門座起重機電氣設備危害因素的影響及應對路徑選擇

蔣文錚

（上海振華重工(集團)股份有限公司，上海 200125）

由于門座起重機通常處于露天環(huán)境下工作，因此難免會受到散貨粉塵和雨水、暴曬等因素影響，工作環(huán)境的特殊性使得門座起重機的運作時常會面臨多種電氣故障，當出現(xiàn)電氣故障時往往就需要通過圖紙和萬用表進行檢查和維修，檢修過程具有一定的復雜性和低效性，不僅影響門座式起重機的工作效率，同時也對電氣系統(tǒng)的安全運行帶來隱患。

1 門座起重機電氣設備危害因素的影響

1.1 散熱不良危害的影響

在門座起重機通電運作期間會產(chǎn)生熱量，而很多碼頭夏季時由于氣溫較高，若通風散熱條件不好可能會造成電氣故障，還會縮短設備的使用壽命。如變頻器中的電解電容在高溫環(huán)境下運作會快速消耗壽命，變頻器中的功率元件受發(fā)熱影響也會提高器件損壞概率。同時電動機軸承不匹配、潤滑效果不佳、軸彎曲等因素可能造成定子和轉(zhuǎn)子軸錯位引發(fā)掃膛，進而導致電動機嚴重發(fā)熱或燒毀。缺相、絕緣層、繞組損壞等電氣故障也會造成電動機繞組過熱燒壞。門座起重機起升和回轉(zhuǎn)結構的快速制動會導致溫度急劇升高，并且電動機運行也會讓電機房的室內(nèi)溫度不斷攀升，過熱的環(huán)境不僅對電動機和其他電氣設備帶來影響，還會為檢修工作帶來許多不便。

1.2 密封不良危害的影響

處于戶外的電氣設備和電箱都應當具備防水防塵的功能，同時防護等級應當達到有關標準。但碼頭環(huán)境較為惡劣，貨料粉塵和海邊鹽霧等外部環(huán)境影響，以及電氣設備安裝不規(guī)范等因素都可能導致戶外電氣設備密封不嚴的情況。由于工作環(huán)境特殊，電氣設備的外殼可能會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，外殼被腐蝕可能會影響結構的密封性。

1.3 防潮不良危害的影響

濕度較高也可能導致電氣設備故障，主要表現(xiàn)在電氣設備在空氣濕度的影響下絕緣性降低，情況嚴重時可能導致絕緣擊穿。部分電器開關設備需要通過空氣間隙實現(xiàn)絕緣，若空氣濕度過大可能會造成局部放電或短路問題。某地區(qū)在冬春交際的時節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)返潮現(xiàn)象，空氣濕度非常高甚至接近飽和，電氣設備中的元器件及電路板經(jīng)常出現(xiàn)表面凝結水珠的情況，很容易出現(xiàn)誤觸、短路等故障，所以電氣機房中的濕度控制應當重點關注，避免電氣設備產(chǎn)生冷凝水現(xiàn)象。

1.4 振動危害的影響

門座起重機在運行過程中，啟停運動較為頻繁，載荷與運作速度變化都會產(chǎn)生沖擊振動，沖擊振動可能造成電氣設備元件磨損或松動的情況。常見的振動危害表現(xiàn)在以下幾點：其一，電動機接線端子松動進而缺項過流，或引發(fā)繞組燒壞的問題；其二，接觸器與電器接線端子接觸不良，導致功能異常或失效；其三，轉(zhuǎn)子動平衡不良或軸承損壞等，都可能導致電動機的異常振動，碳刷快速磨損，旋轉(zhuǎn)編碼器出現(xiàn)誤脈沖，定子與轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生掃膛現(xiàn)象；其四，安全線位開關誤動導致電動機出現(xiàn)斷電保護。

