起重機械短接隱患與檢驗案例分析

摘 要：起重機械檢驗時常會發(fā)現(xiàn)有短接現(xiàn)象，而短接會影響起重機械的安全運行?，F(xiàn)通過對起重機械常見的短接行為進行分析，指出短接行為的危害所在，以起到一定的警示作用。另外，結(jié)合兩例較為特殊的短接檢驗案例進行分析，可為后續(xù)檢驗工作的開展提供參考。

關(guān)鍵詞：起重機械；短接；檢驗；案例

中圖分類號：TH21? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2023）16-0062-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.16.016

0? ? 引言

隨著社會生產(chǎn)需求的發(fā)展，起重機械的使用越來越貼近日常生產(chǎn)活動，起重機安全事故也屢屢發(fā)生。截至2022年年底，全國特種設(shè)備總量達1 955.25萬臺，其中有起重機械279.24萬臺（在冊）。2022年全國共發(fā)生特種設(shè)備事故和相關(guān)事故108起，死亡101人，與2021年相比，事故數(shù)量減少2起、降幅1.82%，死亡人數(shù)增加2人、增幅2.02%。萬臺特種設(shè)備死亡人數(shù)為0.07，全年未發(fā)生重特大事故，特種設(shè)備安全形勢總體平穩(wěn)。其中，起重機械事故25起，死亡23人，起重機械事故占總起數(shù)的23.15%，死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的22.77%[1]。

多起事故調(diào)查結(jié)果顯示，設(shè)備本體存在的不安全因素是起重機械事故發(fā)生的直接原因，而使用單位安全意識缺乏、操作不當(dāng)和維護保養(yǎng)不到位，是導(dǎo)致設(shè)備本體存在安全隱患的最主要因素。對起重機械安全保護裝置的短接在平常檢驗工作中時有發(fā)現(xiàn)，一般以短接起重量（起重力矩）限制器和短接錯斷相保護器居多。

1? ? 起重機械電氣回路短接現(xiàn)狀

電氣回路的短接現(xiàn)象一直以來都是保障特種設(shè)備安全運行的一大困擾，以起重機械為例，短接行為主要出現(xiàn)在安全保護裝置上，如起重量（起重力矩）限制器、錯斷相保護器、行程限位開關(guān)、急停開關(guān)、作業(yè)報警裝置等。

1.1? ? 起重量（起重力矩）限制器短接

起重量（起重力矩）限制器作為起重機械最主要的保護裝置之一，它的正常與否關(guān)系到起重機械吊裝作業(yè)的安全可靠性。歷年的起重機械事故案例中總能看到與短接起重量（起重力矩）限制器相關(guān)聯(lián)的事故，如橋式起重機的折梁事故、門式起重機的外懸壓塌事故、流動式起重機的起吊傾覆事故等。對起重量（起重力矩）限制器的短接主要原因是讓起重機械承接更大的起吊作業(yè)，一些流動式起重機甚至還在司機操縱平臺處設(shè)置起重力矩屏蔽開關(guān)。超負荷工作，必然會造成設(shè)備的結(jié)構(gòu)失衡而發(fā)生事故，起重量（起重力矩）限制器的短接是起重機械短接現(xiàn)狀中風(fēng)險最高的行為。

1.2? ? 錯斷相保護裝置短接

錯斷相保護裝置是起重機械電控部分的重要元器件，對錯斷相保護裝置的短接卻是在平常檢驗中發(fā)現(xiàn)最多的。短接的主要目的是減少因電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致的設(shè)備停止作業(yè)，次要原因是目前市面上大部分錯斷相保護裝置比較容易擊穿損壞。然而這些都是客觀原因，如果不是這些保護裝置的保護，損壞的可能就是設(shè)備本體，損失的也可能更多，甚至?xí)斐墒鹿省?/p>

1.3? ? 行程限位開關(guān)短接

起重機械作為在一定空間內(nèi)做往返循環(huán)作業(yè)的特種設(shè)備，其運動范圍必定需要各種限位開關(guān)作保障，行程限位開關(guān)的設(shè)置可以有效限制起重機械運行時起吊重物的擺動幅度，避免發(fā)生碰撞，也可有效地保護設(shè)備本體對端部止檔裝置或相鄰設(shè)備的碰撞損傷。行程限位開關(guān)的短接在平常檢驗中也時有發(fā)現(xiàn)，特別是在多臺或多小車同時參與抬吊作業(yè)的場合，其主要目的是想要有更大的作業(yè)活動范圍。

