一起電梯接地故障保護(hù)檢驗(yàn)引發(fā)的思考

蔡超

摘??要：電梯接地故障是一種常見的故障類型，在不具備接地保護(hù)系統(tǒng)的控制電路中，接地發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起控制線路的意外短路，從而使得各種電氣開關(guān)失效，電梯在失去保護(hù)的情況下啟動(dòng)運(yùn)行，造成嚴(yán)重的傷亡事故。筆者通過一個(gè)檢驗(yàn)案例對(duì)電梯接地保護(hù)進(jìn)行了分析，揭示了接地故障可能導(dǎo)致的設(shè)備缺陷和潛在事故風(fēng)險(xiǎn)，最后還詳細(xì)論述了電梯接地保護(hù)的檢驗(yàn)方法和要點(diǎn)，為實(shí)際檢驗(yàn)工作提供了一定的參考和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：電梯接地保護(hù)??測(cè)試方法??失效案例分析??檢驗(yàn)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU857

Reflections?on?the?Test?of?the?Protection?of?an?Elevator?Ground?Fault

CAI?Chao

Pudong?New?Area?Special?Equipment?Supervision?and?Inspection?Institute，?Shanghai?，?201210?China

Abstract：?An?elevator?ground?fault?is?a?common?type?of?faults.?In?a?control?circuit?without?a?ground?protection?system，?when?a?ground?fault?occurs，?it?will?cause?an?accidental?short?circuit?of?the?control?circuit?and?then?make?various?electrical?switches?fail，?and?an?elevator?will?start?and?run?without?protection?and?result?in?serious?casualties.?Through?a?test?case，?this?author?analyzes?elevator?ground?protection，?reveals?the?equipment?defects?and?potential?accident?risks?caused?by?ground?faults，?and?finally?also?discusses?the?method?and?key?points?of?the?test?of?elevator?ground?protection?in?detail，?which?provides?some?reference?and?guidance?for?practical?tests.

Key?Words：?Elevator?ground?protection;?Test?method;?Failure?case?analysis;?Key?inspection?point

電梯是現(xiàn)代建筑中必不可少的交通工具，其安全性一直備受人們的關(guān)注。截至2022年年底，全國(guó)電梯總量達(dá)964.46萬臺(tái)，事故22起，死亡17人。上海市電梯突破30萬臺(tái)，事故1起，受傷1人。從事故原因上來看，雖然因使用、管理不當(dāng)發(fā)生事故數(shù)量占比較高，約為80.00%[1]。但電梯設(shè)備本體的安全也一直仍然是人們關(guān)注的重點(diǎn)。

電梯運(yùn)行的過程中，接地故障是一種常見的故障類型，在不具備接地保護(hù)系統(tǒng)的控制電路中，接地故障會(huì)造成控制電路中的控制信號(hào)通過地線進(jìn)行導(dǎo)通，短路了控制線路中的各種電氣開關(guān)，最終使控制繼電器正常閉合，導(dǎo)致電氣設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行，造成嚴(yán)重的傷亡事故[2]。因此必須能夠及時(shí)檢測(cè)到接地故障，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。針對(duì)電梯中的接地故障保護(hù)問題，研究人員需要提出一種測(cè)試方法，以評(píng)估接地保護(hù)的性能和有效性。

1??電梯接地保護(hù)的作用及要求

1.1??電梯接地保護(hù)的作用

接地故障根據(jù)《電工術(shù)語?接地與電擊防護(hù)》GB/T?2900.73—2008中的定義是帶電導(dǎo)體與大地之間意外出現(xiàn)導(dǎo)電回路，這種現(xiàn)象有可能是因?yàn)閷?dǎo)電路徑中出現(xiàn)有瑕疵的絕緣，通過其他的結(jié)構(gòu)物或者植物等。電梯接地保護(hù)的作用是確保電梯在運(yùn)行過程中能夠正常接地，避免因接地故障引發(fā)的電氣安全問題。具體而言，電梯接地保護(hù)的作用主要包括以下幾個(gè)方面。

• ?防止電梯因電氣故障而引發(fā)火災(zāi)

電梯作為一種大眾交通工具，使用頻率較高，并且通常集中在人員密集的區(qū)域。如果電梯未能正確接地，一旦發(fā)生電氣故障（如短路、漏電等），就有可能引發(fā)火災(zāi)。而正確的接地保護(hù)系統(tǒng)能夠及時(shí)檢測(cè)電氣故障，并采取相應(yīng)的措施，避免火災(zāi)的發(fā)生。

