关于电梯浪涌抗扰度试验的探讨

闻科伟，李明阳

（广东省特种设备检测研究院，广东 佛山528251）

随着城镇化的普及与楼宇自动化程度的提高，电梯的使用已成为大多数人的日常生活的一部分。由于设计与制造上缺陷，加之使用方法的不当或其他原因，使得电梯浪涌现象的偶尔发生。

浪涌现象是指瞬间出现超出稳定值的峰值电压或峰值电流的现象。浪涌的起因主要包括电力系统的开关瞬态和雷电瞬态两个方面。电力系统的开关瞬态又包括：电力系统的切换造成的骚扰、配电系统中较小的局部开关或负载变化引起的骚扰、开关电气通断引起的谐振现象、各种系统故障引起的骚扰。雷电瞬态又包含：直接雷击和间接雷击。如图1所示，直接雷击时直接作用于户外电路，注入大电流，其流过接地电阻或外部电路阻抗而产生电压；间接雷击则为云层之间或云层之中的雷击或击于附件物体的雷击产生的电磁场，它在建筑物内外导体上产生感应电流和感应电压。

图1 雷击浪涌现象产生示意图

电梯的浪涌现象如果没有得到有效解决，有可能造成两方面的危害：一是破坏性危害，当浪涌产生的一个电涌电压超过电气设备的承受电压时，这个设备将会完全被破坏或寿命大大降低；另一个是积累性破坏，当多个小的电涌电压多次作用电气设备，所造成的积累效应可能是半导体器件的性能降低、电气设备发生故障或寿命减短。

1 浪涌抗扰度试验简介

浪涌抗扰度试验是属于电磁兼容抗扰度试验的一个重要试验[1]，电梯的浪涌抗扰度试验目的是建立一个共同的基准，以评价电梯及其相关设备在遭受浪涌（冲击）时的性能。

根据GB/T 24808-2009《电磁兼容 电梯、自动扶梯和自动人行道产品系列标准抗扰度》要求，浪涌抗扰度试验中样品在以下条件下，满足判据B的要求：相线与相线之间和相线与中线之间施加1 kV，相线或中线对地施加2 kV[2-3]。

性能准则B：在试验后装置或装置组合应按设计的连续运行。即当装置或装置组合按照设计使用时，不允许任何性能降低或功能损失到低于制造商给定的性能指标。在某些情况下，性能可允许有一定的损失。在试验过程间，允许性能降低，但是不允许改变实际运行状态和存储的数据。如果制造商未给定最低的性能指标或允许的性能损失，可根据产品描述、文件和使用者对装置或装置组合合理的期望来确定。

2 常见问题

根据对电梯浪涌抗扰度试验的总结和研究[4]，归纳了电梯浪涌抗扰度主要有以下几个方面问题：

（1）接地不良好

在电梯供电电源切换电的时候，输入电源容易产生瞬电压或电流升高，出现浪涌现象，电梯的接地系统完善则可以减小浪涌现象带来的危害[5]。检测时，发现电梯相关装置保护接地存在接地不良好的情况。有很多设计接地点（控制柜、门机及门机控制系统、金属屏蔽装置等）都存在类似于喷涂了绝缘漆以后接线接地的接地不良情况。如图2所示，电梯控制柜门接地点先喷涂了绝缘漆然后直接与地线相连，这种情况容易造成控制柜接地线接触不良，造成低频段峰值偏高甚至超出限定的准峰值。

（2）未设置防雷击浪涌装置

根据标准要求，结合按雷击风险评估和防雷区划分，对电梯电源系统防雷应采用多重保护，层层设防的原则对供电系统做多级电涌保护设计，达到多级分流、逐级降压的目的[6]。在楼宇总配电室安装电斑开关型，SPD（浪涌保护器），10/350us波形，放电电流不小于20 kA.在后级配电箱处安装限压型SPD，以抑制瞬间过电压，将威胁值减到电梯设备的耐受能力以内。

由图3可看出电梯控制柜主电源输入端以及变频器输入端均无防雷击浪涌冲击的装置和具有该功能的保护措施。这种情况在大电流冲击或大磁场的情况下，很容易出现控制系统故障或烧坏电机的情况。

（3）其他常见问题

在雷电多发的地区，电梯出现浪涌现象导致烧坏电气元件的情况很多。在电梯检测时候发现的问题也比较突出，详细如下：建筑防雷系统（包括电梯机房防雷系统）在雷电多发区域未经当地防雷所验收；有些建筑小区，虽然电梯控制柜变频器电源输入端有压敏电阻进行保护，但是由于该小区地处雷暴天气高发区域，电梯主电源端未设置浪涌保护器作为防护，所以还是不能满足GB/T 24808-2009标准附表中浪涌抗扰度试验要求。

3 整改建议

（1）设计环节

这个是最重要的环节，有关浪涌防护问题需要在最初的设计环节进行的单独设计。在总供电箱、分电箱以及电梯控制柜主电源输入端或变频器输入端逐级按实际电能情况增加不同规格的浪涌保护器（简称SPD），经过不同规格SPD的逐级衰减，把浪涌电流能量逐步降低，以达到保护电梯电气部件的目的。

在电梯机房内应设计接地干线，将机房内相关电梯部件的保护接地就近接至等电位接地干线上并可靠接地，以减少大电流涌入时所引起的电位差，保护电梯电气部件。

不仅是设计时要考虑，建筑设计也要考虑相关措施。减小雷电浪涌现象带来的危害需要对电梯机房进行相关屏蔽措施，不仅要有法拉第笼式的金属屏蔽措施，还要增加其他的屏蔽措施，如采取金属网格屏蔽等。

（2）制造及安装环节

电梯控制柜内有添加浪涌保护器、滤波器、电抗器等措施以及部分重要部件有做金属屏蔽处理时，浪涌保护器、滤波器、电抗器和金属屏蔽均需要良好功能接地才能达到设计要求。

另外，需要合理布线，改良接地，使得电气控制系统的电气设备均可靠接地，并使得输出线缆采用屏蔽线缆，以及控制柜安装孔、工艺孔和接线端口屏蔽处理。

加装常用的电磁干扰防护设备。比如，电抗器、RC滤波设备、磁环等等。

（3）其他建议

加强电梯所在建筑物的防雷系统性能检测和整改工作，确保电梯在井道中等电位连接，实现均压等电位。

4 结束语

高层电梯避雷装置安装竣工后，应通过第三方有资质的公司进行检测，检查所有接线是否正确安装，不断进行调试，另外对接地电阻进行第三方年检测量，在雷雨季节加强维保检查力度，确保能够迅速响应、及时处理突发事件。

参考文献：

[1]EN 12016-2004，Electromagnetic compatibility-Product family standard for lifts，escalators and moving walks immuni ty[S].2004.

[2]GB 7588-2003.电梯制造与安装安全规范[S].北京：国家标准委员会，2003.

[3]GB16899-2011.自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范[S].北京：国家标准委员会，2011.

[4]GB/T 24808-2009.电磁兼容电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准抗扰度[S].北京：国家标准委员会，2009.

[5]李明阳，李桂平，代清友.电梯产品电磁兼容性研究[J].机电信息，2012（6）：45-47.

[6]胡海涛.广州地区高层电梯防雷措施和接地检测探讨[J].智能建筑电气技术，2009，3（6）：16-17.