起重機(jī)與電梯的漏電保護(hù)分析

張 驍，祝小梅

（四川省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，四川成都 610056）

0 引言

起重機(jī)是建筑工程必要的設(shè)備，由于施工現(xiàn)場水平的不斷提高，人們的安全意識也在不斷提高，所以施工現(xiàn)場安全事大幅減少，這最大限度地保證工作安全。電梯是常見的一種機(jī)電設(shè)備，公司、商場等電梯是必不可少的配置，在使用過程中要考慮電梯的安全性。必須考慮對機(jī)電設(shè)備的漏電保護(hù)的需求，通過對兩者都提供漏電保護(hù)，才能確保兩者安全高效的運(yùn)行。

1 電梯設(shè)備漏電分析

受多種因素影響，電梯會(huì)產(chǎn)生不同程度的漏電，這將影響設(shè)備正常使用，同時(shí)危險(xiǎn)到人身安全，這就需要注意合理用電，保正設(shè)備在強(qiáng)/弱電壓下正常工作。

1.1 電力載波頻率影響

接線引起的容抗的變化與載體頻率成反比。在高頻脈沖設(shè)計(jì)要求下，電流通常比較大，所以載頻的科學(xué)設(shè)計(jì)非常重要。如果有導(dǎo)致電流漏電的情況，要盡快恢復(fù)正常。經(jīng)過合理的指標(biāo)設(shè)置后，載波頻率會(huì)降低，使漏電電流與載波頻率一致。相關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)了解設(shè)計(jì)中的某些價(jià)值變化。在某些條件下，載波的頻率越高漏電的電流就會(huì)越大，反之亦然，電機(jī)的漏電情況越少[1]。

1.2 電容電流的影響

電源電容和電纜的長度有著密切關(guān)系，電容是導(dǎo)體之間的一種電子元件，在應(yīng)用中會(huì)消耗一定量的電能。在實(shí)際操作中，電容器與電源的功率應(yīng)一致，在正確設(shè)計(jì)電源之后能有效減少漏電現(xiàn)象。

1.3 開關(guān)裝置

在某種程度上，開關(guān)與變壓器和半導(dǎo)體是絕緣設(shè)備，其他電器設(shè)備漏電程度有所不同。如果發(fā)生電流漏電現(xiàn)象，隨著時(shí)間的增加它會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生短路和異常接地。

2 IT 系統(tǒng)、TT 系統(tǒng)、TN 系統(tǒng)分析

2.1 IT 系統(tǒng)不接地系統(tǒng)的合理分析

IT 系統(tǒng)的中性點(diǎn)位于不接地的系統(tǒng)中，當(dāng)電器和設(shè)備零件已放電，可以連接到接地設(shè)備的主體和金屬。使用相關(guān)設(shè)備，出現(xiàn)諸如絕緣層損壞或電氣設(shè)備損壞等問題。在發(fā)生短路的情況下，接地設(shè)備會(huì)把電流導(dǎo)入地面。人體與接地設(shè)備形成并聯(lián)支路，電流流經(jīng)并聯(lián)支路，使流經(jīng)人體的電流流量變小。所以使大部分電流，從接地設(shè)備電路中流出，保證人的安全。因此，當(dāng)使用起重機(jī)或電梯時(shí)，必須將IT 系統(tǒng)聯(lián)入相關(guān)設(shè)備，即使設(shè)備出現(xiàn)漏電問題也不會(huì)影響人身安全，可以有交防止觸電事故。從實(shí)際應(yīng)用角度來看，該系統(tǒng)防止電擊事故、防止漏電的情況非常少見，所以這種方法在實(shí)際應(yīng)用中較少[2]。

