門式和橋式起重機電氣保護系統(tǒng)的檢驗技術研究

劉小越

（廣州特種機電設備檢測研究院，廣東 廣州510180）

0 引言

門式起重機與橋式起重機是起重機械中數(shù)量最多、使用最廣泛的兩個類別，但同時也是出現(xiàn)安全事故最多的類別。截至2013年，我國在用起重機械已達200多萬臺，橋、門式起重機約占60%以上，2013年全年共發(fā)生起重機械安全事故61起，橋、門式起重機事故約占50%。在事故原因方面，電氣系統(tǒng)故障已成為僅次于操作管理不當?shù)牡诙笤颉氖鹿式y(tǒng)計來看，起重機械的電氣保護系統(tǒng)已成為事關起重機安全的重要因素，需要我們予以重視。

1 門式和橋式起重機簡介

門式和橋式起重機隸屬于橋架類型起重機，是一種取物裝置懸掛在能沿橋架運行的起重小車、葫蘆或臂架上的起重機。橋式起重機是指橫架于車間、倉庫等場地上空進行物料吊運的起重設備，一般由橋架、小車、起升機構、小車運行機構、橋架運行機構、司機室、導電裝置、軌道等部分組成。門式起重機與橋式起重機結構非常相似，可以看作是橋式起重機的一種變形，主要應用于露天作業(yè)場地，尤其是在港口碼頭應用廣泛，其結構與橋式起重機相比僅增加了支腿部分。

2 門式和橋式起重機的電氣保護系統(tǒng)

電氣保護系統(tǒng)是起重機械電氣控制系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，用來保護電氣設備和工作人員的安全。門式和橋式起重機的電氣保護系統(tǒng)結構基本一致，只是作業(yè)環(huán)境不同，因此可以視其具有相同的電氣保護系統(tǒng)。門式和橋式起重機的電氣保護系統(tǒng)包括電動機保護、電動機定子異常失電保護、線路保護、錯相和缺相保護、零位保護、失壓保護、正反向接觸器故障保護、超速保護、接地保護、絕緣電阻保護、起升高度限位保護以及行程限位保護。這些電氣保護裝置在電氣控制系統(tǒng)的控制下，最大程度地保證了起重機的正常運行和人身安全，防止了起重機各機構在操縱和運行時發(fā)生事故。電氣保護系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 電氣保護系統(tǒng)組成

3 電氣保護裝置的檢驗檢測

電動機保護，按照GB6067.1—2010《起重機械安全規(guī)程》第1部分的要求，電動機應具有瞬動或反時限動作的過電流保護（瞬時動作電流整定值應約為電動機大啟動電流的1.25倍）、在電動機內(nèi)設置熱傳感元件、熱過載保護這3種保護功能中至少一種。電動機定子異常失電保護主要針對起升機構的電動機，如果因調(diào)速裝置失靈或正反向接觸器故障等原因導致電動機失控，制動器會馬上閉合，電動機停止轉動。

在檢驗線路保護時，應確認電路是否設置了至少一級短路保護，并確保自動斷路器或熔斷器完好無損。所有線路都應具有短路或接地引起的過電流保護功能，在線路發(fā)生短路或接地時，瞬時保護裝置應能分斷線路。對于導線截面較小、外部線路較長的控制線路或輔助線路，當預計接地電流達不到瞬時脫扣電流值時，應增設熱脫扣功能，以保證導線不會因接地而引起絕緣燒損。

錯相和缺相保護的檢驗可以采用通電試驗的方法進行，首先應斷開供電電源的任意一根相線，或將任意兩根相線兩兩交換連接。然后通電并查看總電源接觸器是否能夠接通，如果不能接通則判定起重機有供電電源斷錯相保護并且有效。

零位保護適用于采用手柄控制的起重機，要求運行中若因故障或失壓停止運行，重新恢復供電時，機構不得自行動作，應人為將控制器置回零位，然后機構才能重新啟動。

失壓保護適用于所有控制方式的起重機，檢驗時可人為中斷起重機供電電源，檢查通電后不宜自動啟動的用電機構是否處于斷電狀態(tài)。失壓保護可以防止恢復供電后涉及安全的機構自動運行。

