起重機(jī)漏電保護(hù)分析

林明溢

（莆田市國投安全咨詢有限公司，福建 莆田 351100）

漏電是起重機(jī)等電氣設(shè)備運(yùn)行過程中常見的安全隱患，通常情況下，電力系統(tǒng)中都會(huì)存在漏電電流，如果電流值達(dá)到一定數(shù)值之后，就會(huì)產(chǎn)生安全隱患，影響設(shè)備的正常使用，其中起重機(jī)是建筑工程和污水處理廠中常見的設(shè)備，在使用過程中，需要針對漏電問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，以減少設(shè)備使用中的安全隱患。

1 起重機(jī)漏電保護(hù)裝置組成及原理

起重機(jī)主要是在室外使用，受外部環(huán)境因素的影響較為嚴(yán)重，在長期使用過程中，容易出現(xiàn)設(shè)備老化的問題，導(dǎo)致設(shè)備的絕緣層受到損傷，進(jìn)而出現(xiàn)漏電的問題，對施工作業(yè)人員的生命安全造成嚴(yán)重的威脅。為有效解決漏電問題，可以在起重機(jī)設(shè)備上安裝漏電保護(hù)器，可以有效避免因漏電導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生相關(guān)安全隱患，可以對電氣設(shè)備產(chǎn)生保護(hù)作用，在使用起重機(jī)的過程中，必須嚴(yán)格按照國家規(guī)定的漏電保護(hù)器安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。

1.1 組成

根據(jù)漏電保護(hù)器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，漏電保護(hù)器主要是由檢測元件、中間環(huán)節(jié)、執(zhí)行系統(tǒng)、輔助電源以及實(shí)驗(yàn)裝置組成。其中檢測元件是零序電流互感器，在漏電保護(hù)器中保護(hù)主電路的相線和中線構(gòu)成了互感器的一次線圈，繞組是纏繞在鐵心上的二次線圈，檢測元件的主要功能是針對起重機(jī)設(shè)備中出現(xiàn)的漏電電流信號轉(zhuǎn)化為電壓，并向中間環(huán)節(jié)輸出，而中間環(huán)節(jié)包括放大器、脫扣器以及比較器，可以收集電氣設(shè)備各個(gè)部分產(chǎn)生的漏電信號，執(zhí)行系統(tǒng)可以接收中間環(huán)節(jié)發(fā)出的各種指令信號，并判斷起重機(jī)是否存在漏電問題，如果存在漏電，執(zhí)行系統(tǒng)可以切斷出現(xiàn)故障的電源，而輔助性電源主要是為漏電保護(hù)器提供低壓電源，可以保證漏電保護(hù)器穩(wěn)定安全運(yùn)行。

1.2 原理

漏電保護(hù)器在起重機(jī)中的應(yīng)用原理為漏電保護(hù)器可以針對起重機(jī)設(shè)備中的多余電流進(jìn)行檢查，通常情況下，漏電保護(hù)器監(jiān)測的電流是被保護(hù)電路中相線和中線瞬時(shí)產(chǎn)生的電流代數(shù)和，起重機(jī)在運(yùn)行的過程中，本身就會(huì)產(chǎn)生一定量的泄漏電流，設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生接地故障電流，如果起重機(jī)設(shè)備在運(yùn)行的過程中，被保護(hù)的電路處于正常的工作狀態(tài)中，并沒有漏電或觸電的問題出現(xiàn)，此時(shí)電流的相量和為零，如果被保護(hù)的電路出現(xiàn)漏電問題，會(huì)產(chǎn)生大量的漏電電流，漏電保護(hù)器中的線圈會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢，通過漏電保護(hù)器中間環(huán)節(jié)的處理，當(dāng)電流的信號達(dá)到一定值之后，漏電保護(hù)器會(huì)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)設(shè)備的主開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳閘，并在第一時(shí)間切斷設(shè)備電路的電源，實(shí)現(xiàn)對電路的保護(hù)。

2 起重機(jī)設(shè)備漏電因素

起重機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)不同程度的漏電現(xiàn)象，對使用者的生命安全造成嚴(yán)重威脅，結(jié)合目前設(shè)備中出現(xiàn)的漏電問題，需要保證合理用電，在強(qiáng)電壓和弱電壓等情況下都需要做好穩(wěn)定工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)起重機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率的提升，常見的設(shè)備漏電因素主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1 電源載波頻率

