關(guān)于冶金起重機(jī)正反向接觸器故障保護(hù)功能的檢驗(yàn)分析

趙世軍

（山西省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西 太原 030012）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，冶金起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于鋼廠、鑄造廠、加工廠等企業(yè)。由于其吊運(yùn)物件為熔融金屬和熾熱金屬，一旦發(fā)生安全事故，將會(huì)造成嚴(yán)重后果，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。2007年4月18日，遼寧省鐵嶺市清河特殊鋼有限責(zé)任公司1臺(tái)80/20T通用橋式起重機(jī)在吊運(yùn)過程中發(fā)生鋼水包傾覆的特別重大事故，造成現(xiàn)場(chǎng)32名工人死亡，6人重傷的嚴(yán)重后果。造成該事故的主要原因就是起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于下降接觸器控制回路的一個(gè)聯(lián)鎖常閉觸點(diǎn)銹蝕斷開，上升、下降接觸器均失電，電動(dòng)機(jī)電源被切斷，失去電磁轉(zhuǎn)矩，而制動(dòng)器接觸器仍在閉合狀態(tài)，制動(dòng)器不抱閘。起升控制屏的線路存在制動(dòng)器接觸器線圈有自?；芈返闹卮笕毕荩?dāng)上升或下降接觸器接通后，制動(dòng)器接觸器閉合并自保，不再受二接觸器控制，制動(dòng)器仍維持打開狀態(tài)。當(dāng)主令控制器回零后，兩臺(tái)制動(dòng)器制動(dòng)輪磨損嚴(yán)重，制動(dòng)力矩嚴(yán)重不足，導(dǎo)致鋼水包在自重作用下，失控下墜，造成重大人員傷亡。

為此，國(guó)家質(zhì)檢總局下發(fā)了《關(guān)于冶金起重機(jī)械整治工作有關(guān)意見的通知》（質(zhì)檢辦特〔2007〕375號(hào)），要求起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)電氣系統(tǒng)應(yīng)具有正反向接觸器故障保護(hù)功能。同時(shí)，2008年8月國(guó)家質(zhì)總局頒布的 《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》（TGSQ7016-2008）、《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》（TGSQ7015-2008）、《起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——橋式起重機(jī)》（TSG Q0002-2008）及 《起重機(jī)械安全規(guī)程第1部分：總則》（GB6067.1-2010）中也對(duì)此作出了明確規(guī)定。

1 目的和要求

特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范要求：對(duì)于吊運(yùn)熔融金屬和熾熱金屬的冶金橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)（以電動(dòng)葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的除外），其電氣系統(tǒng)應(yīng)具有正反向接觸器故障保護(hù)功能，防止電動(dòng)機(jī)失電而制動(dòng)器仍然在通電，進(jìn)而導(dǎo)致失速發(fā)生。

正反向接觸器故障保護(hù)功能：即上升方向、下降方向接觸器和其它涉及起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源的接觸器（如單相制動(dòng)接觸器等）的故障保護(hù)功能。

在起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中，當(dāng)上升方向接觸器或下降方向接觸器、其它涉及起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源的接觸器回路斷開時(shí)（如回路觸點(diǎn)故障、接觸器線包斷路等），驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)失電，制動(dòng)器應(yīng)能可靠下閘，以防止電動(dòng)機(jī)失電而制動(dòng)器仍然在通電進(jìn)而導(dǎo)致失速發(fā)生，保證起重機(jī)安全運(yùn)行。然而，并不是所有吊運(yùn)熔融金屬和熾熱金屬的橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)都必須具有正反向接觸器故障保護(hù)功能，只有起升機(jī)構(gòu)電氣控制系統(tǒng)中同時(shí)具有方向接觸器（上升、下降，其它涉及起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源的接觸器）回路和制動(dòng)器接觸器回路的起重機(jī)，才應(yīng)該設(shè)置該項(xiàng)功能。否則，談不上正反向接觸器故障保護(hù)功能。因此，需要具體情況具體分析，以便作出正確判斷。

2 檢驗(yàn)

2.1 查閱電氣原理圖

檢查看起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖中是否同時(shí)具有方向接觸器回路和制動(dòng)器接觸器回路。如果有，則應(yīng)判斷正反向接觸器故障保護(hù)功能是否已按要求設(shè)置，即當(dāng)起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)失電時(shí)，起升制動(dòng)器應(yīng)能可靠下閘。如未達(dá)到要求，應(yīng)告知使用單位或施工單位進(jìn)行整改，令其重新設(shè)計(jì)、改進(jìn)電氣控制系統(tǒng)。

2.2 電氣原理分析

（1）一般情況下，對(duì)于一些由凸輪控制器控制的額定起重量較?。ㄐ∮?0t）的通用橋式起重機(jī)，因其起升電動(dòng)機(jī)及制動(dòng)器的動(dòng)力電源由凸輪控制器直接控制通斷，所以不存在正反向接觸器故障保護(hù)功能，如圖1所示（部分省略）。

圖1 通用橋式起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖

圖1中所示：起升電動(dòng)機(jī)M10及起升制動(dòng)器Y11、Y12的動(dòng)力電源由凸輪控制器S40直接控制，并無方向接觸器（上升、下降，以及其它涉及起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源的接觸器）回路和制動(dòng)器接觸器回路。能保證起升電動(dòng)機(jī)M10失電時(shí)，起升制動(dòng)器Y11、Y12的電源也同時(shí)切斷，制動(dòng)器立即下閘，不可能出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)失電而制動(dòng)器仍然通電進(jìn)而導(dǎo)致起升機(jī)構(gòu)失速的狀況。因此，不存在正反向接觸器故障保護(hù)功能的設(shè)置問題。

