時(shí)間繼電器在起重機(jī)電氣改造中的應(yīng)用分析

張學(xué)斌

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院　福建省　泉州市　362000）

時(shí)間繼電器在起重機(jī)電氣改造中的應(yīng)用分析

張學(xué)斌

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院福建省泉州市362000）

在各行各業(yè)越來越注重生產(chǎn)效益和安全的時(shí)代背景下，起重機(jī)的電氣系統(tǒng)也在不斷的更新。時(shí)間繼電器在起重機(jī)的日常運(yùn)行中發(fā)揮舉足輕重的作用，對其進(jìn)行科學(xué)化、合理化的改造，對起重機(jī)電氣系統(tǒng)高效運(yùn)行意義重大。本文結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，論述了時(shí)間繼電器在起重機(jī)電氣改造中的應(yīng)用理論和策略，以供相關(guān)實(shí)踐參考借鑒。

時(shí)間繼電器；起重機(jī)電氣改造；應(yīng)用分析

起重機(jī)的電氣系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量不僅關(guān)系到系統(tǒng)的安全性與可靠性，同時(shí)也關(guān)系到整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的速度和效率，也在一定程度上影響著維護(hù)工作的進(jìn)展和設(shè)備使用壽命，因此不容小覷。時(shí)間繼電器的功能和傳統(tǒng)的起重機(jī)控制系統(tǒng)相比，在停止和失電控制上更具有精準(zhǔn)度，并且可以更好地處理接觸器線圈斷電與動(dòng)力觸點(diǎn)斷開之間的關(guān)系，提高操作的準(zhǔn)確程度，使用的范圍比較廣，效果也較為理想。

1　時(shí)間繼電器在兩用起重機(jī)電氣改造中應(yīng)用策略

采用空操（司機(jī)室）和遙控互鎖控制系統(tǒng)可以提高起重機(jī)在運(yùn)行方面的機(jī)動(dòng)靈活性，并且有助于實(shí)現(xiàn)人工的便捷化操作，這在現(xiàn)代化工廠和倉庫的應(yīng)用中較為普遍，但是使用的安全性和可靠性卻沒有得到應(yīng)有的保障，這與技術(shù)本身的缺陷有關(guān)。空操遙控兩用起重機(jī)控制原理如圖1所示。起重機(jī)進(jìn)行遙控操作的過程中，其中的兩個(gè)工作循環(huán)門開關(guān)要保持高度的一致性才能夠利于起重機(jī)的運(yùn)行，若一個(gè)被人為打開而另一關(guān)閉，那么遙控器就不會(huì)立刻處于斷電的狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)中的總接觸器也不能瞬間失電，開門和關(guān)門的時(shí)間是0.8s，因此遙控器中還存在能夠讓起重機(jī)正常運(yùn)行的電量。但是這時(shí)起重機(jī)依然運(yùn)行會(huì)造成安全事故的發(fā)生。遙控操作處于正常的狀態(tài)下，起重機(jī)操作人員把轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)整在空操位置處，那么空操中間繼電器01則處于立即帶電情況下，這時(shí)線路中的總電源接觸器尚且處于自保狀態(tài)下，那么空操的操作按鈕即時(shí)沒有被啟動(dòng)，空操的操作也是可以進(jìn)行的。然而地面的工作人員或許沒有能夠及時(shí)了解這種轉(zhuǎn)變，那么在毫不知情的情況下，很容易出現(xiàn)安全事故，給工作人員的生命安全和生產(chǎn)的是順利進(jìn)行都帶來嚴(yán)重的損害。通過對實(shí)踐的研究和分析可知，遙控器電源的徹底失電和關(guān)閉電源的瞬間前后存在的時(shí)間差為1s左右，因此為了在電源關(guān)閉后，確認(rèn)遙控器完全失電，可以采用時(shí)間繼電器，來把二者之間的時(shí)間間隔消除掉。如此一來，關(guān)閉電源的瞬間也就意味著遙控器的完全失電，這樣就確保了操作的安全性。所以，可以把空操中間繼電器01改為具有延時(shí)通電作用的時(shí)間繼電器01，把時(shí)間繼電器01的延時(shí)觸頭和總電源接觸器的自保回路進(jìn)行串聯(lián)連接后，這就可以確保起重機(jī)遙控工作的順利進(jìn)行，同時(shí)將司機(jī)室的開關(guān)從遙控狀態(tài)調(diào)成空操狀態(tài)時(shí)，總電源的接觸器自保回路不會(huì)失電。開關(guān)門路提出來的時(shí)候起重機(jī)也會(huì)處于工作狀態(tài)，時(shí)間繼電器01的延時(shí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為1s左右。起重機(jī)的正常運(yùn)行過程中，其中一個(gè)安全門被打開后，空操中間繼電器02處于失電狀態(tài)，遙控系統(tǒng)也立即處于失電狀態(tài)。失電持續(xù)0.8s以后把安全門關(guān)閉，遙控器在1s后重新得到220V電壓。由此可知，自安全門打開后遙控器失電，再到安全門閉合遙控器重新得電，這個(gè)過程要經(jīng)過1.8s的時(shí)間，這樣就超過了遙控器處于失電狀態(tài)到不能進(jìn)行操作過程相差1s的時(shí)間。這就意味著，安全門打開后，然后再經(jīng)過很短的時(shí)間內(nèi)再次閉合，這就使得總電源接觸器瞬間失去電源，起重機(jī)要想繼續(xù)工作就要再次打開遙控器，這樣即便有不明操作情況的工作人員，也不會(huì)因此而進(jìn)行危險(xiǎn)的操作，確保了起重機(jī)工作的安全性和可靠性。改進(jìn)后的空操遙控兩用起重機(jī)控制原理如圖2所示。

