浅析起重机械意外漏电的检验与故障排除方法

陈军胜

摘 要：起重机械属于特种设备，广泛应用于工厂企业，一旦出现意外漏电的故障，就会危及操作人员的人身安全。本文通过对典型案例的故障排查、成因分析，采取优化设计来消除了安全隐患。

关键词：起重机械；意外带电；接地保护；检验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.041

起重机械属于特种设备，广泛应用于工厂企业、矿山、道路施工等领域。由于采用了电力驱动，一旦发生漏电故障就会对操作人员造成触电伤害。在定期检验过程中，发现某台起重机械意外带电并有伤人的危险。该起重机械安装在某工厂加工车间内，属于一种电动单梁桥式起重机。其型号为：LH10t-20.5m，额定起重量：10t；吊具：吊勾；控制方式：地操控制方式（无司机室）。询问设备的日常使用情况时，操作人员反映该起重机械时常有“电人”的情况发生，设备处于较为危险的工作状态，应停止使用并全面检查和排查故障。

1 重点排查操控用的手操器和起升重物的吊勾

由于该起重机械安装在离地面7m的高空，大部分的机械装置和电气部件都无法与人接触因而也不会电到人，只有操控用的手操器和起升重物的吊勾有接触人员的可能，因此两者是重点排查的对象。首先要检查便携式手操器，拆开外壳后用万用表测量其内部元器件的工作电压，实测值为：48V；低于安全电压。根此我們认为手操器是安全的，可以排除其漏电的可能性。接下来就要检查吊勾了：先合上总电源开关让起重机械带电，再用万用表测量吊钩与总电源箱零线之间的电压，实测为230V，说明吊钩意外带电了，同时这也是该起重机械意外电人的直接原因。

2 对所有涉电的零部件进行检查

起重机械的吊勾用于起吊货物，正常条件下是不会带电的，初步怀疑是电源的相线对地或者是导电体之间发生了短路，需要对所有涉电的零部件进行仔细的检查。检查发现起升电动机的接线盒内，有一个引线上绝缘层已经破损，用绝缘电阻测试仪测量该处有一相电源对地绝缘电阻为零，正是由于电动机外壳的漏电使吊钩意外带电。起重机械应设置有接地保护功能，能够在发生漏电时起到短路作用从而防止电伤人。本次故障可以推断为接地保护失效了，有必要对整个接地系统进行全面检查。

3 不同系统有不同的保护原理

通常而言，起重机械的接地保护主要有TN、TT、IT等系统。我们需要检查并判断出该起重机的接地保护方式。首先是检查外部的总供电变压器，低压侧有四个接线柱，分别为一根中性线和三根相线，可以排除IT接地系统的可能，应该是TN或是TT接地系统。然后对起重机械的主电源箱进行检查，发现有PE和N接线柱。PE接线柱连接为起重机械供电电缆中的一根；N接线柱上连接外部变压器的中性线，据此可以判定接地系统应为。按起重机械的相关规范，TN系统重复接地的电阻应不大于10Ω[1]，但测量其值却达到了50Ω，明显超出了标准值，进一步进检查发现接地线与中性线之间的电阻很大，说明保护地线并未做重复接地处理，实际的接地效果仅为TT系统。由于接地电阻过大，该接地系统无法起到漏电保护的作用，造成起重机械漏电故障的电气原理如图1所示。

如图1所示，在主电路上，该起重机械设置了两个自动断路器，瞬时电流脱钩器整定电流为200A，按照相关标准的要求：自动断路器的短路电流不应小于断路器脱扣器整定电流的1.3倍。则自动断路器的设定动作电流。当发生接地故障时会形成短路，产生的短路电流 （现场测量；）。由于实际的短路电流远小于动作设定值，所以自动断路器不会动作，应有的短路保护也因此失效。

4 小结

结合上述的检查和分析，我们认为本次意外带电的外因是起重机械的带电金属结构（电动机）漏电所致。内因是应有的接地保护未能起到短路保护，而导致防护失效又有两点：（1）易带电金属结构未与电源中性点连接；（2）短路电流远小于自动断路器的设定值。根据这种判断，可以提出电气保护线路的改进：（1）将起重机械易于带点的金属机构与TN系统电源中性点连接；（2）设置一个或多个重复接地点，使得接地电阻，经过改造后的接地保护原理图如图2所示：

如图2所示，如果再次发生了漏电现象，同样会产生短路，其电流（相零回路的电阻值很小，按来计算），由于，（），所以自动断路器能动作并切断主电源，短路保护能够防止操作人员的意外触电。此外，由于新设计采取了重复接地的方式，出现接地保护线断开未能与电源中性点联通的情况，会由TN自动变成TT系统，接地电阻也会小于10Ω，这时候就算出现了外壳漏电的故障，也能使漏电保护开关动作并保护了人员安全。

参考文献：

[1]引自GB6067.1-2010 起重机械安全规程第1部分：总则的第8.8.8条要求[S].

[2]起重机械安装改造重大修理监督检验规则[S].北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2016.

[3]起重机械定期检验规则[S].北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2016.