2.2 TT 系統(tǒng)接地保護(hù)的全面分析

TT 系統(tǒng)的工作原理是，設(shè)備運(yùn)行過程中的金屬零件以及與接地設(shè)備無關(guān)的零件，只要在通電工作時(shí)都必須連接。當(dāng)絕緣部件損壞形成漏電故障時(shí)，它能有效控制設(shè)備表面上的電壓，確保設(shè)備處于安全的狀態(tài)。如果中性點(diǎn)的電阻為4.0 Ω，使用相應(yīng)的算法讓接地設(shè)備主體的電阻要應(yīng)小于1.180 Ω。但實(shí)際上保持較小的電阻值是非常困難的一件事情，如果要限制電壓，由漏電引起的電流能量不會(huì)對斷路器產(chǎn)生影響，此時(shí)斷路器將無法做出回應(yīng)。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)斷路器的情況來斷定電路是否漏電或短路，這種情況很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn)、會(huì)帶來一定的安全隱患。當(dāng)出現(xiàn)電壓不平衡的現(xiàn)象時(shí)，中性線將電壓顯示為接地，如果有人觸摸設(shè)備就可能引起觸電危險(xiǎn)，可見TT 系統(tǒng)在實(shí)際使用中有一定不足。而且依靠設(shè)備很難保證計(jì)算機(jī)的安全，也不能保證人們不受漏電的影響，只有與相關(guān)的漏電控制開關(guān)設(shè)備配合才能滿足漏電保護(hù)的要求。目前常見的設(shè)備，民用的主要有漏電保護(hù)設(shè)備、電梯或普通電氣設(shè)備，工業(yè)專用的保護(hù)設(shè)備主要采用三相漏電保護(hù)裝置，可以更好地適應(yīng)生產(chǎn)的要求。如果接線數(shù)包括3 根電線，那么根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)安裝4 根電線。工作人員還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況安裝合理的漏電保護(hù)裝置，共同作用真正起到保護(hù)作用。

在實(shí)際操作中，TT 系統(tǒng)和漏電保護(hù)裝置要相互配合，一旦絕緣材料損壞會(huì)引起漏電問題，設(shè)備漏電同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流。因此使用漏電保護(hù)設(shè)備，它迅速做出反應(yīng)切斷電源，防止電流通過，對人和設(shè)備都起到保護(hù)作用。需要注意的是，特定的設(shè)備安全級別以及系統(tǒng)和漏電保護(hù)裝置的限制。漏電保護(hù)裝置的開關(guān)工作電流加倍，可以獲得的結(jié)果應(yīng)小于50.0 V，以提供最大的安全性、確保設(shè)備的正常工作。另外，調(diào)節(jié)和調(diào)整流經(jīng)接地設(shè)備的電流，可以降低電阻的標(biāo)準(zhǔn)和要求。接地設(shè)備電阻是在將電氣設(shè)備接地的電路中形成的，由于自然條件、土壤特性的不同，電氣設(shè)備的實(shí)際安裝和接地受到多種不利因素的影響，因此很難根據(jù)接地系統(tǒng)的要求進(jìn)行特定的設(shè)計(jì)。如果工作穩(wěn)定，則應(yīng)安裝漏電保護(hù)裝置，同時(shí)需要設(shè)置和控制電流，注意規(guī)定值不能小于35.0 mA（圖1）。

圖1 漏電保護(hù)裝置

2.3 TN 系統(tǒng)接零保護(hù)的有效分析

對于TN 系統(tǒng)，在正常條件下連接無負(fù)載的金屬零件，連接線使用中性線或電纜以確保安全穩(wěn)定的連接。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，中性線功能可用于使電氣設(shè)備的絕緣材料損壞，而使單相零件短路。這種短現(xiàn)象可以有效產(chǎn)生電流，電路連接到RC 的漏電保護(hù)設(shè)備可以快速作出響應(yīng)，更可靠地保護(hù)設(shè)備。需要注意的是，為進(jìn)行有效的檢查，必須計(jì)算系統(tǒng)的保護(hù)和整體運(yùn)行情況，并將其與中性線的電阻進(jìn)行比較。在安裝防漏電設(shè)備時(shí)，要分析TN 系統(tǒng)是否可以與專用的防漏電設(shè)備集成在一起，成為全面的防漏電措施。從保護(hù)設(shè)備性能方面分析，它能有實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)并保護(hù)流過它的電流，理論上可以組合使用TN 系統(tǒng)和保護(hù)設(shè)備。不過，這種方法的成本較高，在操作接線方式時(shí)很容易出錯(cuò)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，如果出現(xiàn)接線問題將會(huì)帶來安全隱患。

