一種安全電壓電磁閥在控制電路的安全技術研究

王占東

（太原鋼鐵（集團）有限公司礦業(yè)分公司東山石灰石礦， 山西 太原 030009）

太原鋼鐵集團有限公司（以下簡稱太鋼）礦業(yè)分公司東山石灰石礦作為太鋼的輔料生產(chǎn)基地之一，在生產(chǎn)現(xiàn)場石灰粉塵較多，生產(chǎn)車輛被覆蓋石灰粉塵，根據(jù)環(huán)保要求，要對廠礦出廠車輛要進行清潔，一般情況下，在清洗車輛時，如發(fā)生漏電，漏電保護器會起作用，但是也有因漏電保護器失效而引發(fā)人身傷害事故的發(fā)生。

由于環(huán)保要求，廠礦企業(yè)生產(chǎn)運輸車輛在出廠前要進行清洗，由于人員操作失誤，未按照要求對總電源進行斷電，在漏電保護器失效情況下，在職工清洗車輛時時存在觸電的風險。

1 漏電保護器的工作原理

漏電保護器，也叫漏電開關，顧名思義，它是一種對漏電敏感并產(chǎn)生動作的開關。基本的漏保內(nèi)部分為漏電檢測、信號處理、執(zhí)行機構(gòu)三個部分，漏電檢測部分是一個零序電流互感器，相線和零線從磁環(huán)中間穿過構(gòu)成互感器的一次側(cè)，纏繞在磁環(huán)上的線圈為二次側(cè)。正常情況下，從相線流出的電流和零線上的流回的電流是相等的，但是方向相反，來回相互抵消，沒有剩余電流，在二次側(cè)自然就沒有感應電壓。一旦有設備或者線路漏電，漏電電流會繞過工作回路直接流向大地，從而造成互感器內(nèi)部電流不平衡，產(chǎn)生剩余電流，在二次側(cè)感應出信號送到信號處理電路中，漏電信號經(jīng)過各種處理或比較，超過一定值時就會送到執(zhí)行機構(gòu)脫扣器，由脫扣器將電源切斷，保護用電安全。

由于電氣設備老化等原因，漏電保護器會發(fā)生失效的情況，在發(fā)生漏電時不能起到保護操作的作用。

2 在車輛清洗機電路控制上的安全隱患

由于太鋼礦業(yè)分公司東山石灰石礦地處太原市東山地區(qū)，根據(jù)國家環(huán)保要求，廠、礦企業(yè)的生產(chǎn)運輸車輛必須清潔后上路，東山石灰石礦是生產(chǎn)石灰及其石灰粉劑產(chǎn)品，生產(chǎn)車輛清潔工作量大，多數(shù)崗位職工怕麻煩不愿意關閉電源總開關，而當發(fā)生漏電情況時，漏電開關發(fā)生失效時，不能自動斷電，在清洗車輛時會發(fā)生人身傷害事故。

多數(shù)情況下職工會按照廠礦要求進行斷電后使用，但是在特殊時段，特別是加班后，或人員精神狀態(tài)不佳時，會發(fā)生忘記關掉電源總控制開關進行使用，可能就會引發(fā)人身傷害事故。在清洗機控制電路上增加安全電壓電磁閥后，會實現(xiàn)本質(zhì)化的安全管理。

車輛清洗機電路控制上的電氣元件存在以下風險：

1）在增加安全電壓電磁閥前，職工清洗車輛靠管理警示，沒有硬措施。經(jīng)常外單位臨時人員清洗車輛就忘記拉閘，一旦發(fā)生電氣漏電，司機非常危險。

2）電氣設備老化，環(huán)境潮濕，容易發(fā)生電氣漏電事件。

3）發(fā)生觸電事故后，現(xiàn)場職工掌握心肺復蘇情況不好，不能及時急救職工。

3 安裝安全電壓電磁閥的原理圖及控制系統(tǒng)

電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預期的控制，而控制的精度和靈活度都能夠保證。

1）電磁閥的工作原理。電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通過閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。

2）電磁閥的分類。直動式電磁閥、分布式直動式電磁閥、先導式電磁閥。

3）電磁閥的安全注意事項：安裝時應注意閥體箭頭應與介質(zhì)流向一致。不可裝在直接滴水或濺水的地方。電磁閥應垂直向上安裝；電磁閥應保證在電源電壓為額定電壓的15%～10%波動范圍內(nèi)正常工作；電磁閥安裝后，管道中不得有反向壓差。并需通電數(shù)次，使之適溫后方可正式投入使用；電磁閥安裝前應徹底清洗管道。通入的介質(zhì)應無雜質(zhì)。閥前裝過濾器；當電磁閥發(fā)生故障或清洗時，為保證系統(tǒng)繼續(xù)運行，應安裝旁路裝置。

為實現(xiàn)本質(zhì)化安全，未采用220 V 電磁閥，而采用安全電壓24 V 電磁閥作為清洗機出水總開關，從源頭上采取硬措施。

電氣專業(yè)人員設計電氣控制設計斷電自動開啟控制功能，繪制電氣控制圖（見圖1），控制出水電磁閥不斷電不出水。電氣專業(yè)人員重新改進管路，接入電磁閥。

圖1 電氣原理控制圖

4 安裝安全電壓電磁閥后的效果

在安裝安全電壓電磁閥后有效防止了在崗位職工在不斷電清洗車輛漏電重大安全隱患。將以前僅僅靠“清洗車輛、及時斷電”的管理措施變成不斷電不能出水的硬措施，徹底解決職工清洗車輛安全問題，實現(xiàn)了安全本質(zhì)化管理。

在廠、礦企業(yè)的用水沖洗的設備同樣也存在類似的問題，僅僅靠管理措施來進行提醒操作人員的行為習慣是不能從根本上解決問題，在用水沖洗的設備上安裝安全電壓電磁閥就在漏電保護器失效的情況下，也能保證作業(yè)人員的安全。