電梯供電系統(tǒng)若干問題的探討

王文凱

（河南省特種設(shè)備安全檢測檢驗研究院安陽分院，河南安陽455000）

?

電梯供電系統(tǒng)若干問題的探討

王文凱

（河南省特種設(shè)備安全檢測檢驗研究院安陽分院，河南安陽455000）

摘要：城市的高樓大廈離不開電梯，而電梯運行的平穩(wěn)安全離不開一個良好的供電系統(tǒng)。文章探討了電梯設(shè)備的用電負荷，對電梯的供電系統(tǒng)進行了分析，提出了安全防護的一些注意事項，最后給出了電梯供電系統(tǒng)的檢驗方法及故障檢修，呈現(xiàn)出了一個完整的電梯電力供電系統(tǒng)鏈條。

關(guān)鍵詞：電梯；供電系統(tǒng)；安全

當(dāng)前，城市化建設(shè)如火如荼，越來越多的高樓大廈拔地而起，建筑安全問題日益凸顯。電梯作為高樓大廈中重要的組成部分，如果電梯供電出現(xiàn)問題，將會給人民群眾的生產(chǎn)生活帶來嚴重的影響，所以認真研究電梯供電系統(tǒng)非常必要。只有對電梯供電系統(tǒng)的檢驗方法有深入的了解，才能夠防患于未然，在最快的時間內(nèi)對電梯電力供電系統(tǒng)進行維修，保障電梯的便捷性、舒適性和安全性，為人民群眾提供一個良好的出入環(huán)境。

1 電梯設(shè)備的用電負荷

電梯是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，集機械、電氣、控制為一體。它是一種垂直的運輸設(shè)備，由鋼絲繩將一個轎廂和一個對重連接起來，經(jīng)電動機驅(qū)動的曳引輪帶動，沿垂直的剛性導(dǎo)軌或傾斜角小于15°的導(dǎo)軌上下運動。目前，無論是城市寫字樓還是城市居民樓，電梯都成為了不可缺失的設(shè)備。而一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會直接影響到電梯的舒適度和安全性。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定，高層民用建筑的高度范圍為24 m～100m，一類高層民居包括高級住宅和19層及19層以上的普通住宅，二類高層民居包括建筑10層至18層的普通住宅［1］。按照規(guī)定，一類高層民居要按照一級負荷要求供電，二類高層建筑要按照二級負荷要求供電。二類高層民居一般都有兩臺電梯，一類高層民居一般都有兩臺或多臺電梯［2］。電梯越多用電負荷越大、系數(shù)越大。根據(jù)規(guī)定，電梯需要系數(shù)可取“0.18-0.22”，“6臺電梯同時使用系數(shù)為0.72”［3］。一類高層民居和二類高層民居的用電負荷、使用系數(shù)完全不同，而且由于居住人數(shù)和上下班時差，電梯的使用系數(shù)和需求系數(shù)也大不相同，這都有很大的時間性與時差性，因此要按照電梯的實際情況的使用系數(shù)同時率計算其用電負荷。

一臺額定載重量為1000kg的電梯，需要的功率大約為10kW。通常情況下，一類高層民居內(nèi)至少有兩臺變壓器，低壓層的兩段母線都是各自運行，只有當(dāng)其中的一臺出現(xiàn)故障時，另一臺才暫時承擔(dān)供電任務(wù)，如果過了負荷值，則應(yīng)該停掉次要負荷，保障主要的負荷正常供電。一些大樓備有應(yīng)急柴油發(fā)電機的接線，柴油機所發(fā)出的低壓電，通常由其中某一變壓器供電到大樓較重要的用電負荷的低壓母段上去，除了可以作為電梯用電的第二電源外，還可以擔(dān)任公共場所的用電［4］。對于二類高層建筑，由于用電量不大，有的只有一臺變壓器系統(tǒng)，在這種情況下，如果附近有400V的備用電源時，可采用10kV電源作為主電源，400V電源作為備用電源，在應(yīng)急時開啟，保證居民照明安全。

2 電梯供電系統(tǒng)分析

2.1 電梯供電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)