1.4? ? 其他部件短接

平常檢驗中也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很多其他短接案例，例如：為了減少誤觸發(fā)停止開關(guān)而短接急停開關(guān)，為了屏蔽作業(yè)報警裝置的蜂鳴提示音而短接屏蔽作業(yè)報警裝置，為了便捷登起重機作業(yè)而短接門聯(lián)鎖電氣開關(guān)等。然而，不管短接行為的目的是什么，它的存在都影響了起重機械的安全狀態(tài)，讓運行中的起重機械存在各種安全隱患。

2? ? 起重機短接案例分析

下面介紹兩起對起重機控制回路進行短接的檢驗案例，不同于對電氣部件的短接，在控制回路中設(shè)置短接線路，其目的主要是對起重機控制線路進行干涉，從而改變起重機相應(yīng)動作方向運動規(guī)律。

2.1? ? 案例1

（1）缺陷描述：在一臺雙速起升、下降的起重機定期檢驗中，試驗起升高度限位器是否有效時，先用快速上升控制吊鉤上升至臨近壓板式高度限位裝置。

步驟①：按下慢速上升按鈕，吊鉤慢速上升，吊鉤彈簧觸發(fā)壓板式高度限位裝置后，吊鉤停止向上運動，起升高度限位有效。

步驟②：按下快速上升按鈕，吊鉤快速上升，吊鉤彈簧觸發(fā)壓板式高度限位裝置后，吊鉤立刻轉(zhuǎn)為快速下降運動（此時快速上升按鈕未松開），起升高度限位失效。

現(xiàn)場檢驗排查起重電箱和電動葫蘆電箱內(nèi)各個電氣元件均正常工作，起升高度限位器各線端接線正常，控制線纜也無破損或拼接。于是將故障排查著重點轉(zhuǎn)移至控制手柄上，拉閘斷電后，揭開控制手柄后蓋板，發(fā)現(xiàn)控制手柄內(nèi)快速下降和慢速下降按鈕觸點有短接現(xiàn)象，如圖1所示。

（2）原因分析：找來該設(shè)備的技術(shù)檔案，找到葫蘆的電氣原理圖，對其短接原理進行分析?？刂坪袃?nèi)快速下降和慢速下降的短接，相當(dāng)于將電氣圖中雙速下降按鈕SB2的兩個觸點短接。試驗步驟①時，雙速上升按鈕SB1慢速觸點閉合，繼電器KM1得電，常開觸點KM1閉合，繼電器KM4得電慢速回路導(dǎo)通，起升電機慢速上升。當(dāng)?shù)蹙哂|發(fā)起升高度限位器時，常閉觸點SQ1斷開，繼電器KM1斷電，常開觸點KM1斷開，控制回路斷電，起升高度限位有效，如圖2所示。

試驗步驟②時，雙速上升按鈕SB1慢速與快速兩個觸點先后依次閉合。由于控制回路的自鎖，先導(dǎo)通的慢速上升回路中繼電器KM1得電，使得下降回路常閉觸點KM1斷開，快速上升回路中的繼電器KM3得電，慢速回路中常閉觸點KM3斷電，所以起升電機快速上升運動，如圖3所示。

當(dāng)?shù)蹙呖焖偕仙劣|發(fā)起升高度限位器時，常閉觸點SQ1動作斷開，繼電器KM1斷電，使得下降回路中常閉觸點KM1斷電恢復(fù)閉合，由于快速上升與快速下降控制共用一個觸點，控制盒內(nèi)快速下降與慢速下降按鈕又被人為短接，所以快速下降回路導(dǎo)通，吊具自動轉(zhuǎn)為快速下降運動，如圖4所示。

GB/T 3811—2008《起重機設(shè)計規(guī)范》提到“起升機構(gòu)均應(yīng)裝設(shè)起升高度限位器”。當(dāng)取物裝置上升到設(shè)計規(guī)定的上極限位置時，應(yīng)能自動切斷起升動力源。電動機做上升運動方向的電源切斷后，仍需保留做相反方向運動的電源[2]。TSG Q7015—2016《起重機械定期檢驗規(guī)則》提到“應(yīng)檢驗吊具起升（下降）到極限位置時，是否能夠自動切斷動力源”[3]。本案例中起重機在觸發(fā)上升限位時自動切換為下降運動，明顯不符合檢規(guī)要求，且存在安全隱患，在吊裝較高位置作業(yè)時，吊具容易在觸發(fā)起升高度限位器后轉(zhuǎn)為下降運動，產(chǎn)生誤動作，且違背操作指令，容易造成吊裝物體下壓事故。