2　抓斗起重機(jī)真空接觸器線路改造采用時(shí)間繼電器策略分析

起重機(jī)控制系統(tǒng)中的真空接觸器在使用過程中具有較多的優(yōu)勢，諸如具有較強(qiáng)的分?jǐn)嗄芰Γ褂闷谙揲L，在運(yùn)行中只需要很少的維護(hù)和保養(yǎng)，并且電弧不會(huì)外漏，具有較高的安全性和可靠性，接觸器元件的體積也比較小，重量很輕，操作起來非常便捷，并且不會(huì)產(chǎn)生噪聲污染。使用真空接觸器的起重機(jī)可以在環(huán)境比較惡劣的情況下運(yùn)行，這是因?yàn)檫\(yùn)行起來的速度比較快，靈敏度強(qiáng)，在煤炭開采業(yè)、石油開采、化工工業(yè)、大型機(jī)械制造、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。為了適應(yīng)更多的工況要求，滿足使用者不同的需求，抓斗起重機(jī)電氣系統(tǒng)的升起和降落控制系統(tǒng)也要進(jìn)行進(jìn)一步的改善，使用真空接觸器可以對抓斗起重機(jī)的升降頻率和速度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。

圖1　空操遙控兩用起重機(jī)控制原理圖

圖2　改造后的空操遙控兩用起重機(jī)控制原理圖

通常情況下，抓斗起重機(jī)的工作任務(wù)非常繁重，且升降電動(dòng)機(jī)要負(fù)責(zé)多項(xiàng)的操作，包括調(diào)整抓斗的正常上升與下降操作，同時(shí)要準(zhǔn)確調(diào)整鋼絲繩的松緊程度，以便更好地為起重機(jī)運(yùn)行提供保證，此外還要密切配合起重機(jī)的開啟與閉合工作，若操作不當(dāng)，不僅發(fā)動(dòng)機(jī)本身會(huì)遭到損害，同時(shí)也會(huì)影響整個(gè)起重機(jī)的工作效率和安全生產(chǎn)的進(jìn)行。抓斗起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)和接觸器在很短的工作周期內(nèi)就出現(xiàn)燒壞的現(xiàn)象是經(jīng)常發(fā)生的，這與真空接觸器本身存在的缺陷有關(guān)。真空接觸器的拉弧比較長，并且沒有安裝機(jī)械聯(lián)鎖配置，因此在接觸器斷電以后，真空電弧不會(huì)立即熄滅，真空電弧徹底熄滅要在斷電100ms之后。抓斗起重機(jī)的上升和下降操作頻率又比較高，起升轉(zhuǎn)向接觸器的動(dòng)力觸頭尚未完全分?jǐn)啵窍陆缔D(zhuǎn)向接觸器又馬上處于吸合狀態(tài)，導(dǎo)致動(dòng)力回路出現(xiàn)短路，接觸器也會(huì)遭到破壞，電動(dòng)機(jī)也發(fā)生損壞問題，所以安全事故時(shí)有發(fā)生。為了降低安全事故出現(xiàn)的幾率，確保起重機(jī)可以順利生產(chǎn)和運(yùn)行，要利用時(shí)間繼電器的作用，可以在兩個(gè)控制轉(zhuǎn)換的真空接觸器上增加延時(shí)斷開裝置，這就將延長了電源斷開到完全失電的時(shí)間差，超過了100ms可以避免回路上短路問題的發(fā)生，極大地提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

