起重机的失压保护、零位保护和紧急断电开关的分析与检验

郑基彦 福建省特种设备检验研究院

起重机的失压保护、零位保护和紧急断电开关的分析与检验

郑基彦 福建省特种设备检验研究院

起重机的失压保护指当起重机供电电源中断后，凡涉及安全或不宜自动开启的用电设备均应处于断电状态，避免恢复供电后用电设备自动运行。零位保护指起重机各传动机构采用不能自动复位的控制器控制的，应设有零位保护，运行中若因故障或失压停止运行后，重新恢复供电时，机构不得自行动作，应人为将控制器置回零位后，机构才能重新启动。紧急断电开关指每台起重机应备有一个或多个可从操作控制站操作的紧急停止开关，当有紧急情况时，应能够停止所有运行的驱动机构。紧急断电开关动作时不应切断可能造成物品坠落的动力回路（如电磁盘、气动吸持装置)，紧急断电开关应为红色，并且不能自动复位。

1 由于缺失压保护所引起的问题

在日常检验中发现电动单梁起重机、电动单梁悬挂起重机、电动葫芦桥门式起重机采用便携式地操按钮盘控制时，大部分存在失压保护缺失、不规范等问题。起重机没有失压保护，一旦供电电源中断后又恢复供电时，操作人员未能发现，误认为总电源没有接通，若有意或无意碰撞按钮，造成误动作，就会酿成意外事故。或者，如果某个操作按钮发生故障不能自动复位，一旦送电，也会造成误动作，引发事故。

2011年3月，福建某机械厂一台额定起重量5t的电动单梁起重机采用了缺少失压保护的地操按钮盘，装运工正在吊装一箱2t的加工件，因供电滑线接触不良，该起重机不能运行，且吊钩仍吊住加工件，无法下降脱钩。后电工断开电动单梁起重机的总电源，离开车间。下午上班后因工人不小心按到了大车行走按钮，已经修好起重机并送了总电源，起重机行走，将一箱的加工件刮到车间的钢材倾翻，并砸伤操作工。

2 对缺少失压保护、紧急断电开关的起重机电路分析

电动单梁起重机地操按钮盘控制系统，最常见有缺陷的电路有三种：第一种是非自动复位的启动按钮加自动复位的停止按钮组成的按钮盘电路图(见图1)；第二种是只有一个紧急断电开关的按钮盘电路图(见图2)；第三种是紧急停止开关加非自动复位的启动按钮组成的按钮盘电路图(见图3)。

图1 只有启动和停止按钮的有缺陷电路

图2 只有一个紧急断电开关的有缺陷电路

图3 缺总电源接触器的有缺陷电路

图1所示控制电路启动按钮S21为非自动复位，当起重机停止工作后，由于S21无法自动复位，各运行机构仍带电，只要按动任何一个按钮，机构将动作。这个电路不具有失压保护功能，停止按钮只是停止机构的动作。这个电路同时缺少紧急断电开关按钮。

图2所示控制电路只有一个紧急断电开关按钮，缺少具有自动复位的启动和停止按钮，只要紧急断电开关没有被按下，任何时刻各个机构都是可以动作的，无法实现失压保护，总电源接触器形同虚设，这个紧急断电开关兼做启动和停止按钮，不符合检规要求。

图3所示控制电路只有一个紧急断电开关和一个手动启动按钮，存在的严重问题就是缺少总电源接触器，估计是在安装的时候把总电源接触器给省略了，这个电路无法实现失压保护功能，一旦发生控制接触器触点粘连，则无法切断相应机构电动机电源，容易导致事故的发生。

3 具有失压保护功能和紧急断电开关的正确电路

对以上三种电动单梁起重机为主的不具备失压保护功能的电路进行改造，使之符合相关标准和检规的要求。方法一将地操按钮盘更换为既有非自动复位的紧急断电开关，又有能自动复位的启动和停止按钮的按钮盘(图4)。图4是一种自动复位的启动按钮串在总电源接触器的线圈回路中，与接触器的自保回路构成失压保护，非自动复位的紧急断电开关按钮串在总电源接触器线圈回路，实现紧急断开起重机总电源的功能。

方法二对于图1所示的电路把手动启动按钮更换为自动复位的启动按钮，可以实现失压保护，然后在总电源接触器线圈回路的停止按钮S20上方再串接一个紧急断电开关，就可以实现紧急断电功能。对于图2所示的电路在紧急断电开关旁加上一个自动复位的启动按钮，然后再加上总电源接触器的自保回路，可以实现失压保护，并且具有紧急断电功能。对于图3所示的电路加装总电源接触器，把手动启动按钮更换成自动复位的启动按钮，然后和总电源接触器的自保回路并联，可以实现失压保护且有紧急断电功能。

