起重機地控加遙控聯鎖轉換開關檢驗及缺陷改進

戴建芯 麥曉俊

廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院 佛山 52800

隨著遙控技術的發展，在線控手動開關加裝遙控裝置2種控制方式的起重機越來越普遍。特種設備安全技術規范TSG Q7015－2016《起重機械定期檢驗規則》和TSG Q7016－2016《起重機械安裝改造重大修理監督檢驗規則》中對2處或多處操作的起重機規定為應符合GB/T6067.1－2010《起重機械安全規程第 1 部分：總則》（以下簡稱GB/T6067.1）的第9.5條聯鎖保護的要求[1，2]。GB/T6067.1第9.5.3條要求多種控制方式間應具有聯鎖保護，只允許在一處操作起重機，防止多處同時能操作[3]。

然而，在對起重機的監督檢驗和定期檢驗中發現2種控制方式之間的聯鎖保護會失效，與安全技術規范和標準要求不符，存在人員誤操作的安全隱患。當2處操作人員存在視野盲區時，在一處操作員不知情的情況下，另一處操作員控制起重機運行，容易使起重機和所吊運重物意外移動，發生人員從高空墜落、起重機或重物撞擊、擠壓等事故。經現場咨詢和實物分析，聯鎖保護失效主要是由于安裝或維修人員對地控和遙控的啟動電氣回路認識不清造成。

為此，本文將對2個典型的聯鎖保護失效案例進行深入剖析，提出改進方法和檢驗建議，確保起重機電氣安全，為相關從業人員提供參考。

1 轉換開關缺少觸點造成控制聯鎖保護失效

起重機采用2對觸點轉換開關實現地控和遙控2種控制方式之間聯鎖時，轉換開關只有1對常開和1對常閉觸點，電氣原理圖如圖1所示。在圖1中，遙控器接收器電源和手動開關之間的聯鎖由旋轉開關ABS完成。其中K00為總電源接觸器，ABS為轉換開關，S10為手動開關急停按鈕，S11為手動開關停止按鈕，S12為手動開關啟動按鈕，0A為遙控器啟動按鈕。ABS由遙控轉為地控時，ABS（11、12）閉合，ABS（13、14）斷開。遙控器接收器1線端子與變壓器次級電源的2線端子不相通，遙控控制無效；手動開關電源的1線端子與變壓器次級電源的2線端子相通，手動開關控制有效，2種控制方式之間聯鎖有效。

圖1 2對觸點轉換開關電氣原理圖

當ABS由地控轉為遙控時，ABS（11、12）斷開，ABS（13、14）閉合。遙控器接收器1線端子與變壓器次級電源的2線端子相通，遙控控制有效。遙控器啟動后，0A觸點閉合，總接觸器K00線圈通電，輔助觸點K00閉合，變壓器次級電源的1線通過轉換開關常閉觸點ABS（13、14）、遙控器啟動按鈕0A、手動開關啟動自鎖回路與變壓器次級電源的2線相通，如圖2所示。此時，手動開關控制同時有效，起重機的地控和遙控可同時操作起重機運行，2處控制之間聯鎖失效。

圖2 2對觸點轉換開關聯鎖保護失效電氣示意圖

在該案例中，聯鎖失效的主要原因是設計和安裝人員只注重利用轉換開關切斷地控或遙控的控制電源，而未能注意到地控手動開關的啟動自鎖線路與遙控的啟動線路形成新的回路。因此，起重機利用轉換開關實現控制聯鎖時應至少有3對觸點，在保證切斷控制電源的同時也能切斷控制啟動線路之間形成新的回路。在檢驗聯鎖保護時，應檢查轉換開關的觸點數和進行功能性試驗。

2 轉換開關接線錯誤造成控制聯鎖保護失效

在前述案例的缺陷改進中，常會在轉換開關上增加1對觸點進行完善，而實際上轉換開關轉為遙控時，按住手動開關啟動按鈕后可同時操控起重機，且此時手動開關的急停和停止按鈕失效，與GB/T 6067.1要求的聯鎖保護不符。由電氣接線分析可知，這種失效是起重機地控和遙控聯鎖開關的1對常開觸點接線錯誤造成的。如圖3所示，遙控器接收器電源和手動開關之間的聯鎖由旋轉開關ABS完成。其中K00為總電源接觸器，ABS為轉換開關，S10為手動開關急停按鈕，S11為手動開關停止按鈕，S12為手動開關啟動按鈕，0A為遙控器啟動按鈕。ABS由地控轉為遙控時，ABS（1、3）、ABS（9、11）斷開，ABS（1、05）閉合。遙控器接收器1線端子與變壓器次級電源的2線端子相通，遙控控制有效；手動開關電源的1線端子與變壓器次級電源的2線端子不相通，手動開關控制無效。

圖3 轉換開關觸點接線錯誤電氣原理圖

當遙控器啟動后，0A觸點閉合，總接觸器K00線圈通電，輔助觸點K00閉合。此時如長按手動開關啟動按鈕S12，保持S12（2、11）閉合，即可同時使用手動開關操作起重機運行，地控和遙控之間不能形成有效的互鎖。如圖4所示，變壓器次級電源的01線通過轉換開關常閉觸點ABS（1、05）、遙控器啟動按鈕0A、手動開關啟動按鈕S12、總接觸器輔助觸點K00與變壓器次級電源的2線相通，手動開關控制同時有效。在此情況下，起重機的地控和遙控可同時操作起重機的同一機構，2處控制之間存在聯鎖失效的情況。

圖4 轉換開關觸點接線錯誤聯鎖開關失效電氣圖

在該案例中，聯鎖失效的主要是設計和安裝人員錯誤接線，未能切斷地控手動開關的啟動線路與遙控的啟動線路形成新的回路導致。在檢驗聯鎖保護時，應檢查轉換開關的接線情況和按住手動開關啟動按鍵進行功能性試驗。

3 缺陷改進方法

以上2種案例是檢驗中最常見和最典型的失效模式，通過上述分析，保證聯鎖保護有效的關鍵在于切斷地控啟動回路、啟動自鎖回路與遙控啟動回路的連接。在不增加轉換開關觸點的基礎上，本文就案例2提出了一種改進的方法，將1對常開觸點連接到手動開關啟動和自鎖線路之后、遙控啟動線路連接點以前的公共線上。如圖5所示，當ABS由地控轉為遙控時，ABS（1、3）、ABS（9、11）斷開，ABS（1、05）閉合。遙控器接收器1線端子與變壓器次級電源的2線端子相通，遙控控制有效；手動開關電源的1線端子與變壓器次級電源的2線端子不相通，手動開關控制無效。此時，長按手動開關啟動按鈕S12，保持S12（2、11）閉合，也不能同時使用手動開關操作起重機運行，地控和遙控之間形成了有效互鎖，2處控制間聯鎖保護有效。

圖5 轉換開關聯鎖開關改進電氣示意圖

4 結語

在多處操作起重機廣泛應用的同時，也帶來了諸多的問題。由于施工人員在電氣設計或安裝上的認識不足，造成控制間的聯鎖保護失效，存在一定的安全隱患。本文在分析2個典型案例的基礎上，提出了一種可行的改進方法，旨在讓施工人員厘清轉換開關的電氣邏輯關系，確保起重機電氣本質安全，也為檢驗人員的法定檢驗提供參考和借鑒。