淺析起重機械意外漏電的檢驗與故障排除方法

陳軍勝

摘 要：起重機械屬于特種設備，廣泛應用于工廠企業，一旦出現意外漏電的故障，就會危及操作人員的人身安全。本文通過對典型案例的故障排查、成因分析，采取優化設計來消除了安全隱患。

關鍵詞：起重機械；意外帶電；接地保護；檢驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.041

起重機械屬于特種設備，廣泛應用于工廠企業、礦山、道路施工等領域。由于采用了電力驅動，一旦發生漏電故障就會對操作人員造成觸電傷害。在定期檢驗過程中，發現某臺起重機械意外帶電并有傷人的危險。該起重機械安裝在某工廠加工車間內，屬于一種電動單梁橋式起重機。其型號為：LH10t-20.5m，額定起重量：10t；吊具：吊勾；控制方式：地操控制方式（無司機室）。詢問設備的日常使用情況時，操作人員反映該起重機械時常有“電人”的情況發生，設備處于較為危險的工作狀態，應停止使用并全面檢查和排查故障。

1 重點排查操控用的手操器和起升重物的吊勾

由于該起重機械安裝在離地面7m的高空，大部分的機械裝置和電氣部件都無法與人接觸因而也不會電到人，只有操控用的手操器和起升重物的吊勾有接觸人員的可能，因此兩者是重點排查的對象。首先要檢查便攜式手操器，拆開外殼后用萬用表測量其內部元器件的工作電壓，實測值為：48V；低于安全電壓。根此我們認為手操器是安全的，可以排除其漏電的可能性。接下來就要檢查吊勾了：先合上總電源開關讓起重機械帶電，再用萬用表測量吊鉤與總電源箱零線之間的電壓，實測為230V，說明吊鉤意外帶電了，同時這也是該起重機械意外電人的直接原因。

2 對所有涉電的零部件進行檢查

起重機械的吊勾用于起吊貨物，正常條件下是不會帶電的，初步懷疑是電源的相線對地或者是導電體之間發生了短路，需要對所有涉電的零部件進行仔細的檢查。檢查發現起升電動機的接線盒內，有一個引線上絕緣層已經破損，用絕緣電阻測試儀測量該處有一相電源對地絕緣電阻為零，正是由于電動機外殼的漏電使吊鉤意外帶電。起重機械應設置有接地保護功能，能夠在發生漏電時起到短路作用從而防止電傷人。本次故障可以推斷為接地保護失效了，有必要對整個接地系統進行全面檢查。

3 不同系統有不同的保護原理

通常而言，起重機械的接地保護主要有TN、TT、IT等系統。我們需要檢查并判斷出該起重機的接地保護方式。首先是檢查外部的總供電變壓器，低壓側有四個接線柱，分別為一根中性線和三根相線，可以排除IT接地系統的可能，應該是TN或是TT接地系統。然后對起重機械的主電源箱進行檢查，發現有PE和N接線柱。PE接線柱連接為起重機械供電電纜中的一根；N接線柱上連接外部變壓器的中性線，據此可以判定接地系統應為。按起重機械的相關規范，TN系統重復接地的電阻應不大于10Ω[1]，但測量其值卻達到了50Ω，明顯超出了標準值，進一步進檢查發現接地線與中性線之間的電阻很大，說明保護地線并未做重復接地處理，實際的接地效果僅為TT系統。由于接地電阻過大，該接地系統無法起到漏電保護的作用，造成起重機械漏電故障的電氣原理如圖1所示。

如圖1所示，在主電路上，該起重機械設置了兩個自動斷路器，瞬時電流脫鉤器整定電流為200A，按照相關標準的要求：自動斷路器的短路電流不應小于斷路器脫扣器整定電流的1.3倍。則自動斷路器的設定動作電流。當發生接地故障時會形成短路，產生的短路電流 （現場測量；）。由于實際的短路電流遠小于動作設定值，所以自動斷路器不會動作，應有的短路保護也因此失效。

4 小結

結合上述的檢查和分析，我們認為本次意外帶電的外因是起重機械的帶電金屬結構（電動機）漏電所致。內因是應有的接地保護未能起到短路保護，而導致防護失效又有兩點：（1）易帶電金屬結構未與電源中性點連接；（2）短路電流遠小于自動斷路器的設定值。根據這種判斷，可以提出電氣保護線路的改進：（1）將起重機械易于帶點的金屬機構與TN系統電源中性點連接；（2）設置一個或多個重復接地點，使得接地電阻，經過改造后的接地保護原理圖如圖2所示：

如圖2所示，如果再次發生了漏電現象，同樣會產生短路，其電流（相零回路的電阻值很小，按來計算），由于，（），所以自動斷路器能動作并切斷主電源，短路保護能夠防止操作人員的意外觸電。此外，由于新設計采取了重復接地的方式，出現接地保護線斷開未能與電源中性點聯通的情況，會由TN自動變成TT系統，接地電阻也會小于10Ω，這時候就算出現了外殼漏電的故障，也能使漏電保護開關動作并保護了人員安全。

參考文獻：

[1]引自GB6067.1-2010 起重機械安全規程第1部分：總則的第8.8.8條要求[S].

[2]起重機械安裝改造重大修理監督檢驗規則[S].北京：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，2016.

[3]起重機械定期檢驗規則[S].北京：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，2016.