起重機(jī)設(shè)備的電源載波率變化情況與帶布線電容容抗的變化屬于反比的關(guān)系，隨著設(shè)備的應(yīng)用頻率不斷增加，設(shè)備中會(huì)產(chǎn)生較大的電流，因此關(guān)于載波頻率的設(shè)計(jì)尤為重要，如果設(shè)計(jì)不到位或存在異常，將會(huì)出現(xiàn)設(shè)備漏電的問題，在針對起重機(jī)進(jìn)行管理的過程中，管理人員需要針對該種問題在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)，使其恢復(fù)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，在具體的調(diào)整階段，管理人員可以適當(dāng)降低載頻的頻率，并經(jīng)過預(yù)設(shè)操作，保證漏電的電流可以與載波頻率保持一致，在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要充分掌握數(shù)值的具體變化情況，通常情況下，如果載波的頻率越大則表示漏電的電流越大。

2.2 容性電流

起重機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過程中受電力電容、電源布線等方面的影響較為嚴(yán)重，其中電容是導(dǎo)體中的元件，在使用的過程中，需要消耗電能，為減輕容性電流對起重機(jī)的影響，可以使用電容器作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，明確電源的能力，保證電源的設(shè)計(jì)可以符合設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求，以此來減少漏電問題的出現(xiàn)，在針對起重機(jī)設(shè)備進(jìn)行通電之后，也有可能出現(xiàn)漏電的問題，此時(shí)需要進(jìn)行合理的預(yù)設(shè)。

2.3 導(dǎo)線、開關(guān)等電氣元件的絕緣性

通常情況下，起重機(jī)設(shè)備中的開關(guān)、變壓器等部件都屬于絕緣部件，但仍可能存在不同程度的漏電問題，如果出現(xiàn)電流泄露，隨著時(shí)間的推移，會(huì)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)短路，接地區(qū)域出現(xiàn)異常。

3 漏電保護(hù)器原理在起重機(jī)中的應(yīng)用

3.1 漏電保護(hù)器的應(yīng)用

3.1.1 漏電保護(hù)器的類型

根據(jù)漏電保護(hù)器工作原理的不同，可以分成電壓動(dòng)作、電流動(dòng)作、直流動(dòng)作交流脈沖等多種類型，目前，在起重機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)中，常見的漏電保護(hù)器為電流動(dòng)作形式，該種類型的漏電保護(hù)器具備較強(qiáng)的保護(hù)功能，可以實(shí)現(xiàn)對起重機(jī)設(shè)備整體系統(tǒng)的保護(hù)，同時(shí)也可以根據(jù)各支線的實(shí)際運(yùn)行情況，采取分級保護(hù)的形式，在漏電保護(hù)器的組成方面，電流動(dòng)作類型主要包括主開關(guān)、零序交流互感器、脫扣機(jī)構(gòu)等。

