一起层门锁紧开关失效引发的对安全回路接地保护的思考

牛长建 唐熊武 胡海波

（1.黄山市特种设备监督检验中心 黄山 245000）

（2.安庆市特种设备监督检验中心 安庆 246200）

近年来,电梯“开门走梯”事故屡有发生[1],有些是维修人员维修时人为短接门锁,维修完毕未及时拆除所致,还有一部分是环境潮湿等原因造成门锁“意外”接地所导致。随着TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》第2号修改单的实施,新的电梯加装“门旁路”和“门回路检测”保护功能,门锁人为短接事故在新电梯上已杜绝,然而存量的数百万台电梯并不具备门回路检测功能,且有些厂家对安全回路接地保护认识存在偏差,在设计和制造时未考虑此功能,这就需要检验人员提高认识,及时发现隐患并督促安装单位或保养单位整改,消除此项安全隐患。

GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》（以下简称GB 7588）中第14.1.1.3条规定,“如果含有电气安全装置的电路接地或接触金属构件而造成接地,应：a)使电梯驱动主机立即停止运转；或b)在第一次正常停止运转后,防止电梯驱动主机再启动。恢复电梯运行只能通过手动复位。”[2]在TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》（含第1、2、3号修改单）（以下简称检规）中未涉及该检验项目,仅在附录A第2.10条中要求“（1）供电电源自进入机房（机器设备间）起,中性导体（N,零线）与保护导体应当始终分开；（2）所有电气设备及线管、线槽的外露可以导电部分应当与保护导体（PE,地线）可靠连接”[3],且该项目在检规中的检验类别为C类,检验人员可以通过对施工单位或维护保养单位的自检记录或报告进行确认,对自检记录或者报告的该项内容无质疑时可以确认结果为符合,否则应对该项进行检验。长期以来,检验机构因“人机比”矛盾突出,检验人员对每台电梯的检验时间有限,接地的检验往往得不到重视,或者检验人员只是按照检规要求检查零地分开和一些电气设备的可导电外壳是否接地,对安全回路发生碰地时能否及时切断驱动主机的电源未做检验,这可能导致有缺陷的电梯投入使用,给电梯的安全运行留下隐患。

1 案例概况

在对1台曳引式电梯检验过程中,发现检修运行时人为打开层门锁紧装置,电梯并未停止运行,检查发现层门锁紧触点之间意外掉入1枚螺丝,导致门锁意外接通,见图1。

图1 门锁意外短接实物图

仔细检查发现该螺丝的尾部与层门上的固定螺钉已接触,而层门框接地良好。该电梯对电气安全装置的接地保护是通过熔断器的熔断来实现,掉落的螺丝已经通过与固定螺钉的接触而接地,然而并未使熔断器熔断以实现保护,显然不满足GB 7588的要求,遂查找原因。该电梯的安全回路为AC110,是从控制柜下部的变压器二次侧引出,查看控制柜内的变压器发现,变压器二次侧安全回路的输出端见图2,图2中变压器上端从左往右第2个插件输出交流110 V后分成两路,一路经整流后给制动器线圈供电,另一路经安全回路进入电脑板,驱动继电器工作。

图2 变压器接线实物图

查阅该电梯的电气原理图,变压器部分电气原理图如图3所示,安全回路部分电气原理图如图4所示。

图3 变压器部分电气原理图

图4 安全回路部分电气原理图

结合图3、图4可知,安全回路经熔断器→102→安全回路中各电气安全装置→电脑板（负载）→101流回变压器,在101处接地。现场断开主开关后,将图2中101和102均拆除,用万用表通断档分别测量101和102对接地端子排的连通性,发现均不通,可以判断现场未按照电气原理图接线,导致电气安全装置接地保护功能无效。

2 案例分析

从图4可以看出,当门锁在116处发生接地故障时,电流从116处经接地线直接回流至101（变压器）,电流的流向是从102→各开关→其他门锁→116→101,中间不经过负载,相当于安全回路短路,电流很大,保险丝熔断,从而导致安全继电器失电,制停电梯,只有手动清除接地故障并且更换保险丝后才能恢复电梯运行,符合标准要求。而案例电梯正是由于101处少了接地线,116接地后与101处不能形成通路,不能形成短路电流,故无法实现标准中对安全回路接地故障的保护。更危险的是,如果此时底坑由于进水潮湿导致缓冲器开关于137处发生接地故障,则电流将从137处经接地线与116接通,两点之间的所有开关和门锁将被“短接”,可能造成严重事故。

需要引起注意的是,必须将接地线接在电脑板返回变压器的支路（继电器的后端）上,接反不仅起不到保护的作用而且会留下重大事故隐患。图5是一种接地线接反的示意图。当开关在103位置发生碰壳接地时,电流经102→接地线→103→后端开关→继电器→101,熔断器不动作,继电器能够正常得电,而103之前的所有开关被“短接”,风险极大。即这种接法只要有1处发生碰壳故障,其之前的开关全部失效[4]。

图5 一种错误的接地形式

多数电梯变压器输出端熔断器内置于变压器,接在出线端以前,只要发生了安全回路对地故障,熔断器能及时熔断,对于一些熔断器独立于变压器的电梯来说,熔断器的接线位置同接地位置一样重要,熔断器必须接在开关的前端,如果误接在安全继电器的后端,在发生安全回路碰壳故障时,故障电流会跨过熔断器、直接流回变压器形成短路,由于短路电流不能被及时切断,可能会引起线路烧毁,严重时还可能引发火灾。

3 检验方法

经以上分析可知,在检验安全回路接地保护时,不仅要检验变压器输出端子是否接地,还要判断其接地位置和外置熔断器（如果有）的接线位置是否正确。以案例电梯为例,检验过程如下：断开主开关,测量101对接地端子排的连通性,如连通,说明已正确接地；如不连通,则测量102对接地端子排的连通性,如果102与地连通,说明采用了无效且危险的接地方式；如果102与地不通,则说明未接地。有外置熔断器时,测量外置熔断器与102是否接通,如果接通则说明外置熔断器的接线位置正确；如果外置熔断器与102不通但与101接通,则说明外置熔断器接线错误,需要更改接线。

4 结束语

大多数的电梯伤害事故发生在电梯门区,门锁回路是实现门区保护最重要的一环[5],当安全回路变压器未正确接地时,门区事故风险大大增加。因此安装、维保和检验人员对变压器的接地要高度重视。在日常生产生活中已经发生过变压器未正确接地、门锁因潮湿对地导通、熔断器无法动作造成开门走梯的严重事故。只有从本质上确保接地保护的功能完整才能最大限度地避免此类事故的再次发生。案例中的电梯变压器经整改正确接地后,人为把门锁触点与门框螺丝接通,熔断器立即熔断,安全回路断开,电梯无法恢复运行。在实际检验中要模拟接地势必会影响检验效率并造成元件损坏,此时就可以采用本文介绍的检验方法实施检验。