电梯供电系统若干问题的探讨

王文凯

（河南省特种设备安全检测检验研究院安阳分院，河南安阳455000）



电梯供电系统若干问题的探讨

王文凯

（河南省特种设备安全检测检验研究院安阳分院，河南安阳455000）

摘要：城市的高楼大厦离不开电梯，而电梯运行的平稳安全离不开一个良好的供电系统。文章探讨了电梯设备的用电负荷，对电梯的供电系统进行了分析，提出了安全防护的一些注意事项，最后给出了电梯供电系统的检验方法及故障检修，呈现出了一个完整的电梯电力供电系统链条。

关键词：电梯；供电系统；安全

当前，城市化建设如火如荼，越来越多的高楼大厦拔地而起，建筑安全问题日益凸显。电梯作为高楼大厦中重要的组成部分，如果电梯供电出现问题，将会给人民群众的生产生活带来严重的影响，所以认真研究电梯供电系统非常必要。只有对电梯供电系统的检验方法有深入的了解，才能够防患于未然，在最快的时间内对电梯电力供电系统进行维修，保障电梯的便捷性、舒适性和安全性，为人民群众提供一个良好的出入环境。

1 电梯设备的用电负荷

电梯是一个复杂的系统，集机械、电气、控制为一体。它是一种垂直的运输设备，由钢丝绳将一个轿厢和一个对重连接起来，经电动机驱动的曳引轮带动，沿垂直的刚性导轨或倾斜角小于15°的导轨上下运动。目前，无论是城市写字楼还是城市居民楼，电梯都成为了不可缺失的设备。而一旦供电系统出现问题，会直接影响到电梯的舒适度和安全性。根据《建筑设计防火规范》的规定，高层民用建筑的高度范围为24 m～100m，一类高层民居包括高级住宅和19层及19层以上的普通住宅，二类高层民居包括建筑10层至18层的普通住宅［1］。按照规定，一类高层民居要按照一级负荷要求供电，二类高层建筑要按照二级负荷要求供电。二类高层民居一般都有两台电梯，一类高层民居一般都有两台或多台电梯［2］。电梯越多用电负荷越大、系数越大。根据规定，电梯需要系数可取“0.18-0.22”，“6台电梯同时使用系数为0.72”［3］。一类高层民居和二类高层民居的用电负荷、使用系数完全不同，而且由于居住人数和上下班时差，电梯的使用系数和需求系数也大不相同，这都有很大的时间性与时差性，因此要按照电梯的实际情况的使用系数同时率计算其用电负荷。

一台额定载重量为1000kg的电梯，需要的功率大约为10kW。通常情况下，一类高层民居内至少有两台变压器，低压层的两段母线都是各自运行，只有当其中的一台出现故障时，另一台才暂时承担供电任务，如果过了负荷值，则应该停掉次要负荷，保障主要的负荷正常供电。一些大楼备有应急柴油发电机的接线，柴油机所发出的低压电，通常由其中某一变压器供电到大楼较重要的用电负荷的低压母段上去，除了可以作为电梯用电的第二电源外，还可以担任公共场所的用电［4］。对于二类高层建筑，由于用电量不大，有的只有一台变压器系统，在这种情况下，如果附近有400V的备用电源时，可采用10kV电源作为主电源，400V电源作为备用电源，在应急时开启，保证居民照明安全。