TN 系統(tǒng)的保護(hù)對于中性線，對每個(gè)距離調(diào)整接地設(shè)備，使整體穩(wěn)定和可行。不過它只能平衡電位，如果中性線的某個(gè)部分被損壞，那么處于斷開位置的電氣設(shè)備則會(huì)漏電，這時(shí)候線路上的所有設(shè)備都會(huì)受到?jīng)_擊，外殼也將處于活動(dòng)狀態(tài)，用于零連接的中性線將失去其漏電保護(hù)功能，甚至?xí)鸶鼑?yán)重的問題，所以必須注意線路的完整性。當(dāng)出現(xiàn)諸如使用中性線損壞的問題時(shí)，起重機(jī)的漏電保護(hù)主要使用TT 接地保護(hù)系統(tǒng)。如果配電柜的主電源開關(guān)使用漏電開關(guān)，那么起重機(jī)的開關(guān)不需要安裝漏電開關(guān)。另外，如果三相四線漏電開關(guān)的輸入線沒有連接到中性線，那么用測試按鈕來測試漏電保護(hù)功能是否有效就特別困難，但是這時(shí)候漏電保護(hù)能發(fā)揮一定的作用。起重機(jī)工作技術(shù)人員很少使用TN 系統(tǒng)，因?yàn)槠浣饘俳Y(jié)構(gòu)自然接地，就像軌道和車間一樣，這時(shí)很難計(jì)算阻抗。如果短路電流不能滿足保護(hù)裝置的啟動(dòng)要求，將重復(fù)接地與現(xiàn)場條件結(jié)合起來，所以很難將其應(yīng)用到實(shí)際工作中。

在電梯設(shè)備中，TN 系統(tǒng)用作TN-S 系統(tǒng)，中性線N 和保護(hù)線PE 不能一起使用，因此才會(huì)單獨(dú)進(jìn)行處理，以確保機(jī)房機(jī)柜的PE 線和N 線是分開的，同時(shí)提高保護(hù)的可靠性。在檢查是否有可能使PEN 線斷裂的電氣設(shè)備連接到機(jī)房外部的PEN 線，必要時(shí)可以進(jìn)行重復(fù)接地工作。實(shí)際上，電梯設(shè)備中漏電保護(hù)裝置的選擇為有效開展各種任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 漏電保護(hù)系統(tǒng)的注意事項(xiàng)

3.1 定期檢查和維護(hù)

無論是在家庭還是其他環(huán)境，電梯設(shè)備都需要合理的維護(hù)，相關(guān)管理人員必須不斷發(fā)展提高其技能，執(zhí)行各種任務(wù)，定期測試各種漏電系統(tǒng)設(shè)備。系統(tǒng)中的設(shè)備具有嚴(yán)格的質(zhì)量要求，在一定時(shí)間內(nèi)可以正常使用，應(yīng)根據(jù)位置確定需要檢查的頻率。在檢查漏電中，要及時(shí)迅速斷開電源，避免現(xiàn)場人員發(fā)生事故。在實(shí)際操作中，注意啟動(dòng)時(shí)間和次數(shù)，以免損壞內(nèi)部組件。實(shí)驗(yàn)階段，檢查員可以傳送功率，如果條件合適，則在測試過程中找出故障。不能嘗試多次傳輸功率。在漏電保護(hù)過程中，有可能是系統(tǒng)本身存在問題，不能強(qiáng)制通電。要對具體情況進(jìn)行分析，漏電保護(hù)系統(tǒng)必須拆除。此外，系統(tǒng)要考慮安全用電，以更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行，加強(qiáng)對安全信息測量，在實(shí)踐中不斷提高用電知識。

3.2 發(fā)揮保護(hù)系統(tǒng)

起重機(jī)的漏電保護(hù)過程非常重要。TN 系統(tǒng)沒有用于提升保護(hù)。起重機(jī)本身是金屬結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生短路則涉及的風(fēng)險(xiǎn)很高。要考慮到起重機(jī)的特殊用途，對于線路老化的起重機(jī)用戶應(yīng)進(jìn)行定期檢查。電梯一般采用漏電保護(hù)系統(tǒng)為TN 系統(tǒng)，高次波會(huì)影響逆變器導(dǎo)致電流漏電，同時(shí)對電梯也造成一定的損壞。TT和TN 系統(tǒng)可能接觸其他現(xiàn)象，發(fā)生漏電事故后設(shè)備將自動(dòng)切斷電力供應(yīng)。

4 結(jié)束語

起重機(jī)和電梯的泄漏保護(hù)是一個(gè)重要的過程，它受多個(gè)因素的影響，由于在使用階段存在許多隱患，所以對人員和財(cái)產(chǎn)安全存在許多隱患。本文分別分析了TN 系統(tǒng)、TT 系統(tǒng)和IT 系統(tǒng)，并在電路保護(hù)中找到漏電的原因，采取保護(hù)保護(hù)措施，如通過定期檢查維持設(shè)備的漏電保護(hù)等，以充分發(fā)揮保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)勢。