惠永川
(天津市特種設備監督檢驗技術研究院 天津)
2014年1月1日實行的《特種設備安全法》,將起重機械明確歸為特種設備,特種設備檢驗部門應依法對其進行定期和監督檢驗。近十年來,起重機行業快速發展,但也存在很多問題,如起重機制造、安裝、維保企業的良莠不齊,引發多起事故,其中很大一部分是供電和電氣系統故障造成的觸電事故。因此起重機械檢驗中,對供電系統的檢驗至關重要。加之工業企業的廠房建設時期不同,供電系統形式各異,無形中增加了供電系統檢驗難度。
根據國際電工委員會(IEC)的定義與規定,目前我國常用的低壓供電系統主要有TN、TT和IT系統,其中TN系統又分為TN-C、TN-S和TN-C-S系統。目前我國實行的標準中,對于起重設備供電系統形式的選擇,并沒有強制性要求,上述幾種供電系統均可使用。因此在現場檢驗過程中如何分辨各種供電系統,并選擇相應檢驗方法,對于起重機械檢驗工作非常重要。
GB 6067.1-2010《起重機械安全 第一部分:總則》第8.8.1條規定,交流供電起重機電源應采用三相(3Φ+PE)供電方式。GB/T 3811-2008《起重機設計規范》第7.4.10條規定,起重機本體金屬結構應與供電線路的地線可靠連接。起重機的車輪、滾輪和鉸鏈,均不能替代必須的導電連接。應另設專門接地線,將起重機各部分結構件上的接地點連接起來。根據這些規定,一些老舊廠房之前普遍采用的三相供電,通過大車車輪與軌道進行接地連接的方式已不允許使用。保護線(PE)必須與三相供電線路一起,直接連接到起重機械設備上,因此三相三線制的供電系統,均不符合國家要求。
(1)TN系統。TSG Q7015—2008《起重機械定期檢驗規則》規定,采用TN接地系統時,零線重復接地電阻<10 Ω。根據檢規要求,TN-C、TN-S和 TN-C-S系統,保護接地線PE或PEN在接入起重機處均應進行重復接地。現場檢驗時,應找到該重復接地體,并在斷開保護零線后測量該接地體接地電阻。若無重復接地體或接地體接地電阻>10 Ω,則不符合要求。
GB 6067.1-2010《起重機安全規程 第一部分:總則》中規定嚴禁用接地線作載流零線使用。因此,對于TN-C系統,應檢查起重設備是否有單相用電設備,若有,必須通過設置安全隔離變壓器得到單相回路,嚴禁使用PEN線作單相回路使用。對于TN-S和TN-C-S系統,N線與PE線應能夠明顯區分,起重機上的單相用電設備應使用N線構成回路,嚴禁使用PE線作載流回路使用。
(2)TT系統。TSG Q7015—2008《起重機械定期檢驗規則》要求,采用TT接地系統時,起重機電氣設備的、外露可導電部分(電源保護接地線)的接地電阻≤4 Ω,或起重機械金屬結構的接地電阻與漏電保護器動作電流的乘積≤50 V。現場檢驗時,應注意檢查起重機械上所有電氣設備和金屬結構均與PE線有可靠連接,金屬結構連接有非焊接處,應采用跨接線處理。TT系統要求N線與PE線之間始終不能有電氣連接,可采用先關閉所有用電設備電源,然后使用萬用表測量N線與PE線之間電阻的方法進行判斷。由于N線與PE線分開接地,兩者之間電阻應該較大,若實測阻值很小,則說明N線與PE線有電氣連接,不符合要求。在PE線接地處,測量接地體接地電阻應<4 Ω,若接地電阻無法達到4 Ω以下,應校驗漏電保護器動作電流,與接地電阻的乘積應<50 V。
(3)IT系統。由于沒有中性線N,現場檢驗時應特別注意起重機械是否有單相用電設備,若有,則必須設置安全隔離變壓器。在PE線接地處,測量接地體接地電阻應<4 Ω,否則,即可判定不符合標準。由于電源中性點未接地(或經阻抗接地),單相漏電不構成回路,漏電電流很小。因此無需驗證接地電阻與漏電保護器動作電流的乘積值。
觸電是起重機械常見事故類型,主要原因是起重機械安裝、維保企業良莠不齊,供電系統設置不符合要求,使用單位管理人員專業知識不足和私自改裝等。特種設備檢驗單位在實際檢驗過程中,可能面對老舊廠房供電系統形式不明,線路混亂等復雜情況,這就要求檢驗人員細心梳理線路走向,查看線路連接情況,確定接地形式,制定相應的檢驗方法,判定受檢設備是否符合國家標準要求。