電梯設(shè)置地接主要目的有三個，一是保護人員安全，防止漏電；二是為了防止外界的干擾；三是電子設(shè)備的工作要求。接地系統(tǒng)分為三種：IT、TT、TN，TN系統(tǒng)又分為TN-S、TN-C-S、TN-C。TN-S系統(tǒng)是三相五線制，是由三根相線，一根中性線和一根保護線組成。TN-C是三相四線制，是由三根相線和一根由中性線（N線）與保護線（PE線）合成的線組成，安全系數(shù)要低于TN-S系統(tǒng)，一般被要求不高的場所與設(shè)備使用。TN-C-S系統(tǒng)是TN-C與TN-S的混合系統(tǒng)，常在施工當(dāng)中使用。電梯的供電系統(tǒng)應(yīng)該采用TN-S系統(tǒng)，如果條件有限，可以考慮采用TN-C-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)為低壓配電系統(tǒng)接地形式，兩線在進入配電箱起應(yīng)始終分開，電梯內(nèi)的其他電器設(shè)備要與保護線連接，保護電梯內(nèi)部安全［5］。如果用TN-C-S系統(tǒng)，要在系統(tǒng)進入機房后在總開關(guān)箱處將中性線（N線）和保護線（PE線）再次分開。中性線（N線）供電梯的單相用電設(shè)備用，保護線（PE線）連接所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分。

2.2 電梯機房配電箱接線方式

為了操作的機動性和安全性，建筑物機房中的每一臺電梯都應(yīng)該有各自的主開關(guān)，避免其中一臺電梯關(guān)閉時出現(xiàn)全部電梯都不能用的情況。對主開關(guān)的選擇要有嚴格的標準，開關(guān)的整定容量要大于所有電路的總?cè)萘?，能夠切斷電梯在正常運行時的最大電流，使電梯能夠迅速得到命令。主開關(guān)的外部應(yīng)當(dāng)具備穩(wěn)定性、明顯性和易操作性，能夠清晰地分辨斷開和閉合，能夠及時方便地操作，一般要安裝在機房的入口。電源插座、照明開關(guān)和電梯報警裝置的供電電路要和主開關(guān)分開，主開關(guān)不得切斷它們的供電電路。一般情況下，電梯電源都采用了雙電源供電，除了我們常用的電網(wǎng)用電，還有發(fā)電機的發(fā)電，所以開關(guān)要能夠進行自動切換。另外，為了避免一個機房中若干個電梯的混淆，各臺電梯的主開關(guān)必須有明顯易識別的與曳引機相對應(yīng)的標記，以免因為操作錯誤造成嚴重的后果。

2.3 電梯電源的電路

電梯由電動機帶動，電動機的調(diào)速拖動系統(tǒng)是電梯的核心部分。目前，市場上運用最廣泛的是交流變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)電梯。它是通過改變曳引機供電電源的頻率而調(diào)節(jié)電動機的同步轉(zhuǎn)速。在調(diào)節(jié)電動機速度的過程中，當(dāng)變頻器內(nèi)部的壓頻比保持正常時，電動機的轉(zhuǎn)矩也就保持正常，電梯的運行才能穩(wěn)定。這種電梯不但高效、節(jié)能，而且體量小、舒適感強，又方便維修，所以深得住戶們的喜愛。電路運行的過程是這樣的：先把三相電源從配電箱引來，讓它經(jīng)過電源主開關(guān)和濾波器，然后再由一個主接觸器經(jīng)過，繼而進入變頻器，再經(jīng)過運行接觸器進入到電梯的電動機，最后電梯就可以運行了。

3 電梯供電系統(tǒng)的安全防護注意事項

電梯給人們的生產(chǎn)生活帶來了便利，同樣也帶來了不小的安全隱患，所以必須保證電梯供電線路的安全。首先要保障電源的容量，無論是主電源還是備用電源，都應(yīng)滿足電梯在最大負載下正常工作。其次是線路使用的電纜、導(dǎo)線規(guī)格型號要符合設(shè)計要求，穿金屬管預(yù)埋，明敷時在金屬管上涂上防火涂料，通過防火分區(qū)時，要在暗處裝置消防設(shè)備控制箱。然后是在電梯機房的最末一級配電箱的使用，兩路電源時要能夠自動切換；兩路電源相序排列要一致；工作狀態(tài)要在控制室中通過信號顯現(xiàn)；主、備電源應(yīng)按先斷后合的方式進行切換；主、備電源切換要具有互鎖功能，確保只有一路電源投送。最后是要定期對備用發(fā)電機進行檢查。檢查的對象主要有燃油、冷卻液、蓄電池電壓等；儀表盤、控制屏控制儀表等；排氣管道、燃油管路接頭、蓄電池接頭等；油箱液位顯示、柴油的標號及防止燃油流散的設(shè)施等。

4 電梯供電系統(tǒng)的檢驗及故障檢修

4.1 供電系統(tǒng)的檢驗方法

在對電梯供電系統(tǒng)檢驗之前，要先了解供電部門所供電力的性質(zhì)，如果只是臨時電，便不能進行電梯供電設(shè)備的檢驗，因為臨時電的電壓及電流相對不穩(wěn)，很容易出現(xiàn)問題，所以不能用于電梯供電系統(tǒng)供電檢測。如果是正式供電，符合檢測要求，便可進行接下來的檢測。要先進行地線的檢測，查看是否有短路的情況，查看究竟是接線線路有誤，還是連接不準確［6］。如果不存在問題，接下來就要進行單相用電的設(shè)備檢驗，如果其電壓符合規(guī)定就證明地接良好。供電檢查時應(yīng)切斷系統(tǒng)主電源，再將中性線（N線）和保護線（PE線）斷開，用萬用表驗測它們之間的連通性。