1.5 人為因素危害的影響

對于門座起重機電氣設備來說，維護工作中安全保護裝置一旦發(fā)生故障則需要較長時間進行維修，期間維修人員為提高維修工作的效率，可能會采用短接的方法暫時關停保護報警，并控制幅度報警、變幅等限位保護功能。在關閉力矩限制器的起重量與幅度報警等功能之后，若人為操作不當可能會讓電氣設備始終處于高負載運作的狀態(tài)，若時間過長可能造成電動機絕緣老化，也可能會對設備中的鋼絲繩等結構造成損壞。

2 門座起重機電氣設備危害因素的應對

2.1 散熱不良應對措施

其一，電機房中應當安裝空調(diào)，并且空調(diào)需要持續(xù)運作，確保電氣房中的溫度始終維持在適宜的范圍中。電機房中還需要設有強制通風設備，在溫度達到預設定值后自動啟動；其二，若想避免電動機過熱，便需要讓散熱風扇穩(wěn)定持續(xù)運作，在日常巡檢工作中通過溫度測量儀或觸摸感知的方式判斷電機外殼的溫度是否異常偏高。電機若處于過載運作狀態(tài)，外殼溫度明顯提高，熱繼電器動作后難以強制復位，需要仔細盤查線路缺項和軸承損壞等哪一原因造成了電機發(fā)熱問題，避免不合理操作對電機壽命帶來二次傷害；其三，變頻器應當定期做好維護保養(yǎng)工作，檢查電解電容有無變色和異味等情況，在發(fā)現(xiàn)這些異常情況時視情況進行更換。

2.2 密封不良應對措施

其一，戶外安裝電器的選擇應當嚴格遵循有關標準，如器件的防護等級不能低于IP66；其二，電器進線需要安裝防水接頭，并且進線口也要經(jīng)過處理。室外和室內(nèi)相連的電纜保護管管口需要進行封堵，在安裝時盡可能規(guī)避雨水順著保護管浸入電氣設備的情況；其三，戶外控制箱需要選擇防護等于高于IP66并且耐腐蝕較強的材質(zhì)，箱體內(nèi)部需要按時做好密封性檢查工作；其四，按時清理限位和制動器推桿等動作結構中是否有黏附的貨料，活動關節(jié)需要按時進行保養(yǎng)潤滑，避免長時間運作可能出現(xiàn)的電器動作卡阻現(xiàn)象。

2.3 防潮不良應對措施

電氣機房中的空調(diào)需要保持除濕模式連續(xù)24 h運作，避免設備的運作環(huán)境濕度過大造成的不良影響；其二，電器柜中需安裝防潮加熱器，避免內(nèi)部凝露現(xiàn)象；其三，在返潮或雨季時需要做好電氣設備的巡查工作，重點檢查內(nèi)部有無進水、積水情況。

2.4 振動應對措施

其一，按時做好門座起重機控制柜內(nèi)部的檢查工作，包括空氣開關、繼電器等電器接線端子的緊固性檢查，還要持續(xù)關注電阻器的發(fā)熱情況，電阻片夾緊螺絲需要保證緊固性；其二，接近開關若緊固性不足可能造成功能異常的情況，如起升制動器接近開關松動可能造成誤動作問題，對此接近開關的鎖緊螺母也要按時檢查；其三，檢查滑環(huán)有無燒蝕問題，檢測碳刷彈簧壓力，碳刷和花環(huán)的接觸面是否達標也要進行檢查；其四，檢查電動機在運作過程中是否存有異常響動，若有則應即刻停止運行進行檢修。

2.5 人為因素危害應對措施

其一，確保安全保護裝置能夠穩(wěn)定運作，避免司機操作違規(guī)問題，預防起重機安全事故。暫時關閉安全保護裝置，通常利用硬件上的短接或軟件上的故障點強制等方法進行，若情況特殊應做好記錄工作，盡快恢復其功能。技術人員應在設備檢查工作中記錄好故障點的強制情況，及時做好修復工作；其二，門座起重機的操作人員應當保證操作行為的規(guī)范性，保證持證上崗，熟悉一整套流程的安全操作，在起重機發(fā)生一般機械故障或電氣故障時能夠冷靜應對正確處理。