图4 具有失压保护和紧急停止开关的正确电路

对大型起重机，总电源失压保护一般是把能够自动复位的按钮串入总电源接触器线圈或自动断路器的失压脱扣线圈回路中来实现总电源的失压保护。大型塔吊、桥门机经常不是采用便携式地操按钮盘进行控制，往往采用凸轮控制器或者主令控制器与接触器结合进行机构控制的，其总电源失压保护和紧急断电功能如大型塔机使用PSK-600型总受电屏(见图5)进行操作和保护的。它主要由自动开关Q和总接触器KM及测量仪表组成。Q只作为隔离开关和短路保护作用，一般情况下，分、合总电源由接触器KM完成。当接触器脱不开时，按下紧急停止开关按钮SB3，使Q的分离脱扣器得电，断开Q，切断总电源。KM还起失压保护作用，由两对自动复位的启动按钮SB4、SB5及自动复位的停止按钮SB1、SB2分别在电气室和司机室控制。

图5 具有失压保护和紧急断电功能的塔机总受电屏电路

4 零位保护

起重机各机构采用不能自动复位的控制器控制的，应设零位保护，以防止控制器手柄不在零位时，起重机供电电源失压后又恢复供电，造成各机构误动作，由此可见，零位保护是起重机各传动机构的失压保护。如果起重机采用能够自动复位的操纵手柄、按钮操纵控制的，不需要设置零位保护。

起重机采用凸轮控制器直接控制的，一般把各机构凸轮控制器的零位触头全部串入总电源接触器的起动控制回路中，实现零位保护。各机构凸轮控制器有一个不在零位，这个凸轮控制器零位触头是断开的，无法接通总电源接触器的启动控制回路。只有把全部凸轮控制器手柄置于零位，总电源接触器线圈的启动控制回路才能构成通路，总电源才能接通（见图6)。图6所示起升机构的零位触点AC12串接在接触器KM线圈回路，实现零位保护功能。

图6 具有零位保护的起升机构电路

起重机采用主令控制器和接触器控制的，一般把主令控制器的零位触头串入零位继电器的控制回路中，实现零位保护。主令控制器手柄不在零位时，零位触头是断开的，零位继电器控制线圈回路断电，各传动机构控制回路无电，此时总电源可以接通，在总电源接通的同时，零位继电器不能动作，机构电动机不能同时启动。

5 失压保护、零位保护和紧急断电开关的检验

有关起重机的失压保护、零位保护和紧急断电开关国家相关标准、规范都作出了明确规定，要求起重机具有失压保护、零位保护和紧急断电开关等电气保护功能。在日常检验当中，确保检验无误。

1）失压保护的检验：总电源失压保护一般通过通、断电试验的方法检验。空载时拉下地面上总电源开关或起重机上主隔离开关，起重机上总电源接触器或断路器应动作，断开总电源回路。然后把紧急停止开关置于接通状态，所有保护装置的联锁触点处于正常闭合状态，合上地面上总电源开关或起重机上主隔离开关，此时起重机上总电源接触器应不能同时得电动作。除启动按钮外，操作其他传动机构按钮或操作手柄，各机构不得动作。只有按动启动按钮或操作自动断路器操作手柄，总电源接触器或断路器才能得电动作，接通总电源回路。

2）起重机零位保护的检验：零位保护一般通过通电试验的方法检验。传动机构采用凸轮控制器直接控制的，先关断总电源，并把其中一个控制手柄扳离零位，然后接通总电源，此时总电源应不能接通。最后把所有控制器手柄置于零位，总电源才能接通。传动机构采用主令控制器和接触器控制的，关断总电源，把主令控制器扳离零位，置于运行位置，再接通总电源，总电源接通时，机构电动机不能同时启动。

3）起重机紧急断电开关的检验：检查起重机上有无总电源接触器，起重机必须设有总电源接触器，所有机构的动力电源线必须全部从总电源接触器的出线端引接。通电试验，扳动紧急断电开关，总电源接触器或带失压脱扣线圈的断路器动作，切断所有机构的总电源，所有机构的运行停止。检查紧急断电开关是否设置在司机操作方便的地方。

6 结论

起重机的失压保护、零位保护及紧急断电开关在起重机安全使用中具有十分重要的作用。实现三者保护关键部件是总电源接触器，使用单位应当对起重机的失压保护、零位保护及紧急断电开关勤检查、勤保养，发现问题及时处理，从而保证起重机的安全运行。检验机构在进行设备安全技术检验时应严格把关，监督机构应加强检查，杜绝不符合检规要求的部件在市场上的流通。

1 王福绵.起重机械技术检验,北京.学苑出版社,2000

2 华玉洁.起重机械与吊装,北京：化学工业出版社,2006

3 赵国.起重机械电气安全技术检验,大连理工大学出版社,2008

2013－09－03）