關于電梯浪涌抗擾度試驗的探討

聞科偉，李明陽

（廣東省特種設備檢測研究院，廣東 佛山528251）

隨著城鎮化的普及與樓宇自動化程度的提高，電梯的使用已成為大多數人的日常生活的一部分。由于設計與制造上缺陷，加之使用方法的不當或其他原因，使得電梯浪涌現象的偶爾發生。

浪涌現象是指瞬間出現超出穩定值的峰值電壓或峰值電流的現象。浪涌的起因主要包括電力系統的開關瞬態和雷電瞬態兩個方面。電力系統的開關瞬態又包括：電力系統的切換造成的騷擾、配電系統中較小的局部開關或負載變化引起的騷擾、開關電氣通斷引起的諧振現象、各種系統故障引起的騷擾。雷電瞬態又包含：直接雷擊和間接雷擊。如圖1所示，直接雷擊時直接作用于戶外電路，注入大電流，其流過接地電阻或外部電路阻抗而產生電壓；間接雷擊則為云層之間或云層之中的雷擊或擊于附件物體的雷擊產生的電磁場，它在建筑物內外導體上產生感應電流和感應電壓。

圖1 雷擊浪涌現象產生示意圖

電梯的浪涌現象如果沒有得到有效解決，有可能造成兩方面的危害：一是破壞性危害，當浪涌產生的一個電涌電壓超過電氣設備的承受電壓時，這個設備將會完全被破壞或壽命大大降低；另一個是積累性破壞，當多個小的電涌電壓多次作用電氣設備，所造成的積累效應可能是半導體器件的性能降低、電氣設備發生故障或壽命減短。

1 浪涌抗擾度試驗簡介

浪涌抗擾度試驗是屬于電磁兼容抗擾度試驗的一個重要試驗[1]，電梯的浪涌抗擾度試驗目的是建立一個共同的基準，以評價電梯及其相關設備在遭受浪涌（沖擊）時的性能。

根據GB/T 24808-2009《電磁兼容 電梯、自動扶梯和自動人行道產品系列標準抗擾度》要求，浪涌抗擾度試驗中樣品在以下條件下，滿足判據B的要求：相線與相線之間和相線與中線之間施加1 kV，相線或中線對地施加2 kV[2-3]。

性能準則B：在試驗后裝置或裝置組合應按設計的連續運行。即當裝置或裝置組合按照設計使用時，不允許任何性能降低或功能損失到低于制造商給定的性能指標。在某些情況下，性能可允許有一定的損失。在試驗過程間，允許性能降低，但是不允許改變實際運行狀態和存儲的數據。如果制造商未給定最低的性能指標或允許的性能損失，可根據產品描述、文件和使用者對裝置或裝置組合合理的期望來確定。

2 常見問題

根據對電梯浪涌抗擾度試驗的總結和研究[4]，歸納了電梯浪涌抗擾度主要有以下幾個方面問題：

（1）接地不良好

在電梯供電電源切換電的時候，輸入電源容易產生瞬電壓或電流升高，出現浪涌現象，電梯的接地系統完善則可以減小浪涌現象帶來的危害[5]。檢測時，發現電梯相關裝置保護接地存在接地不良好的情況。有很多設計接地點（控制柜、門機及門機控制系統、金屬屏蔽裝置等）都存在類似于噴涂了絕緣漆以后接線接地的接地不良情況。如圖2所示，電梯控制柜門接地點先噴涂了絕緣漆然后直接與地線相連，這種情況容易造成控制柜接地線接觸不良，造成低頻段峰值偏高甚至超出限定的準峰值。

（2）未設置防雷擊浪涌裝置

根據標準要求，結合按雷擊風險評估和防雷區劃分，對電梯電源系統防雷應采用多重保護，層層設防的原則對供電系統做多級電涌保護設計，達到多級分流、逐級降壓的目的[6]。在樓宇總配電室安裝電斑開關型，SPD（浪涌保護器），10/350us波形，放電電流不小于20 kA.在后級配電箱處安裝限壓型SPD，以抑制瞬間過電壓，將威脅值減到電梯設備的耐受能力以內。