3 預防起重機電氣設備危害因素的有關建議

3.1 規(guī)范電氣設備安裝

在電氣設備安裝之前，安裝人員應當對電氣原理圖、配線圖等技術文件具有正確的理解，各個元件的作用和安裝位置都要熟練掌握，確保安裝過程的效率性與準確性。電氣設備在運輸和裝卸過程中可能會出現(xiàn)損傷，所以在安裝前應當進行一次基本的檢查工作。

其一，檢查電氣設備外觀是否存在磨損、松動、銹蝕等問題。

其二，電動機和接觸器、繼電器等元件的絕緣性能需要利用兆歐表進行絕緣電阻檢測，若絕緣電阻不足0.5 MΩ則需及時進行干燥處理，在干燥處理結束后再次檢查，確認合格后才能進行安裝。

其三，檢查電動機碳刷和滑環(huán)間的壓力，以及控制器和繼電器觸頭間的壓力，若壓力存在異常時則要及時進行控制。

根據(jù)電氣總圖中的位置進行電氣設備與元件的安裝，電阻器需要盡可能接近控制箱，盡量減少連接導線的長度；控制箱在安裝之后屏面傾斜度應控制在5°以內(nèi)，以此來保證元件能夠安全穩(wěn)定的運行；電阻器在疊裝過程中不能超過5箱，掛裝不可以超過7箱，以免出現(xiàn)電阻過熱等現(xiàn)象；電阻器需要按照平行主梁的方向安裝，削減振動因素影響的基礎上提高通風效果；沿線和集電器安裝應當規(guī)范，無負荷的小車應設計在起重機的中心位置，調(diào)整好導電架位置，確保集電器滑塊始終處于水平狀態(tài)，滑塊的中心和滑線的中心盡可能保持一致。

3.2 電氣設備的調(diào)整

（1）電氣元件的調(diào)整。其一，過電流繼電器動作電流的整定，調(diào)節(jié)好保護單臺電動機的過電流繼電器整定電流。調(diào)控控制器和接觸器觸頭元件的觸頭壓力。①控制器觸頭開閉流程應進行檢查和調(diào)節(jié)，根據(jù)電氣原理圖中所示的標準和流程調(diào)整控制器手柄，期間需要持續(xù)觀察觸頭開閉和開閉表中的指示是否一致，若與開閉表存在差異應當及時調(diào)整并分析其原因進行解決；②調(diào)整電阻器。電阻器接線應當做好全套檢查工作，各段電阻參數(shù)都要達到標準規(guī)定。通常可以按照電阻元件的規(guī)格與數(shù)量進行簡單判斷。根據(jù)有關標準來看，各段電阻與總電阻數(shù)值與標準規(guī)定進行對比，誤差允許范圍為±15%；③限位開關調(diào)整。所有限位開關接線都需要進行檢查工作，主要檢查接線方式能否達到標準規(guī)定，保護的機構在達到某一位置之后，觸感是否會撞開限位開關也是需要重點關注的問題。

（2）電氣線路的調(diào)整。當電器元件根據(jù)標準完成整定工作后，便需要進行線路方面的檢查工作：①檢查線路結點。確認接線是否規(guī)范，并且對接線螺栓檢查并擰緊，合上起重機的總電源開關，電氣線路檢查中若發(fā)現(xiàn)異常則需找到原因并處理；②控制屏元件動作順序檢查。在檢查過程中，需要合上控制回路刀開關，轉(zhuǎn)動控制器手柄，期間需要觀察接觸器與繼電器動作過程是否與電氣原理圖內(nèi)容一致，若沒能達到要求則找到原因及時處理；③安全保護線路的檢查和調(diào)整。直接扳動各機構的限位開關和安全開關，并且觀察開關動作是否流暢，能否通過切斷電源的方法來達到保護的效果，若靈活度不足或出現(xiàn)故障則應找到原因進行解決；④電動機的運作方向調(diào)整。在合上開關后控制控制器，不同機構的電動機進行點動，觀察電動機的轉(zhuǎn)向和控制器操作方向是否相符。雙電動機拖動機構的電動機能否拖動機構向相同的方向運作，若不能保持一致則將兩相定子線進行調(diào)換。

