门式和桥式起重机电气保护系统的检验技术研究

刘小越

（广州特种机电设备检测研究院，广东 广州510180）

0 引言

门式起重机与桥式起重机是起重机械中数量最多、使用最广泛的两个类别，但同时也是出现安全事故最多的类别。截至2013年，我国在用起重机械已达200多万台，桥、门式起重机约占60%以上，2013年全年共发生起重机械安全事故61起，桥、门式起重机事故约占50%。在事故原因方面，电气系统故障已成为仅次于操作管理不当的第二大原因。从事故统计来看，起重机械的电气保护系统已成为事关起重机安全的重要因素，需要我们予以重视。

1 门式和桥式起重机简介

门式和桥式起重机隶属于桥架类型起重机，是一种取物装置悬挂在能沿桥架运行的起重小车、葫芦或臂架上的起重机。桥式起重机是指横架于车间、仓库等场地上空进行物料吊运的起重设备，一般由桥架、小车、起升机构、小车运行机构、桥架运行机构、司机室、导电装置、轨道等部分组成。门式起重机与桥式起重机结构非常相似，可以看作是桥式起重机的一种变形，主要应用于露天作业场地，尤其是在港口码头应用广泛，其结构与桥式起重机相比仅增加了支腿部分。

2 门式和桥式起重机的电气保护系统

电气保护系统是起重机械电气控制系统中不可或缺的重要组成部分，用来保护电气设备和工作人员的安全。门式和桥式起重机的电气保护系统结构基本一致，只是作业环境不同，因此可以视其具有相同的电气保护系统。门式和桥式起重机的电气保护系统包括电动机保护、电动机定子异常失电保护、线路保护、错相和缺相保护、零位保护、失压保护、正反向接触器故障保护、超速保护、接地保护、绝缘电阻保护、起升高度限位保护以及行程限位保护。这些电气保护装置在电气控制系统的控制下，最大程度地保证了起重机的正常运行和人身安全，防止了起重机各机构在操纵和运行时发生事故。电气保护系统组成如图1所示。

图1 电气保护系统组成

3 电气保护装置的检验检测

电动机保护，按照GB6067.1—2010《起重机械安全规程》第1部分的要求，电动机应具有瞬动或反时限动作的过电流保护（瞬时动作电流整定值应约为电动机大启动电流的1.25倍）、在电动机内设置热传感元件、热过载保护这3种保护功能中至少一种。电动机定子异常失电保护主要针对起升机构的电动机，如果因调速装置失灵或正反向接触器故障等原因导致电动机失控，制动器会马上闭合，电动机停止转动。

在检验线路保护时，应确认电路是否设置了至少一级短路保护，并确保自动断路器或熔断器完好无损。所有线路都应具有短路或接地引起的过电流保护功能，在线路发生短路或接地时，瞬时保护装置应能分断线路。对于导线截面较小、外部线路较长的控制线路或辅助线路，当预计接地电流达不到瞬时脱扣电流值时，应增设热脱扣功能，以保证导线不会因接地而引起绝缘烧损。

错相和缺相保护的检验可以采用通电试验的方法进行，首先应断开供电电源的任意一根相线，或将任意两根相线两两交换连接。然后通电并查看总电源接触器是否能够接通，如果不能接通则判定起重机有供电电源断错相保护并且有效。

零位保护适用于采用手柄控制的起重机，要求运行中若因故障或失压停止运行，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，然后机构才能重新启动。

失压保护适用于所有控制方式的起重机，检验时可人为中断起重机供电电源，检查通电后不宜自动启动的用电机构是否处于断电状态。失压保护可以防止恢复供电后涉及安全的机构自动运行。

吊运熔融金属的桥式起重机要求设置正反向接触器故障保护，额定起重量大于20 t且吊运熔融金属的桥式起重机要求设置超速保护。正反向接触器故障保护可以避免出现电动机失电时制动器仍处于通电状态的危险情况，这种情况如不控制会导致起重机失速从而发生故障。超速保护同样可以防止起重机超速而失去控制，其在起重机速度达到额定速度的1.25～1.4倍时动作，保证起重机稳定运行。检验超速保护时，首先应判断是否符合检验条件，查看所检验的起重机是否额定起重量大于20 t且用于吊运熔融金属，如果符合条件则应确认是否设置了超速保护装置且完好有效。

接地保护是门式与桥式起重机电气保护系统中直接保护操作人员的装置，可防止操作人员或接触起重机的人员发生触电事故。接地保护的基本原理是限制用电设备对大地的漏电电流，将其控制在人身能承受的安全范围之内，在超过设定值时保护器自动切断电源，避免继续漏电。如果起重机的接地干线采用整体金属结构，整体金属结构应与供电电源保护接地线可靠连接。如果接地干线不采用整体金属结构，电气设备正常情况下不带电的外露可导电部分应当直接与供电电源保护接地线连接。对于TN形式的接地系统，接地电阻应小于或等于10Ω；采用TT及IT接地系统时，接地电阻不应大于4Ω。

绝缘电阻保护是门式与桥式起重机电气保护中的重要组成部分，对于不同电压等级的用电设备，采用不同的检验方法。一般情况下用电设备的额定电压不会大于500 V，因此以这种最常见的情况介绍绝缘电阻的测量方法。测量时首先断开供电电源，将所要测量的起重机械上的开关、接触器全部调整到闭合状态，然后将供电电源接通，使用500 V兆欧表测量，其中L端接在起重机线路中，E端接在起重机金属结构或接地极上，待数据稳定后即可读取绝缘电阻值。需要注意的是，测量时一定要将易击穿的电器件短接，防止电器件被击穿损坏。对于额定电压不大于500 V的用电设备，在一般环境下绝缘电阻值不应低于0.8 MΩ，在潮湿环境下不应低于0.4 MΩ。

起升高度限位器是一种防止吊钩冲顶甚至卷筒过卷扬的电气保护装置，一般有导绳器式和重锤式两种类型。导绳器式采用导绳器带动起升高度限位器推杆上的滑块，当达到设置的高度时断开起升动力电源。重锤式起升高度限位器是最早的一种高度限位保护装置，重锤安装于起重机小车或钢丝绳上，当吊钩达到设定高度时触发开关动作，切断起升动力电源。

行程限位器一般采用LX系列的限位开关。这种限位开关包括行程开关和限位尺。行程开关安装在大车端梁或小车车架上，限位尺固定在行程极限位置前面。当起重机运行时，接近行程极限限位尺与行程开关接触，推动限位开关的转动臂使行程开关触头断开，从而切断电路。

4 结语

电气保护系统是门式与桥式起重机的重要组成部分，是保证起重机安全运行不可或缺的条件，需要我们在检验中进行细致认真的检查，以降低起重机的故障率和事故率。

［1］GB6067.1—2010 起重机械安全规程［S］.

［2］徐盾，窦湘.桥式起重机和门式起重机在检验中的问题与对策［J］.科学之友，2011（22）.

［3］TSG Q7015—2008 起重机械定期检验规则［S］.