• ?提高電梯的電氣安全性能

電梯作為一種高度自動(dòng)化的設(shè)備，其電氣控制系統(tǒng)常常涉及到高電壓和大電流。如果電梯未能正確接地，將導(dǎo)致電氣設(shè)備無法正常工作，從而影響電梯的正常運(yùn)行。而正確的接地保護(hù)系統(tǒng)能夠有效消除電氣設(shè)備之間的電位差，保證電梯電氣設(shè)備的正常工作，提高電梯的電氣安全性能。

• ?其他外界因素引發(fā)的電氣故障

在某些特殊情況下，如雷電天氣或存在地雷等情況下，電梯整體或部分設(shè)備可能會(huì)發(fā)生帶電現(xiàn)象。正確的接地保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)㈦娞菰O(shè)備與地面有效連接，將外界因素的傳導(dǎo)路徑引導(dǎo)到地面，減少因外界因素引發(fā)的電氣故障以及可能造成的人身傷害風(fēng)險(xiǎn)。

總之，電梯作為一種大眾交通工具，乘客和維修人員的人身安全至關(guān)重要。電梯接地保護(hù)是保證電梯正常運(yùn)行和人員安全的關(guān)鍵。

1.2??電梯接地保護(hù)的要求

《電梯制造與安裝安全規(guī)范?第1部分：乘客電梯和載貨電梯》（GB/T7588.1—2020）中5.11.1.4對(duì)于含有電氣安全裝置的電路、控制制動(dòng)器的電路或控制下行方向閥的電路的接地故障應(yīng)：使驅(qū)動(dòng)主機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)；或如果最初的單一接地故障不構(gòu)成危險(xiǎn)，在第一次正常停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，防止驅(qū)動(dòng)主機(jī)再啟動(dòng)。恢復(fù)電梯運(yùn)行只能通過手動(dòng)復(fù)位。相較于以往標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于接地故障不僅保留了對(duì)含有電氣安全裝置的電路的要求，還擴(kuò)大了需要防護(hù)接地故障的電路范圍，增加了對(duì)于控制制動(dòng)器的電路或下行方向閥的電路要求。

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局2023年4月2日發(fā)布的《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》TSG?T7001—2023相較于原有的安全技術(shù)規(guī)范，在附件A中增加了A1.2.3.3（3）含有電氣安全裝置的電路發(fā)生接地故障的要求，因此本文僅對(duì)含有電氣安全裝置的電路發(fā)生接地故障的檢驗(yàn)做出探討。

2??失效案例分析

2.1?設(shè)備情況

電梯接地保護(hù)測(cè)試中，首先需要了解測(cè)試對(duì)象的設(shè)備情況。在本研究中，研究人員選擇了某高層商務(wù)樓的一部電梯作為測(cè)試對(duì)象。該電梯為某品牌2005年生產(chǎn)的，1?000?Kg、2.0? ?m/s、20層20站20門的電梯，經(jīng)過查閱圖紙和資料，該電梯的接地形式為TN-S??。

2.2??缺陷描述

在檢驗(yàn)的過程中，研究人員使用專用短接線準(zhǔn)備將底坑安全回路返回到控制柜側(cè)的插件端和接地端短接，對(duì)應(yīng)電梯電氣原理圖，找到控制柜內(nèi)安全回路末端接線端子1C06（見圖1），測(cè)量確認(rèn)電壓為?AC?110V?.對(duì)應(yīng)電梯電氣原理圖，找到控制柜內(nèi)交流接地端子?HL1（見圖2）。此時(shí)保護(hù)安全回路的斷路器會(huì)動(dòng)作或保險(xiǎn)絲會(huì)斷開，主機(jī)將停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并無法再次啟動(dòng)。在試驗(yàn)的過程中，電梯并未停止，仍然繼續(xù)運(yùn)行。證明這臺(tái)電梯的接地故障保護(hù)現(xiàn)在處于失效的狀態(tài)。筆者進(jìn)一步查看了圖紙（見圖3），本臺(tái)電梯在發(fā)生接地故障的時(shí)候，斷路器cp3應(yīng)該斷開，從而使主機(jī)停止運(yùn)行，于是現(xiàn)場(chǎng)對(duì)斷路器進(jìn)行了拆解，發(fā)現(xiàn)脫扣器線圈發(fā)生了短路，導(dǎo)致在過電流時(shí)，無法使斷路器斷開。

2.3??案例分析

在本案例中，由于斷路器的線圈短路引起的，電梯中的接地缺陷還會(huì)表現(xiàn)為地線安裝錯(cuò)誤、接地電阻超標(biāo)以及接地線松動(dòng)等情況，都會(huì)造成接地線失效或保護(hù)性能下降。