3.1.2 漏電保護(hù)器在起重機(jī)設(shè)備中的具體應(yīng)用

零序電流互感器可以作為一種檢測元件，主要是安裝在接地體和變壓器中性點(diǎn)之間，可以起到對設(shè)備整體電路網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，同時(shí)該元件也可以安裝在設(shè)備的支線中。對于TN-S 接地型式的起重機(jī)，可以選擇三相四線的漏電保護(hù)器，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，TN-C 接地型式的起重機(jī)在安裝漏電保護(hù)器時(shí)需要結(jié)合具體的漏電防護(hù)措施，針對設(shè)備外露中的可接近導(dǎo)體獨(dú)立接地，此時(shí)設(shè)備的局部可以形成TT 系統(tǒng)，由于TN-C 接地型式起重機(jī)中性線和接地線是合一的，因此，需要將TN-C 系統(tǒng)改造為TN-C-S 系統(tǒng)或局部TT 系統(tǒng)。在正式安裝漏電保護(hù)器之前，技術(shù)人員需要明確漏電保護(hù)器的基本原理，嚴(yán)格按照使用說明完成各條線路的安裝。技術(shù)人員需要保證中性線和保護(hù)地線始終處于分開的狀態(tài)中，其中保護(hù)接地線不能接入漏電保護(hù)器中。對于IT 系統(tǒng)的起重機(jī)，如果起重機(jī)設(shè)備上無單相電氣設(shè)備或單相電氣設(shè)備使用隔離變壓器進(jìn)行單獨(dú)供電時(shí)，可以選擇三相三線漏電保護(hù)器。如果起重機(jī)設(shè)備上存在單相電氣設(shè)備，則需要使用三相四線漏電保護(hù)器，此時(shí)中性線需要接入到保護(hù)器中，輸出側(cè)的中線性需要對地絕緣，避免在工作過程中出現(xiàn)誤動(dòng)作。此外，如果起重機(jī)設(shè)備的不同支電路選擇分別設(shè)置漏電保護(hù)器，技術(shù)人員需要注意兩個(gè)漏電保護(hù)器輸出側(cè)的中性線和相線不能連接。采取TT 系統(tǒng)時(shí)，需要針對漏電保護(hù)器加裝切斷電源的設(shè)備，避免出現(xiàn)電擊事故，漏電保護(hù)器之后的中性線不能重復(fù)接地，避免出現(xiàn)漏電問題時(shí)，電流通過中性線進(jìn)入到電源中，導(dǎo)致保護(hù)器出現(xiàn)拒動(dòng)作。

3.2 漏電保護(hù)器的選用

3.2.1 漏電保護(hù)系統(tǒng)分析及保護(hù)器的電路連接

起重機(jī)設(shè)備的漏電保護(hù)工作一直是設(shè)備安全管理的重點(diǎn)內(nèi)容，結(jié)合目前安全管理工作的開展情況，還需要進(jìn)一步明確漏電保護(hù)系統(tǒng)的類型，并開展針對性的保護(hù)措施，進(jìn)而達(dá)到理想的漏電保護(hù)效果。

（1）TN 漏電保護(hù)系統(tǒng)。TN 漏電保護(hù)系統(tǒng)屬于接零保護(hù)的形式，通常情況下，起重機(jī)設(shè)備的接地系統(tǒng)并不帶電，但是如果設(shè)備外殼的絕緣層受損，此時(shí)設(shè)備的接地系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)帶電的情況，針對該種漏電問題，可以將零線與設(shè)備中的金屬部件連接，設(shè)備會(huì)出現(xiàn)單向的短路情況，此時(shí)短路產(chǎn)生的電路會(huì)驅(qū)使漏電保護(hù)系統(tǒng)開啟保護(hù)模式。在應(yīng)用TN 漏電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮到阻抗值，如果設(shè)備中性線的距離與接地距離相距較遠(yuǎn)，技術(shù)人員可以通過多次接地的方式，實(shí)現(xiàn)平衡電位的目的，提升TN 漏電保護(hù)系統(tǒng)的安全性，如果在應(yīng)用過程中，中性線路斷開，會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)出現(xiàn)漏電的問題，此時(shí)零線自身可能會(huì)帶電，設(shè)備的使用會(huì)存在較大的安全隱患，因此，在開展漏電保護(hù)工作時(shí)，應(yīng)避免中性線出現(xiàn)斷開的問題。圖1為漏電保護(hù)器在TN-C 供電系統(tǒng)中的接線方法，指電源側(cè)中性線直接接地，而電氣設(shè)備的金屬外殼通過接中性線而接地，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的保護(hù)。