3　時(shí)間繼電器在大型起重機(jī)電氣改造中的應(yīng)用策略

針對一些噸位非常大的起重機(jī)，在將其電氣系統(tǒng)實(shí)施改造的過程中，根據(jù)起重機(jī)的運(yùn)行需求和控制系統(tǒng)特點(diǎn)來進(jìn)行。通常情況下，大噸位的冶金電阻器調(diào)速起重機(jī)所采用的起升結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)都是PQR6402系統(tǒng)，在運(yùn)行上具有一定的優(yōu)勢，但是在技術(shù)日益發(fā)展和工況條件越來越復(fù)雜的環(huán)境下，對電氣系統(tǒng)的改造也要發(fā)揮時(shí)間繼電器的作用。一般情況下，噸位比較大的起重機(jī)，在運(yùn)行使用階段，起升系統(tǒng)的運(yùn)行速度非常快，上升和下降的調(diào)換頻率也比較高。如果當(dāng)前正處于下降三檔狀態(tài)，要立即切換到下降二檔，那么切換時(shí)刻下降接觸器失電，上升接觸器則為得電，下降的速度就會(huì)越來越慢。各類接觸器采用的線圈是電子線圈，在這一上升與下降的切換過程中，下降接觸器的失電狀態(tài)下的動(dòng)力觸頭拉弧也在逐漸變長，失電的速度比較慢，這時(shí)下降接觸器的輔助觸頭就會(huì)在動(dòng)力觸頭滅弧前率先完成滅弧過程。基于該種情況，起重機(jī)的操作員動(dòng)作迅速將會(huì)在下降接觸器尚未全部斷電的一瞬間使得上升接觸器得電，則會(huì)令上升接觸器和下降接觸器均沒有吸持上。又因?yàn)榇藭r(shí)起重機(jī)的制動(dòng)器必然也是開著的，那么起重機(jī)很可能會(huì)由于正常滿載操作下的升降切換而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，需要對起重機(jī)的控制電路進(jìn)行整體的改進(jìn)和升級。在調(diào)整的過程中，要在下降接觸器上增加斷電后可以延長閉合時(shí)間的開關(guān)，這樣下降接觸器在斷電后的80ms才完全閉合，那么在其斷電的瞬間，立即將上升接觸器打開，就可以保證起重機(jī)可以繼續(xù)工作，不會(huì)受到任何的影響。時(shí)間繼電器的選擇依據(jù)器件本身的大小、規(guī)格、品牌來選擇，同時(shí)也要考慮起重機(jī)的實(shí)際操作情況。為了保證起重機(jī)的運(yùn)行安全，盡量選擇具有安全保證的生產(chǎn)廠家，并在正式投入使用前做好驗(yàn)收工作，及時(shí)檢查是否存在質(zhì)量問題，及時(shí)更換，確保起重機(jī)的安全運(yùn)行和生產(chǎn)，最大限度提高生產(chǎn)的效益。使用時(shí)間繼電器對起重機(jī)的電氣系統(tǒng)改造可謂是畫龍點(diǎn)睛的步驟，因此也要注重技術(shù)上的更新，加強(qiáng)維護(hù)與保養(yǎng)，不僅要提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，更要延長設(shè)備的使用壽命，將生產(chǎn)效益與經(jīng)濟(jì)效益有機(jī)統(tǒng)一起來。

4　總結(jié)

綜上所述，時(shí)間繼電器在起重機(jī)電氣改造方面要重視理論與實(shí)踐的結(jié)合，提高技術(shù)應(yīng)用的安全性與可靠性。在起重機(jī)元件應(yīng)用的過程中，由于電器元件自身帶有的技術(shù)不足之處，利用時(shí)間繼電器就可以很有效地彌補(bǔ)這些技術(shù)不足，在使用的過程中，根據(jù)時(shí)間繼電器自身的特點(diǎn)、規(guī)格、安裝方式、經(jīng)濟(jì)性等特征，結(jié)合起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的需要進(jìn)行合理匹配與調(diào)整，便可以對起重機(jī)電氣改造起到很好的效果，具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性和可操作性。

[1]韓世文.9ST3PF斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器電路剖析[J].電子制作，2013 （09）.

[2]《起重機(jī)械安全規(guī)程-第1部分：總則》（GB6067.1-2010）.

[3]王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn).學(xué)苑出版社，2000.

[4]《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T3811-2008）.

TM572.4

A

1673-0038（2015）22-0109-02

2015-5-15

張學(xué)斌（1978-），男，高級工程師，本科，主要從事電梯、起重機(jī)械、場內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛等機(jī)電類特種設(shè)備檢驗(yàn)工作。