由圖3可看出電梯控制柜主電源輸入端以及變頻器輸入端均無防雷擊浪涌沖擊的裝置和具有該功能的保護措施。這種情況在大電流沖擊或大磁場的情況下，很容易出現控制系統故障或燒壞電機的情況。

（3）其他常見問題

在雷電多發的地區，電梯出現浪涌現象導致燒壞電氣元件的情況很多。在電梯檢測時候發現的問題也比較突出，詳細如下：建筑防雷系統（包括電梯機房防雷系統）在雷電多發區域未經當地防雷所驗收；有些建筑小區，雖然電梯控制柜變頻器電源輸入端有壓敏電阻進行保護，但是由于該小區地處雷暴天氣高發區域，電梯主電源端未設置浪涌保護器作為防護，所以還是不能滿足GB/T 24808-2009標準附表中浪涌抗擾度試驗要求。

3 整改建議

（1）設計環節

這個是最重要的環節，有關浪涌防護問題需要在最初的設計環節進行的單獨設計。在總供電箱、分電箱以及電梯控制柜主電源輸入端或變頻器輸入端逐級按實際電能情況增加不同規格的浪涌保護器（簡稱SPD），經過不同規格SPD的逐級衰減，把浪涌電流能量逐步降低，以達到保護電梯電氣部件的目的。

在電梯機房內應設計接地干線，將機房內相關電梯部件的保護接地就近接至等電位接地干線上并可靠接地，以減少大電流涌入時所引起的電位差，保護電梯電氣部件。

不僅是設計時要考慮，建筑設計也要考慮相關措施。減小雷電浪涌現象帶來的危害需要對電梯機房進行相關屏蔽措施，不僅要有法拉第籠式的金屬屏蔽措施，還要增加其他的屏蔽措施，如采取金屬網格屏蔽等。

（2）制造及安裝環節

電梯控制柜內有添加浪涌保護器、濾波器、電抗器等措施以及部分重要部件有做金屬屏蔽處理時，浪涌保護器、濾波器、電抗器和金屬屏蔽均需要良好功能接地才能達到設計要求。

另外，需要合理布線，改良接地，使得電氣控制系統的電氣設備均可靠接地，并使得輸出線纜采用屏蔽線纜，以及控制柜安裝孔、工藝孔和接線端口屏蔽處理。

加裝常用的電磁干擾防護設備。比如，電抗器、RC濾波設備、磁環等等。

（3）其他建議

加強電梯所在建筑物的防雷系統性能檢測和整改工作，確保電梯在井道中等電位連接，實現均壓等電位。

4 結束語

高層電梯避雷裝置安裝竣工后，應通過第三方有資質的公司進行檢測，檢查所有接線是否正確安裝，不斷進行調試，另外對接地電阻進行第三方年檢測量，在雷雨季節加強維保檢查力度，確保能夠迅速響應、及時處理突發事件。

參考文獻：

[1]EN 12016-2004，Electromagnetic compatibility-Product family standard for lifts，escalators and moving walks immuni ty[S].2004.

[2]GB 7588-2003.電梯制造與安裝安全規范[S].北京：國家標準委員會，2003.

[3]GB16899-2011.自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范[S].北京：國家標準委員會，2011.

[4]GB/T 24808-2009.電磁兼容電梯、自動扶梯和自動人行道的產品系列標準抗擾度[S].北京：國家標準委員會，2009.

[5]李明陽，李桂平，代清友.電梯產品電磁兼容性研究[J].機電信息，2012（6）：45-47.

[6]胡海濤.廣州地區高層電梯防雷措施和接地檢測探討[J].智能建筑電氣技術，2009，3（6）：16-17.