綜上所述，電梯中的接地缺陷是導(dǎo)致接地系統(tǒng)失效的主要原因，對(duì)電梯的運(yùn)行安全產(chǎn)生不可忽視的影響。為了保障電梯乘坐人員和設(shè)備的安全，需要對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行定期的測(cè)試和檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除接地缺陷，確保電梯接地保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.4??接地缺陷可能導(dǎo)致的事故

電梯安全回路的接地保護(hù)裝置，主要為接地線、熔斷器，其接地保護(hù)功能的故障類型為：接地線的安裝不當(dāng)，或者線路中沒有安裝接地保護(hù)線路[4]，可能會(huì)導(dǎo)致以下幾種事故。

2.4.1??接地缺陷可能導(dǎo)致電梯的運(yùn)行不穩(wěn)定

在電梯運(yùn)行過程中，如果接地缺陷造成電梯主機(jī)與地面之間的接地不良，會(huì)導(dǎo)致電梯系統(tǒng)中電流流動(dòng)不暢。這會(huì)導(dǎo)致電梯受力不均衡，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)晃動(dòng)、抖動(dòng)等現(xiàn)象，給乘客帶來不安全感。

2.4.2??接地缺陷可能引發(fā)電梯系統(tǒng)的故障

在電梯系統(tǒng)中，各個(gè)部件的正常工作都需要穩(wěn)定的電力供應(yīng)。當(dāng)接地缺陷造成電梯系統(tǒng)中的接地電流過大或過小時(shí)，會(huì)對(duì)電梯控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成干擾，甚至引發(fā)故障[5]。這可能導(dǎo)致電梯無法正常啟動(dòng)、停止、開關(guān)門等，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致乘客被困或產(chǎn)生其他危險(xiǎn)情況。

2.4.3??接地缺陷可能導(dǎo)致電梯系統(tǒng)的絕緣破壞

在電梯系統(tǒng)中，絕緣是保證安全運(yùn)行的重要條件之一。當(dāng)接地缺陷存在時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的絕緣破壞，使得電梯主機(jī)與地面之間發(fā)生電流泄漏或短路。這樣的情況下，電梯系統(tǒng)的運(yùn)行安全將受到嚴(yán)重威脅，乘客可能會(huì)面臨電擊風(fēng)險(xiǎn)。

總之，接地缺陷可能導(dǎo)致電梯的運(yùn)行不穩(wěn)定，引發(fā)電梯系統(tǒng)的故障，以及導(dǎo)致電梯系統(tǒng)的絕緣破壞。因此，為了保障電梯運(yùn)行的安全穩(wěn)定，必須對(duì)電梯中的接地問題進(jìn)行重視，并采取相應(yīng)的測(cè)試和保護(hù)措施[6]。通過本研究提出的測(cè)試方法，可以有效檢驗(yàn)并解決電梯接地缺陷可能導(dǎo)致的各種事故問題，為電梯的安全運(yùn)行提供技術(shù)支持和保障。

3?電梯接地保護(hù)的檢驗(yàn)要點(diǎn)

接地保護(hù)裝置是一種用于檢測(cè)電梯接地情況的裝置，其主要功能是檢測(cè)電梯外金屬部件與地之間的接地狀態(tài)。因此，在進(jìn)行接地保護(hù)的檢驗(yàn)時(shí)，首先需要對(duì)接地保護(hù)裝置的功能進(jìn)行檢測(cè)。具體來說，可以通過如下幾個(gè)方面進(jìn)行檢驗(yàn)。

（1）檢查供電電源的中性導(dǎo)體N（零線）與保護(hù)導(dǎo)體PE（地線）是否始終分開。

（2）機(jī)器空間的電氣設(shè)備及線管、線槽的外露可導(dǎo)電部分與保護(hù)導(dǎo)體PE（地線）是否可靠連接。

（3）確認(rèn)安全回路、門聯(lián)鎖回路、電源零位的接地線是否單獨(dú)接到地線柱上，不能與其他接線相連后再接地，防止發(fā)生前端接地與后端接地同時(shí)斷開[7]。

（4）當(dāng)含有電氣安全裝置的電路發(fā)生接地故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)主機(jī)應(yīng)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或者在第一次正常停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，能夠防止驅(qū)動(dòng)主機(jī)再啟動(dòng)；恢復(fù)電梯運(yùn)行只能通過手動(dòng)復(fù)位。這時(shí)我們可以模擬接地故障，檢查該功能是否有效。

4??結(jié)語

本研究通過一次檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的案例，對(duì)電梯接地保護(hù)的作用及要求的介紹，案例分析中，揭示了接地故障導(dǎo)致的設(shè)備缺陷和潛在事故風(fēng)險(xiǎn)。我們還詳細(xì)論述了電梯接地保護(hù)的檢驗(yàn)要點(diǎn)，為實(shí)際應(yīng)用提供了一定的參考和指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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