(hù)。對(duì)于大型起重機(jī)，總動(dòng)力電源接觸器容量不夠時(shí)，不可能由一個(gè)電源接觸器接通電源接觸器總電源，可設(shè)帶失壓脫扣線圈的自動(dòng)斷路器切斷或接通總電源。

6 總結(jié)

失壓保護(hù)和急停保護(hù)是起重機(jī)上一種非常重要的安全保護(hù)，應(yīng)引起有關(guān)方面的足夠重視。不具備失壓保護(hù)功能則有可能引發(fā)事故，必須采取相應(yīng)措施杜絕其危害。

(1)制造和安裝企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，從設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，確保起重機(jī)具備失壓保護(hù)功能。

(2)使用單位需加強(qiáng)業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn)，嚴(yán)格規(guī)范對(duì)在用起重機(jī)械每月進(jìn)行常規(guī)檢查及每年度的全面檢查，使有關(guān)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除存在的事故隱患。

(3)設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)備安全技術(shù)檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，確保設(shè)備投入使用時(shí)的安全性。

(4)有關(guān)監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)檢查，杜絕不符合檢規(guī)要求的部件在市場(chǎng)上流通。齊抓共管一定能從根本上堵住漏洞，使在用設(shè)備的安全技術(shù)性能滿足規(guī)范要求，避免事故的發(fā)生。

［1］ 張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，1998.

［2］ 吳鐵莊，李春卉，張大鵬.起重運(yùn)輸機(jī)械電氣控制電路詳解［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［3］ 趙 國(guó).起重機(jī)械電氣安全技術(shù)檢驗(yàn)［M］.大連:大連理工大學(xué)出版社，2008.