4.2 電氣開關(guān)的檢驗方法

在電氣開關(guān)檢驗時，主要檢測設(shè)備的完備性與可靠性。我們乘坐的電梯是上下垂直運行，人的身體雖然能在其中平穩(wěn)站立，但仍能夠感受到電梯的移動，有時還會出現(xiàn)震顫的情況，讓人感覺不安全。在到達所在樓層時，電梯門開啟時有時會出現(xiàn)碰鐵現(xiàn)象，同樣使人產(chǎn)生一種不安全的感覺。所以除了檢查開關(guān)的通斷性，還要保障開關(guān)的正常使用，保障電梯的舒適度，也為今后的維修提供便利。

4.3 短路故障檢驗方法

電梯的短路分為兩種，第一種是電源與電源間的短路，這類短路發(fā)生后會有一定的短路電流，會造成元件的燒毀。對于這類短路，分析過電路的設(shè)置方法和工作原理便可找出原因，然后解決。第二種是電路的局部短路。這種情況是開關(guān)的接觸不良造成，并不會造成大的危害，元件不會被燒毀，但是會影響到正常的使用。對于這類短路，一時很難找出故障所在，必須分步不斷地進行分析排查，然后找出故障，解決故障。

4.4 斷路故障檢查方法

斷路時整個電路斷開，需要用萬用表或斷路排查法來檢查。斷路一般是因為閉合開關(guān)接觸不良，或者某些電氣元件的損壞。在利用萬用表進行檢測時，應(yīng)調(diào)節(jié)萬用表的電阻檔和電壓檔檢測元件之間的電阻和電壓，通過數(shù)值的判斷找出斷路點，然后解決故障。在使用短路排查法時，要拿出電梯電氣圖紙，根據(jù)圖紙來判斷故障點的位置，然后根據(jù)元件當(dāng)中的斷路，縮小排查的范圍，反復(fù)進行試驗和排查，直到找出故障點，將其解決。

4.5 供電系統(tǒng)元件的檢驗方法

電梯的安全需要高品質(zhì)的電器元件，所以電器元件的檢驗至關(guān)重要。首先要檢查元件是否符合國家標準，不符合標準的堅決不能使用。要檢查產(chǎn)品合格證和出產(chǎn)日期，在購買后第一時間進行功能檢測，如果產(chǎn)品不合格應(yīng)馬上退換。在電梯試運行一段時間后，要及時進行功能檢測，找出故障及時排除，避免因長期使用未檢測元件帶來更大的問題。即使是經(jīng)過了多次檢測，在供電系統(tǒng)正常使用后，也要按時進行檢測，避免長時間不維護所造成的老化與損壞。

總之，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人們對生活質(zhì)量有了更高的追求，生活在鋼筋水泥叢林中的現(xiàn)代人對電梯的舒適度與安全性的要求越來越高。一個良好的供電系統(tǒng)是電梯正常運行的重要保障，而一個良好的供電系統(tǒng)離不開一個優(yōu)秀的操作者與維護者，所以對電梯電力供電系統(tǒng)的機理進行探討顯得十分的必要。未來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電梯更新?lián)Q代的步伐也將加快，如何用一個穩(wěn)定的供電系統(tǒng)來保持更加先進電梯的舒適度和安全性，將是我們今后所要思考的問題。

參考文獻：

［1］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.建筑設(shè)計防火規(guī)范：GB50016-2014［S］.北京：中國計劃出版社，2014：1.

［2］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.住宅設(shè)計規(guī)范：GB50096-2011［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011：15.

［3］中國建筑標準設(shè)計研究院.國家建筑標準設(shè)計圖集：建筑電氣常用數(shù)據(jù)：04DX101-1［DS］.北京：中國計劃出版社，2006：23.

［4］林朝明，陳惠平.建筑消防供電系統(tǒng)的探討［J］.淮海工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011（06）：35.

［5］劉廣震，翁太春.電梯電力供電系統(tǒng)探討［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2015（07）：146.

［6］郭偉.談電梯供電系統(tǒng)的檢驗方法［J］.裝備制造，2009 （12）：163.

（責(zé)任編輯：王彥永）

中圖分類號：TU857

文獻標志碼：A

文章編號：1673-2928（2016）02-0018-03

收稿日期：2015-09-19

作者簡介：王文凱（1986-），內(nèi)蒙古赤峰市人，工程師，主要從事電梯設(shè)備檢測工作。