2 电梯供电系统分析

2.1 电梯供电系统的接地系统

电梯设置地接主要目的有三个，一是保护人员安全，防止漏电；二是为了防止外界的干扰；三是电子设备的工作要求。接地系统分为三种：IT、TT、TN，TN系统又分为TN-S、TN-C-S、TN-C。TN-S系统是三相五线制，是由三根相线，一根中性线和一根保护线组成。TN-C是三相四线制，是由三根相线和一根由中性线（N线）与保护线（PE线）合成的线组成，安全系数要低于TN-S系统，一般被要求不高的场所与设备使用。TN-C-S系统是TN-C与TN-S的混合系统，常在施工当中使用。电梯的供电系统应该采用TN-S系统，如果条件有限，可以考虑采用TN-C-S系统。TN-S系统为低压配电系统接地形式，两线在进入配电箱起应始终分开，电梯内的其他电器设备要与保护线连接，保护电梯内部安全［5］。如果用TN-C-S系统，要在系统进入机房后在总开关箱处将中性线（N线）和保护线（PE线）再次分开。中性线（N线）供电梯的单相用电设备用，保护线（PE线）连接所有电气设备的外露可导电部分。

2.2 电梯机房配电箱接线方式

为了操作的机动性和安全性，建筑物机房中的每一台电梯都应该有各自的主开关，避免其中一台电梯关闭时出现全部电梯都不能用的情况。对主开关的选择要有严格的标准，开关的整定容量要大于所有电路的总容量，能够切断电梯在正常运行时的最大电流，使电梯能够迅速得到命令。主开关的外部应当具备稳定性、明显性和易操作性，能够清晰地分辨断开和闭合，能够及时方便地操作，一般要安装在机房的入口。电源插座、照明开关和电梯报警装置的供电电路要和主开关分开，主开关不得切断它们的供电电路。一般情况下，电梯电源都采用了双电源供电，除了我们常用的电网用电，还有发电机的发电，所以开关要能够进行自动切换。另外，为了避免一个机房中若干个电梯的混淆，各台电梯的主开关必须有明显易识别的与曳引机相对应的标记，以免因为操作错误造成严重的后果。

2.3 电梯电源的电路

电梯由电动机带动，电动机的调速拖动系统是电梯的核心部分。目前，市场上运用最广泛的是交流变频变压调速系统电梯。它是通过改变曳引机供电电源的频率而调节电动机的同步转速。在调节电动机速度的过程中，当变频器内部的压频比保持正常时，电动机的转矩也就保持正常，电梯的运行才能稳定。这种电梯不但高效、节能，而且体量小、舒适感强，又方便维修，所以深得住户们的喜爱。电路运行的过程是这样的：先把三相电源从配电箱引来，让它经过电源主开关和滤波器，然后再由一个主接触器经过，继而进入变频器，再经过运行接触器进入到电梯的电动机，最后电梯就可以运行了。

3 电梯供电系统的安全防护注意事项

电梯给人们的生产生活带来了便利，同样也带来了不小的安全隐患，所以必须保证电梯供电线路的安全。首先要保障电源的容量，无论是主电源还是备用电源，都应满足电梯在最大负载下正常工作。其次是线路使用的电缆、导线规格型号要符合设计要求，穿金属管预埋，明敷时在金属管上涂上防火涂料，通过防火分区时，要在暗处装置消防设备控制箱。然后是在电梯机房的最末一级配电箱的使用，两路电源时要能够自动切换；两路电源相序排列要一致；工作状态要在控制室中通过信号显现；主、备电源应按先断后合的方式进行切换；主、备电源切换要具有互锁功能，确保只有一路电源投送。最后是要定期对备用发电机进行检查。检查的对象主要有燃油、冷却液、蓄电池电压等；仪表盘、控制屏控制仪表等；排气管道、燃油管路接头、蓄电池接头等；油箱液位显示、柴油的标号及防止燃油流散的设施等。

4 电梯供电系统的检验及故障检修

4.1 供电系统的检验方法

在对电梯供电系统检验之前，要先了解供电部门所供电力的性质，如果只是临时电，便不能进行电梯供电设备的检验，因为临时电的电压及电流相对不稳，很容易出现问题，所以不能用于电梯供电系统供电检测。如果是正式供电，符合检测要求，便可进行接下来的检测。要先进行地线的检测，查看是否有短路的情况，查看究竟是接线线路有误，还是连接不准确［6］。如果不存在问题，接下来就要进行单相用电的设备检验，如果其电压符合规定就证明地接良好。供电检查时应切断系统主电源，再将中性线（N线）和保护线（PE线）断开，用万用表验测它们之间的连通性。