3.3 電氣設備的試運行

經(jīng)檢查確認電氣線路并沒有異常以及故障隱患后，可以進行電氣設備的試運行檢驗。期間需要合上全部開關，讓各機構主回路和控制回路聯(lián)通電源。在空載狀態(tài)下按流程進行各機構電源的試運行，試運行過程中觀察各機構的運作狀態(tài)是否正常，空載運行沒有發(fā)現(xiàn)異常后開展負載運行。在負載運行過程中，加載操作需要逐步進行，若直接以滿載的狀態(tài)進行試運行，反而會為設備帶來較高的運作壓力，試運行結果也不夠準確。

3.4 做好故障排查工作

（1）故障監(jiān)控。若確定門座起重機存在電氣設備故障，可以利用監(jiān)控設備了解故障發(fā)生的時間和位置等信息，掌握這些信息能夠幫助維修人員快速定位故障位置和故障原因，通過故障的表現(xiàn)來探索故障維修方案。同時故障監(jiān)控系統(tǒng)的功能性越來越完善，部分監(jiān)控系統(tǒng)更是可以直接識別部分故障，大大縮短了故障尋找需要花費的時間。

（2）線圖排查。線圖排查一般利用門座起重機結構梯形圖、主電路圖等信息，維修人員可以按照這些文件中的運作信息結合故障情況展開調(diào)查和判斷，按照PLC輸入輸出點及梯形圖的監(jiān)控對各個觸點進行標注。

（3）次序排查。次序排查一般能分為直觀法與排查法兩種，前者大多在一些簡單且易維修的故障中多有應用，其特點便是直接、簡便，無需依靠圖紙或萬用表，直接通過電氣設備的運作表現(xiàn)和外觀來判斷故障。逐步排查適用于一些難以排查，一般排查方法不方便的位置，在出現(xiàn)故障時可以利用逐步排查法找到故障原因和損壞的元件。

（4）司機自查。司機自查大多針對起重機各元件和電氣設備部分，通過監(jiān)控畫面和電氣設備運作情況進行判斷。在發(fā)生故障后，司機人員可以利用司機自查選項來檢查起重機各結構的監(jiān)控畫面，在電機故障部位的監(jiān)控畫面中了解某一機構元件的狀態(tài)信息，這些機構信息主要涉及了限位開關、超負荷保護、熱繼電器、斷路器等。也可以通過監(jiān)控視頻了解到故障點的有關信息，維修難度較小的一般性故障可以由司機進行解決，若為復雜的故障則要上報專業(yè)的維修部門，保證門座起重機電氣設備的維修質(zhì)量。

4 結束語

對于門座起重機來說，電氣設備故障問題的產(chǎn)生會影響作業(yè)效率，所以按時做好電氣設備的維護保養(yǎng)工作至關重要。應當貫徹以養(yǎng)代修、預防為主的原則，控制電氣設備故障發(fā)生率和影響，也借此減少臨時搶修工作的難度。同時在設備的安裝與調(diào)試過程中保證規(guī)范性，規(guī)范性的安裝能夠避免很多電氣設備故障問題，提高設備的完好率與使用壽命等?？梢哉f門座起重機電氣設備的維護保養(yǎng)是一個長期性的工作，應當面對不同結構、不同環(huán)節(jié)制定對應的維護保養(yǎng)措施。