吊運熔融金屬的橋式起重機要求設置正反向接觸器故障保護，額定起重量大于20 t且吊運熔融金屬的橋式起重機要求設置超速保護。正反向接觸器故障保護可以避免出現(xiàn)電動機失電時制動器仍處于通電狀態(tài)的危險情況，這種情況如不控制會導致起重機失速從而發(fā)生故障。超速保護同樣可以防止起重機超速而失去控制，其在起重機速度達到額定速度的1.25～1.4倍時動作，保證起重機穩(wěn)定運行。檢驗超速保護時，首先應判斷是否符合檢驗條件，查看所檢驗的起重機是否額定起重量大于20 t且用于吊運熔融金屬，如果符合條件則應確認是否設置了超速保護裝置且完好有效。

接地保護是門式與橋式起重機電氣保護系統(tǒng)中直接保護操作人員的裝置，可防止操作人員或接觸起重機的人員發(fā)生觸電事故。接地保護的基本原理是限制用電設備對大地的漏電電流，將其控制在人身能承受的安全范圍之內(nèi)，在超過設定值時保護器自動切斷電源，避免繼續(xù)漏電。如果起重機的接地干線采用整體金屬結構，整體金屬結構應與供電電源保護接地線可靠連接。如果接地干線不采用整體金屬結構，電氣設備正常情況下不帶電的外露可導電部分應當直接與供電電源保護接地線連接。對于TN形式的接地系統(tǒng)，接地電阻應小于或等于10Ω；采用TT及IT接地系統(tǒng)時，接地電阻不應大于4Ω。

絕緣電阻保護是門式與橋式起重機電氣保護中的重要組成部分，對于不同電壓等級的用電設備，采用不同的檢驗方法。一般情況下用電設備的額定電壓不會大于500 V，因此以這種最常見的情況介紹絕緣電阻的測量方法。測量時首先斷開供電電源，將所要測量的起重機械上的開關、接觸器全部調(diào)整到閉合狀態(tài)，然后將供電電源接通，使用500 V兆歐表測量，其中L端接在起重機線路中，E端接在起重機金屬結構或接地極上，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后即可讀取絕緣電阻值。需要注意的是，測量時一定要將易擊穿的電器件短接，防止電器件被擊穿損壞。對于額定電壓不大于500 V的用電設備，在一般環(huán)境下絕緣電阻值不應低于0.8 MΩ，在潮濕環(huán)境下不應低于0.4 MΩ。

起升高度限位器是一種防止吊鉤沖頂甚至卷筒過卷揚的電氣保護裝置，一般有導繩器式和重錘式兩種類型。導繩器式采用導繩器帶動起升高度限位器推桿上的滑塊，當達到設置的高度時斷開起升動力電源。重錘式起升高度限位器是最早的一種高度限位保護裝置，重錘安裝于起重機小車或鋼絲繩上，當?shù)蹉^達到設定高度時觸發(fā)開關動作，切斷起升動力電源。

行程限位器一般采用LX系列的限位開關。這種限位開關包括行程開關和限位尺。行程開關安裝在大車端梁或小車車架上，限位尺固定在行程極限位置前面。當起重機運行時，接近行程極限限位尺與行程開關接觸，推動限位開關的轉動臂使行程開關觸頭斷開，從而切斷電路。

4 結語

電氣保護系統(tǒng)是門式與橋式起重機的重要組成部分，是保證起重機安全運行不可或缺的條件，需要我們在檢驗中進行細致認真的檢查，以降低起重機的故障率和事故率。

［1］GB6067.1—2010 起重機械安全規(guī)程［S］.

［2］徐盾，竇湘.橋式起重機和門式起重機在檢驗中的問題與對策［J］.科學之友，2011（22）.

［3］TSG Q7015—2008 起重機械定期檢驗規(guī)則［S］.