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电梯电气安全回路接地故障保护功能检验方法研究

林俊逵

日立电梯(中国)有限公司汕头分公司

摘要: 如今,随着高层建筑数量的不断增加,电梯已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。通过实现电梯电气安全回路接地故障保护功能,可以有效避免电梯出现“开门走梯”故障问题的产生,从而为电梯安全稳定运行提供非常重要的保障作用。本文主要针对梯电气安全回路接地故障保护功能进行了深入分析,并结合实际情况提出了一些有效的检验方法,希望能为相关人员提供合理的参考依据。
关键词: 电梯;电气安全;接地故障;保护功能;检验方法
DOI:10.12721/ccn.2021.157067
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在电梯电气控制系统中,梯电气安全回路在其中占据着非常重要的核心地位,对于控制电路而言,是由多个方面共同组合而成,主要包括电气开关、保护电气触电以及控制继电器等。当电梯在实际的运行过程中,需要控制继电器线圈发挥作用,从而完成得电与失电等工作,从而为主回路提供信号,或者是直接切断信号,在此基础上可以对电梯主机运行以及轿厢运行状态等起到非常重要的控制作用,最终达到自动化的控制目标。

1、标准要求

结合“电梯制造与安装安全规范”中的相关规定进行分析,其中明确指出如果电路接地或者是接触金属构件而出现了接地状况,那么电路中的电气安全装置需要及时采取以下两种措施:第一,及时停止电梯驱动主机运行状态;第二,在第一次停止动作完成之后,为了防止电梯驱动主机会再次发生启动,需要在电梯进入到运行状态之后,通过手动的方式进行复位。对于梯电气安全回路接地故障保护装置而言,就是同时具备第一与第二点功能的电气安全装置。

2、接地故障保护功能失效形式

对于梯电气安全回路接地故障保护装置而言,指的就是在回路当中完成接地保护线与熔断器的设置工作,当接地保护功能作用无法发挥时,主要是因为接地保护线在设置方面存在失误,一般主要体现在接地保护线位置选择不对,或者是在回路当中没有完成接地保护线的设置工作。

本文主要针对某电梯门锁回路为例进行分析,其中,下图1所体现的是接地故障保护功能稳定运行的电路,在对接地保护线位置进行选择时,主要是设置在了101与103端子中间。从102端子到104端子之间,如果其中任何一个点位出现了接地故障,那么都会造成门锁继电器出现电路现象,这是熔断器会因此出现熔断,最终终止电梯运行状态,通过这种方式来为电梯安全起到一定的保护效果。

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图1 接地故障保护功能正常的门锁回路

在对接地保护线进行安装的过程中,如果是将位置选择在门锁开关F1的左边,当F1与104端子之间出现意外接地现象时,这时开关就会因此出现短路问题,对于这些已经短路的开关而言,无论是处在断开状态还是闭合状态,都不会对门锁节继电器正常得电带来影响。如果出现短路现象的开关是电梯其中一层开关,并且该层正处于开门状态,那么电梯仍然可以继续运行,这时就会引发“开门走梯”故障问题的产生。

在门锁回路中如果没有完成对接地保护线的安装工作,那么当回路发生意外接地现象时,就会带来“开门走梯”故障问题的产生,这时意外接地主要体现在了两个方面,也就是在两个不同的开关位置处,同时出现了意外接地现象,结合上图1中的相关内容进行分析,如果在回路中不对接地保护线进行设置,那么当F1左边与F1右边同时出现意外接地现象时,F1就会出现短路故障,从而在F1所对应的门层就会出现“开门走梯”现象。

3、对地泄漏电流检验法

在传统的检验方法中还存在一定的缺陷,本文针对基于对地泄漏电流检测原理的新型检验方法进行了分析,并在此基础上完成了相应检测装置的设置工作,这种方法主要是利用自动切换阶梯线性负载模块中功率电阻大小的形式,对每一个切换阶段回路中的对地泄漏电流做好相应的记录工作,在此基础上就能对每一个阶段的接地泄漏电流与回路正常工作电流之间差异进行对比,从而对电梯电气安全回路接地故障保护形式进行准确判定,看是否能满足相应的标准要求。与以往的检验方法之间进行对比分析,这种新型检验方式不但在操作流程上非常安全,并且在应用过程中还不会受到限制,具有非常好的适用性。

3.1 检验原理

关于对地泄漏电流检验方法原理,具体如下图2所示,在具体的测试过程中,随意选出回路中的一个安全开关进行断开,以开关F2进行分析,F1、F3以及JF与其他开关都处于闭合状态,在经过A、B两个信号输入端之后,检测装置针电气安全回路开关F2两端所传输的信号进行全面收集,并在此基础上做好信号分析工作,从而实现对回路接地故障保护功能有效性的检测工作。在检测装置的内部,存在精度比较高的采样电阻,在经过A与B信号输入端之后,对电阻两端电压进行准确采集,并严格遵守欧姆定律,这时就能对回路中的正常工作电流进行准确计算。

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图2 对地泄漏电流检验方法原理图

关于对地泄漏电流法检测装置模块原理,具体如下图3所示,当对电气安全回路对地泄漏电流开展相应的测试工作时,主要是通过检测装置的PE端与A端以及B端的阶梯线性负载模块来进行。对于检测装置而言,主要是由采样电路、信号调理电路、处理电路、外围电路以及阶梯线性负载电路等几个部分共同组合而成。

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图3 对地泄漏电流法检测装置模块原理图

关于阶梯性负载电路原理图如下图4所示,其中涉及到了多个功率继电器触电和与之对应的功率电阻,其中,功率电阻值的分布状态为阶梯递减的形式,电阻大小如下表1所示。

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图4 阶梯线性负载电路原理图

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表1 功率电阻阻止

针对不同功率电阻被切换时对应对地泄漏电流变化情况进行分析,然后对电路接地故障保护功能有效性进行准确判定。在公路继电器触电闭合时,对应接地泄漏电流成递增状态时,并且都超出了电梯电气安全回路工作电流,那么就可以判定回路接地故障保护功能有效。如果递增现象不够明显,同时都低于电梯电气安全回路工作电流时,那么就说明回路接地保护线设置存在失误。如果在电路阻值都是0的情况下,那么可以判定被测回路属于不接地系统,同时不存在接地保护线。

3.2 检验流程

按照电梯定期检验规范中的相关要求,首先,在检验工作开展之前,需要将环境温度控制在5~40℃之间,同时在湿度方面不能超出被检验电梯正常所允许的范围,避免存在易燃易爆气体。

在具体的测试环节中,要将电梯切换到检修运行状态,可以结合电气原理图以及接线图中的相关内容进行分析,将电梯电气安全回路中的任意一个电气开关进行断开,保证剩余安全开关都可以处于闭合的工作状态。在所有对地泄漏电流测试工作完成之后,检验装置会直接传输接地故障保护功能检验结果。

4、结语:
综上所述,通过自动化检测技术检验对地泄漏电流,可以在整个过程中满足一定的智能化要求,并且保证测试过程安全性,操作比较简单,不但可以应用在电梯电气安全回路接地故障保护功能检测工作中,同时在其他电路检测领域也应该实现广泛推广。

参考文献:

[1]苏宇航,陈建勋,杨宁祥,张锡林.电梯电气安全回路接地故障保护功能检验方法研究[J].机电工程技术,2019,48(11):211-213. 
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[3]刘敬强.电梯安全回路接地故障防护问题探讨[J].技术与市场,2017,24(11):53+55.