（3）處理意見：經(jīng)現(xiàn)場詢問使用單位管理人員得知，使用單位電工將控制手柄內(nèi)快速下降觸點（快速上升共用觸點）與慢速下降觸點人為短接，目的是在觸發(fā)起升高度限位器時能夠自動轉(zhuǎn)為快速下降，防止吊具起升過高。看似多加了一重自動保護，實則違背了檢規(guī)要求，現(xiàn)場要求立即拆除短接線，重新進行起升高度限位器的動作試驗。

2.2? ? 案例2

（1）缺陷描述：在一次普通單速電動單梁起重機定期檢驗試驗大車運行限位功能時，按住起重機大車左運行控制盒按鈕，起重機往左運行臨近左端部止檔，觸發(fā)左大車限位開關(guān)。然而，起重機并未在左運行限位的位置停住，反而自動啟動大車向右運行，此時控制盒左運行按鈕并未松開，經(jīng)過以上試驗判定：該起重機大車行程限位功能失效。現(xiàn)場排查故障點時發(fā)現(xiàn)控制電箱中有兩個相對嶄新的延時繼電器。

（2）原因分析：現(xiàn)場找來該起重機技術(shù)檔案電氣原理圖，并對該起重機控制電箱內(nèi)較為異常的兩個延時繼電器接線端進行摸查，發(fā)現(xiàn)這兩個延時繼電器電源端分別接在起重機兩個大車運行方向的控制回路中，而兩個延時繼電器的延時閉合觸頭則共同接在起重機兩個大車運行接觸器的輸出端，整理該接線原理，如圖5所示。

進行大車行程限位功能試驗時，按住起重機控制盒大車左運行按鈕，S14開關(guān)閉合，起重機大車左運行回路導(dǎo)通。同時，延時繼電器KT1也得電，使得延時閉合觸頭KT在經(jīng)過設(shè)定的延時后閉合。此時延時閉合觸頭KT相當(dāng)于短接了兩個大車運行接觸器輸出端，而在大車左運行回路導(dǎo)通時，由于控制運行回路的互鎖原理，繼電器K14得電后右運行回路的K14常閉開關(guān)得電斷開，所以即使兩個大車運行接觸器輸出端被短接了，也無法導(dǎo)通起重機大車右運行回路，所以起重機大車正常往左運行，如圖6所示。

當(dāng)起重機運行至觸發(fā)左行程限位開關(guān)時，左行程限位開關(guān)1DXK被斷開，左運行回路斷開，使得繼電器K14斷電，右運行回路中常閉開關(guān)K14失電閉合。由于延時閉合觸頭KT相當(dāng)于短接了兩個大車運行接觸器輸出端，所以在未松開控制盒大車左運行按鈕的前提下，起重機控制回路自動導(dǎo)通了大車右運行回路，并且控制運行回路的互鎖原理也讓起重機大車左運行回路斷路，使得起重機大車往右運行，如圖7所示。

延伸此類控制回路的短接原理，在起重機控制盒運行按鈕觸頭粘死的情況下，起重機運行機構(gòu)會在整個行程范圍內(nèi)做往返循環(huán)運動，大車運行和小車運行機構(gòu)類同。

（3）處理意見：現(xiàn)場詢問使用單位管理人員得知，這個短接方式是使用單位提出，由維保單位電工設(shè)置，其意圖是讓起重機在運行至行程端部時自動切換反向運行，但具體有什么好的作用，無從知曉?，F(xiàn)場開具“檢驗意見通知書”，要求立即拆除該短接裝置。

3? ? 結(jié)束語

起重機械是由多個零部件和安全保護裝置組成的特種機電設(shè)備，基于現(xiàn)有的制造水平、可靠的安裝工藝和常規(guī)的檢驗檢測，其安全運行使用是可以保障的。使用單位必須建立健全起重機械的安全管理制度，嚴(yán)格把控操作規(guī)程的實施，做好維護保養(yǎng)和定期檢查，杜絕起重機械的違規(guī)操作，嚴(yán)禁對起重機械任何部位進行人為短接。

[參考文獻]

[1] 市場監(jiān)管總局.市場監(jiān)管總局關(guān)于2022年全國特種設(shè)備安全狀況的通告[J].中國特種設(shè)備安全，2023，39（3）：1-3.

[2] 起重機設(shè)計規(guī)范：GB/T 3811—2008[S].

[3] 起重機械定期檢驗規(guī)則：TSG Q7015—2016[S].

收稿日期：2023-04-14

作者簡介：徐位偉（1987—），男，廣東人，助理工程師，研究方向：特種設(shè)備檢驗檢測。