4.2 电气开关的检验方法

在电气开关检验时，主要检测设备的完备性与可靠性。我们乘坐的电梯是上下垂直运行，人的身体虽然能在其中平稳站立，但仍能够感受到电梯的移动，有时还会出现震颤的情况，让人感觉不安全。在到达所在楼层时，电梯门开启时有时会出现碰铁现象，同样使人产生一种不安全的感觉。所以除了检查开关的通断性，还要保障开关的正常使用，保障电梯的舒适度，也为今后的维修提供便利。

4.3 短路故障检验方法

电梯的短路分为两种，第一种是电源与电源间的短路，这类短路发生后会有一定的短路电流，会造成元件的烧毁。对于这类短路，分析过电路的设置方法和工作原理便可找出原因，然后解决。第二种是电路的局部短路。这种情况是开关的接触不良造成，并不会造成大的危害，元件不会被烧毁，但是会影响到正常的使用。对于这类短路，一时很难找出故障所在，必须分步不断地进行分析排查，然后找出故障，解决故障。

4.4 断路故障检查方法

断路时整个电路断开，需要用万用表或断路排查法来检查。断路一般是因为闭合开关接触不良，或者某些电气元件的损坏。在利用万用表进行检测时，应调节万用表的电阻档和电压档检测元件之间的电阻和电压，通过数值的判断找出断路点，然后解决故障。在使用短路排查法时，要拿出电梯电气图纸，根据图纸来判断故障点的位置，然后根据元件当中的断路，缩小排查的范围，反复进行试验和排查，直到找出故障点，将其解决。

4.5 供电系统元件的检验方法

电梯的安全需要高品质的电器元件，所以电器元件的检验至关重要。首先要检查元件是否符合国家标准，不符合标准的坚决不能使用。要检查产品合格证和出产日期，在购买后第一时间进行功能检测，如果产品不合格应马上退换。在电梯试运行一段时间后，要及时进行功能检测，找出故障及时排除，避免因长期使用未检测元件带来更大的问题。即使是经过了多次检测，在供电系统正常使用后，也要按时进行检测，避免长时间不维护所造成的老化与损坏。

总之，随着经济社会的快速发展，人们对生活质量有了更高的追求，生活在钢筋水泥丛林中的现代人对电梯的舒适度与安全性的要求越来越高。一个良好的供电系统是电梯正常运行的重要保障，而一个良好的供电系统离不开一个优秀的操作者与维护者，所以对电梯电力供电系统的机理进行探讨显得十分的必要。未来随着科学技术的飞速发展，电梯更新换代的步伐也将加快，如何用一个稳定的供电系统来保持更加先进电梯的舒适度和安全性，将是我们今后所要思考的问题。

参考文献：

［1］住房和城乡建设部，国家质量监督检验检疫总局.建筑设计防火规范：GB50016-2014［S］.北京：中国计划出版社，2014：1.

［2］住房和城乡建设部，国家质量监督检验检疫总局.住宅设计规范：GB50096-2011［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011：15.

［3］中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准设计图集：建筑电气常用数据：04DX101-1［DS］.北京：中国计划出版社，2006：23.

［4］林朝明，陈惠平.建筑消防供电系统的探讨［J］.淮海工学院学报（自然科学版），2011（06）：35.

［5］刘广震，翁太春.电梯电力供电系统探讨［J］.中国房地产业，2015（07）：146.

［6］郭伟.谈电梯供电系统的检验方法［J］.装备制造，2009 （12）：163.

（责任编辑：王彦永）

中图分类号：TU857

文献标志码：A

文章编号：1673-2928（2016）02-0018-03

收稿日期：2015-09-19

作者简介：王文凯（1986-），内蒙古赤峰市人，工程师，主要从事电梯设备检测工作。