圖1 漏電保護(hù)器在TN-C 系統(tǒng)中的接線

（2）TT 漏電保護(hù)系統(tǒng)。TT 漏電保護(hù)系統(tǒng)是將起重機(jī)電氣設(shè)備金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)中時(shí)，一旦中性線的絕緣層受到損傷，起重機(jī)就會(huì)出現(xiàn)漏電的問題，此時(shí)需要將設(shè)備中的金屬與接地體直接相連，同時(shí)需要保證接地體并不屬于漏電保護(hù)系統(tǒng)的范圍中，可以有效達(dá)到漏電保護(hù)的目的，技術(shù)人員在使IT 保護(hù)系統(tǒng)的過程中，需要將電氣設(shè)備金屬外殼中的電壓值控制在50 V 以下，保證其處于安全電壓的范圍中，同時(shí)需要科學(xué)控制電阻值，接地的電阻值不能很低，主要目的是防止產(chǎn)生的電流過小，導(dǎo)致設(shè)備中的斷路器無法正常使用，如果起重機(jī)設(shè)備長期處于漏電的狀態(tài)中，且并沒有采取有效的控制手段，將會(huì)產(chǎn)生較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，例如，起重機(jī)的接地電壓會(huì)出現(xiàn)問題，人一旦與設(shè)備出現(xiàn)接觸就會(huì)造成觸電事故，而TT 漏電保護(hù)系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，需要安裝漏電開關(guān)，在保護(hù)系統(tǒng)中形成一個(gè)完整的漏電保護(hù)回路。圖2 為漏電保護(hù)器在TT 供電系統(tǒng)中的接線方法，其中電源側(cè)中性線直接接地，起重機(jī)中電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地，當(dāng)起重機(jī)設(shè)備出現(xiàn)漏電問題時(shí)，只要存在漏電的電流，漏電保護(hù)器就會(huì)檢測到電流值，并立即切斷電源，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保護(hù)。

圖2 漏電保護(hù)器在TT 系統(tǒng)中的接線

（3）IT 漏電保護(hù)系統(tǒng)。IT 漏電保護(hù)系統(tǒng)是將起重機(jī)設(shè)備中未帶電的金屬元件和接地體進(jìn)行連接，兩臺或兩臺以上的設(shè)備同時(shí)使用時(shí)，如果設(shè)備的絕緣層出現(xiàn)損壞，就會(huì)產(chǎn)生接地的電流。

3.2.2 漏電保護(hù)器的選用原則

漏電電流是漏電保護(hù)器使用中的主要參數(shù)，通常情況下，漏電保護(hù)器中的動(dòng)作電流需要控制在20 mA以下，漏電保護(hù)器包括保護(hù)裝置和電源開關(guān)組，其中電源設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對起重機(jī)設(shè)備的短路保護(hù)、漏電保護(hù)以及過載保護(hù)等，漏電保護(hù)器在安裝過程中，安裝的流程和基本步驟也可以適當(dāng)?shù)睾喕?。關(guān)于漏電保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在100～500 ms 之間設(shè)定，其中100 ms 用于人身安全防護(hù)，200～500 ms則用于漏電保護(hù)器上下級之間的選擇性脫扣關(guān)系。如果漏電斷路器自身防護(hù)性能不足，出現(xiàn)跳閘等問題，技術(shù)人員需要重點(diǎn)檢查出現(xiàn)斷路問題的根本原因，并重點(diǎn)排查保護(hù)器中的觸頭等部件是否存在損壞的現(xiàn)象。

4 漏電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行中的注意事項(xiàng)

無論是施工階段還是日常的使用階段，都需要針對起重機(jī)設(shè)備漏電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，并定期開展維護(hù)管理工作，技術(shù)人員可以施工試驗(yàn)檢測的方式針對漏電保護(hù)系統(tǒng)的各種主線、支線進(jìn)行檢測，嚴(yán)格按照漏電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行要求進(jìn)行檢查，例如，檢修人員可以觀察顯示屏的原色，顯示屏的漏電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)漏電跳閘時(shí)，顯示屏為紅色，如果跳閘后顯示屏變成紅色，證明電路中有漏電情況發(fā)生，此時(shí)檢修人員需要先檢查電路的主線，將分支線路甩去，使用兆歐表進(jìn)行搖測絕緣，如果是漏電故障且直接送電不會(huì)造成不良影響，可以直接送電，完成主線的檢查之后，在針對故障分支進(jìn)行阻隔排除，最后找到故障點(diǎn)，修復(fù)后送電試運(yùn)行，保證漏電保護(hù)系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)可以處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)中。

5 結(jié)論

總之，起重機(jī)設(shè)備的漏電保護(hù)對設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要，在開展漏電保護(hù)工作的過程中，需要明確漏電保護(hù)器的組成和工作原理，根據(jù)起重機(jī)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際需求選擇漏電保護(hù)系統(tǒng)，充分發(fā)揮漏電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，定期針對漏電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，提高設(shè)備應(yīng)用的安全性。