一起層門鎖緊開關失效引發的對安全回路接地保護的思考

牛長建 唐熊武 胡海波

（1.黃山市特種設備監督檢驗中心 黃山 245000）

（2.安慶市特種設備監督檢驗中心 安慶 246200）

近年來,電梯“開門走梯”事故屢有發生[1],有些是維修人員維修時人為短接門鎖,維修完畢未及時拆除所致,還有一部分是環境潮濕等原因造成門鎖“意外”接地所導致。隨著TSG T7001—2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》第2號修改單的實施,新的電梯加裝“門旁路”和“門回路檢測”保護功能,門鎖人為短接事故在新電梯上已杜絕,然而存量的數百萬臺電梯并不具備門回路檢測功能,且有些廠家對安全回路接地保護認識存在偏差,在設計和制造時未考慮此功能,這就需要檢驗人員提高認識,及時發現隱患并督促安裝單位或保養單位整改,消除此項安全隱患。

GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》（以下簡稱GB 7588）中第14.1.1.3條規定,“如果含有電氣安全裝置的電路接地或接觸金屬構件而造成接地,應：a)使電梯驅動主機立即停止運轉；或b)在第一次正常停止運轉后,防止電梯驅動主機再啟動。恢復電梯運行只能通過手動復位。”[2]在TSG T7001—2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》（含第1、2、3號修改單）（以下簡稱檢規）中未涉及該檢驗項目,僅在附錄A第2.10條中要求“（1）供電電源自進入機房（機器設備間）起,中性導體（N,零線）與保護導體應當始終分開；（2）所有電氣設備及線管、線槽的外露可以導電部分應當與保護導體（PE,地線）可靠連接”[3],且該項目在檢規中的檢驗類別為C類,檢驗人員可以通過對施工單位或維護保養單位的自檢記錄或報告進行確認,對自檢記錄或者報告的該項內容無質疑時可以確認結果為符合,否則應對該項進行檢驗。長期以來,檢驗機構因“人機比”矛盾突出,檢驗人員對每臺電梯的檢驗時間有限,接地的檢驗往往得不到重視,或者檢驗人員只是按照檢規要求檢查零地分開和一些電氣設備的可導電外殼是否接地,對安全回路發生碰地時能否及時切斷驅動主機的電源未做檢驗,這可能導致有缺陷的電梯投入使用,給電梯的安全運行留下隱患。

1 案例概況

在對1臺曳引式電梯檢驗過程中,發現檢修運行時人為打開層門鎖緊裝置,電梯并未停止運行,檢查發現層門鎖緊觸點之間意外掉入1枚螺絲,導致門鎖意外接通,見圖1。

圖1 門鎖意外短接實物圖

仔細檢查發現該螺絲的尾部與層門上的固定螺釘已接觸,而層門框接地良好。該電梯對電氣安全裝置的接地保護是通過熔斷器的熔斷來實現,掉落的螺絲已經通過與固定螺釘的接觸而接地,然而并未使熔斷器熔斷以實現保護,顯然不滿足GB 7588的要求,遂查找原因。該電梯的安全回路為AC110,是從控制柜下部的變壓器二次側引出,查看控制柜內的變壓器發現,變壓器二次側安全回路的輸出端見圖2,圖2中變壓器上端從左往右第2個插件輸出交流110 V后分成兩路,一路經整流后給制動器線圈供電,另一路經安全回路進入電腦板,驅動繼電器工作。

圖2 變壓器接線實物圖

查閱該電梯的電氣原理圖,變壓器部分電氣原理圖如圖3所示,安全回路部分電氣原理圖如圖4所示。

圖3 變壓器部分電氣原理圖

圖4 安全回路部分電氣原理圖

結合圖3、圖4可知,安全回路經熔斷器→102→安全回路中各電氣安全裝置→電腦板（負載）→101流回變壓器,在101處接地。現場斷開主開關后,將圖2中101和102均拆除,用萬用表通斷檔分別測量101和102對接地端子排的連通性,發現均不通,可以判斷現場未按照電氣原理圖接線,導致電氣安全裝置接地保護功能無效。

2 案例分析

從圖4可以看出,當門鎖在116處發生接地故障時,電流從116處經接地線直接回流至101（變壓器）,電流的流向是從102→各開關→其他門鎖→116→101,中間不經過負載,相當于安全回路短路,電流很大,保險絲熔斷,從而導致安全繼電器失電,制停電梯,只有手動清除接地故障并且更換保險絲后才能恢復電梯運行,符合標準要求。而案例電梯正是由于101處少了接地線,116接地后與101處不能形成通路,不能形成短路電流,故無法實現標準中對安全回路接地故障的保護。更危險的是,如果此時底坑由于進水潮濕導致緩沖器開關于137處發生接地故障,則電流將從137處經接地線與116接通,兩點之間的所有開關和門鎖將被“短接”,可能造成嚴重事故。

需要引起注意的是,必須將接地線接在電腦板返回變壓器的支路（繼電器的后端）上,接反不僅起不到保護的作用而且會留下重大事故隱患。圖5是一種接地線接反的示意圖。當開關在103位置發生碰殼接地時,電流經102→接地線→103→后端開關→繼電器→101,熔斷器不動作,繼電器能夠正常得電,而103之前的所有開關被“短接”,風險極大。即這種接法只要有1處發生碰殼故障,其之前的開關全部失效[4]。

圖5 一種錯誤的接地形式

多數電梯變壓器輸出端熔斷器內置于變壓器,接在出線端以前,只要發生了安全回路對地故障,熔斷器能及時熔斷,對于一些熔斷器獨立于變壓器的電梯來說,熔斷器的接線位置同接地位置一樣重要,熔斷器必須接在開關的前端,如果誤接在安全繼電器的后端,在發生安全回路碰殼故障時,故障電流會跨過熔斷器、直接流回變壓器形成短路,由于短路電流不能被及時切斷,可能會引起線路燒毀,嚴重時還可能引發火災。

3 檢驗方法

經以上分析可知,在檢驗安全回路接地保護時,不僅要檢驗變壓器輸出端子是否接地,還要判斷其接地位置和外置熔斷器（如果有）的接線位置是否正確。以案例電梯為例,檢驗過程如下：斷開主開關,測量101對接地端子排的連通性,如連通,說明已正確接地；如不連通,則測量102對接地端子排的連通性,如果102與地連通,說明采用了無效且危險的接地方式；如果102與地不通,則說明未接地。有外置熔斷器時,測量外置熔斷器與102是否接通,如果接通則說明外置熔斷器的接線位置正確；如果外置熔斷器與102不通但與101接通,則說明外置熔斷器接線錯誤,需要更改接線。

4 結束語

大多數的電梯傷害事故發生在電梯門區,門鎖回路是實現門區保護最重要的一環[5],當安全回路變壓器未正確接地時,門區事故風險大大增加。因此安裝、維保和檢驗人員對變壓器的接地要高度重視。在日常生產生活中已經發生過變壓器未正確接地、門鎖因潮濕對地導通、熔斷器無法動作造成開門走梯的嚴重事故。只有從本質上確保接地保護的功能完整才能最大限度地避免此類事故的再次發生。案例中的電梯變壓器經整改正確接地后,人為把門鎖觸點與門框螺絲接通,熔斷器立即熔斷,安全回路斷開,電梯無法恢復運行。在實際檢驗中要模擬接地勢必會影響檢驗效率并造成元件損壞,此時就可以采用本文介紹的檢驗方法實施檢驗。