（2）以電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)用于吊運(yùn)熔融金屬和熾熱金屬的橋式起重機(jī)，其電氣控制系統(tǒng)中雖然有上升、下降方向接觸器回路，但是并無制動(dòng)器接觸器回路，所以也不存在正反向接觸器故障保護(hù)功能。如圖2所示。

圖2 電動(dòng)單梁起重機(jī)電氣原理圖

圖2中所示：起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力電源由上升、下降方向接觸器KM2，KM3控制。當(dāng)KM2或KM3失電時(shí)，電動(dòng)機(jī)M1失電。因?yàn)槠鹕龣C(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)M1為制動(dòng)電機(jī)，所以此時(shí)Ml即刻自行制動(dòng)，起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行?？梢?，電氣控制系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)本身可以保證電動(dòng)機(jī)失電，起升機(jī)構(gòu)可靠制動(dòng)。因此，該類起重機(jī)也不存在正反向接觸器故障保護(hù)功能的設(shè)置問題。

（3）通常情況下，額定起重量大于20t的通用橋式起重機(jī)、冶金橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)采用“主令控制器—接觸器”或其它方式間接控制，其電氣控制系統(tǒng)中一般同時(shí)具有方向接觸器（上升、下降，以及其它涉及起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源的接觸器）回路和制動(dòng)器接觸器回路。如圖3所示，以一臺(tái)通用橋式起重機(jī)的主起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖（部分省略）為例，分析正反向接觸器故障保護(hù)功能的原理。

圖3 通用橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖

1）上升1、2、3檔，上升接觸器Kll吸合，起升機(jī)構(gòu)作上升方向運(yùn)行。運(yùn)行過程中若上升接觸器K11回路故障斷開（回路觸點(diǎn)故障、K11線包斷路等），則起升電動(dòng)機(jī)M10失電。此時(shí)，中間繼電器K01及時(shí)間繼電器K03失電，制動(dòng)器接觸器K71回路中的K03觸點(diǎn)延時(shí)0.6s斷開，制動(dòng)器接觸器K71失電，起升制動(dòng)器立即下閘。

2）下降1檔，當(dāng)主令控制器S40由上升1檔經(jīng)零位至下降1檔或由下降2檔至下降1檔時(shí)，上升接觸器K11吸合，起升機(jī)構(gòu)作上升方向運(yùn)行或倒拉反接制動(dòng)。運(yùn)行過程中若上升接觸器K11回路故障斷開，則起升電動(dòng)機(jī)M10失電。此時(shí)，起升制動(dòng)器下閘情況分析同第1）條。

3）下降2檔，單相制動(dòng)接觸器K31吸合，起升機(jī)構(gòu)單相制動(dòng)。運(yùn)行過程中若單相制動(dòng)接觸器K31回路故障斷開（回路觸點(diǎn)故障、K31線包斷路等），則起升電動(dòng)機(jī)M10失電。此時(shí)，時(shí)間繼電器K03失電，制動(dòng)器接觸器K71回路中的K03觸點(diǎn)延時(shí)0.6s斷開，制動(dòng)器接觸器K71失電，起升制動(dòng)器立即下閘。

4）下降3檔，下降接觸器K21吸合，起升機(jī)構(gòu)作下降方向運(yùn)行。運(yùn)行過程中若下降接觸器K21回路故障斷開（回路觸點(diǎn)故障、K21線包斷路等），則起升電動(dòng)機(jī)M10失電。此時(shí)，時(shí)間繼電器K03失電，制動(dòng)器接觸器K71回路中的K03觸點(diǎn)延時(shí)0.6s斷開，制動(dòng)器接觸器K71失電，起升制動(dòng)器立即下閘。

2.3 實(shí)物檢查

在確認(rèn)電氣原理圖中具有正反向接觸器故障保護(hù)功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)物檢查。仍以圖3為例，在控制回路中分別設(shè)置SB1、SB2及SB3三個(gè)自動(dòng)復(fù)位型試驗(yàn)按鈕，并在空載運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行檢查。

（1）上升 1，2，3檔及下降1檔，起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中按下試驗(yàn)按鈕SB1，即人為使上升接觸器K11回路斷開。此時(shí)查看起升制動(dòng)器能否按設(shè)計(jì)要求可靠下閘。

（2）下降2檔，起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中按下試驗(yàn)按鈕SB3，即人為使單相制動(dòng)接觸器K31回路斷開。此時(shí)查看起升制動(dòng)器能否按設(shè)計(jì)要求可靠下閘。

（3）下降3檔，起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中按下試驗(yàn)按鈕SB2，即人為使單相制動(dòng)接觸器K21回路斷開。此時(shí)查看起升制動(dòng)器能否按設(shè)計(jì)要求可靠下閘。

3 結(jié)論

正反向接觸器故障保護(hù)是防止起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)失速的重要措施，它對(duì)起重機(jī)的安全運(yùn)行意義重大，因此要求檢驗(yàn)員在對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)之前，對(duì)所檢設(shè)備有一個(gè)正確的判斷。不同的設(shè)備品種應(yīng)采取對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)方法，這樣才能得出正確的檢驗(yàn)結(jié)論，保證檢驗(yàn)工作的科學(xué)性和有效性。本文對(duì)正反向接觸器故障保護(hù)功能檢驗(yàn)進(jìn)行了分析，希望能對(duì)冶金起重機(jī)的監(jiān)督和定期檢驗(yàn)工作起到一定的幫助和指導(dǎo)作用。

[1]王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)[M].北京：學(xué)苑出版社，2000，12：202-217.

[2]GB/T 3811-2008.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008，4，30：97.

[3]GB 6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].北京：中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010，9，26：12.