簡(jiǎn)析起重機(jī)的電擊防護(hù)要求范文

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摘要：本文根據(jù)通用低壓配電和電擊防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了一般電氣設(shè)備和起重機(jī)械的電擊防護(hù)措施，并結(jié)合起重機(jī)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)要求著重對(duì)起重機(jī)械電擊防護(hù)進(jìn)行詳細(xì)解讀與探討。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械；電擊防護(hù)；接地保護(hù)；安全電壓

1引言

對(duì)起重機(jī)械的電擊防護(hù)要求主要通過(guò)GB/T3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]、GB6067.1-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程第1部分：總則》[2]、TSGQ7015-2008《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》及其第1號(hào)修改單[3]等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范的。其主要對(duì)起重機(jī)械接地形式、接地部件及材料，以及相關(guān)電氣保護(hù)裝置的相關(guān)要求進(jìn)行了理論性表述和條文上的規(guī)范。而在實(shí)際生產(chǎn)使用中，起重機(jī)械種類繁多，不同設(shè)備需要相關(guān)電擊防護(hù)的位置，采用的電擊防護(hù)形式也是多種多樣的，同時(shí)市場(chǎng)上也存在部分起重機(jī)械電擊防護(hù)設(shè)置不規(guī)范，個(gè)別電氣保護(hù)元件設(shè)計(jì)不合理等情況，一方面使檢驗(yàn)人員在實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中難以判斷設(shè)備的電擊防護(hù)措施是否得當(dāng)，另一方面也導(dǎo)致使用單位在使用起重機(jī)械時(shí)面臨較大的安全隱患。因此除了熟悉上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的外，通過(guò)對(duì)GB/T17045-2008《電擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分》[4]、GB16895.21-2011《低壓電氣裝置第4-41部分:安全防護(hù)電擊防護(hù)》[5]等標(biāo)準(zhǔn)的解讀，有助于深刻理解起重機(jī)械的電擊防護(hù)要求，以幫助實(shí)際使用和檢驗(yàn)過(guò)程中對(duì)起重機(jī)械電擊防護(hù)相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別和判斷，同時(shí)消除相應(yīng)的電氣安全隱患，本文就以GB/T17045-2008《電擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分》、GB16895.21-2011《低壓電氣裝置第4-41部分:安全防護(hù)電擊防護(hù)》、GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]、GB14050-2008《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》[7]為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)與起重機(jī)械相關(guān)電擊防護(hù)內(nèi)容進(jìn)行梳理和解讀。

2一般電氣設(shè)備電擊防護(hù)

GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB14050-2008《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》中明確了電氣設(shè)備電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電氣設(shè)備的配置應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)的要求；且電擊的防護(hù)也應(yīng)符合上述標(biāo)準(zhǔn)及GB16895.21-2004/IEC60363-4-41:2001《建筑物電氣裝置第4-41部分：安全防護(hù)電擊防護(hù)》中的相關(guān)條款的要求。因此起重機(jī)械也應(yīng)遵循以上規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在GB/T17045-2008《電擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分》中，將電擊防護(hù)分為兩類，即正常條件下的電擊防護(hù)與單一故障條件下的電擊防護(hù)，兩者的防護(hù)分別由基本防護(hù)和故障防護(hù)來(lái)提供，另外在需要的情況下輔以加強(qiáng)防護(hù)。這兩種基本的防護(hù)方式在GB50054-2011中被表述為直接接觸防護(hù)和間接接觸防護(hù)，分別對(duì)應(yīng)基本防護(hù)和故障防護(hù)。根據(jù)GB50054-2011和GB14050-2008的表述及要求，一般電氣設(shè)備的電擊防護(hù)措施主要有：（1）直接接觸防護(hù)措施，即無(wú)故障條件下的電擊防護(hù)措施，主要有將帶電部分絕緣，采用遮攔，外護(hù)物和阻擋物，置于伸臂范圍之外，用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的附加防護(hù)等措施。（2）間接接觸電擊防護(hù)，即單一故障條件下的電擊防護(hù)措施，主要有自動(dòng)切除供電，采用電氣分隔，特低電壓供電，采用Ⅱ類設(shè)備或與之等效絕緣，將電氣設(shè)備安裝在非導(dǎo)電環(huán)境內(nèi)，設(shè)置不接地的等電位聯(lián)接等措施。

3起重機(jī)械的電擊防護(hù)要求

根據(jù)起重機(jī)的使用特性分析，部分電氣設(shè)備使用環(huán)境狀況較差，容易出現(xiàn)老化、腐蝕、磨損等現(xiàn)象，需要進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和更換，例如小車電纜、大車電纜、地面隨行操作盒電纜、地面隨行操作盒、裸露于走臺(tái)電纜及控制箱內(nèi)部線纜等其基本絕緣防護(hù)都較容易被破壞，故起重機(jī)的防電擊措施應(yīng)采用直接和間接接觸電擊防護(hù)二者相結(jié)合的方法。

（1）起重機(jī)械的直接接觸電擊防護(hù)的主要措施和要求是：電氣設(shè)備的所有電路或部件，都應(yīng)采用外殼或基本絕緣進(jìn)行防護(hù)，并在必要時(shí)采取對(duì)剩余電壓的防護(hù)，若這些防護(hù)措施不適用，可采用電壓限制、隔離、遮擋、置于伸臂范圍以外或用阻擋物的防護(hù)。起重機(jī)械上目前廣泛采用的基本防護(hù)措施有：電氣裝置接線盒、控制柜采用絕緣外殼進(jìn)行防護(hù)，導(dǎo)線采用基本絕緣進(jìn)行防護(hù)，而地操手柄操縱裝置除了自身外殼保護(hù)外，應(yīng)采用不大于50V的低壓控制方式進(jìn)行防護(hù)，即電壓限制這一基本防護(hù)措施。

（2）起重機(jī)械的間接接觸電擊防護(hù)要求是：電氣設(shè)備的電路部分，為防止帶電部分與外露可導(dǎo)電部分之間絕緣失效時(shí)所產(chǎn)生的危險(xiǎn)情況，應(yīng)當(dāng)采用自動(dòng)切斷電源或防止產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓兩種防護(hù)措施之一。其中，防止產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓的措施包括采用電氣隔離作防護(hù)和采用Ⅱ類設(shè)備或等效的絕緣防護(hù)兩種，但由于成本和起重機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的原因，在實(shí)際應(yīng)用中，較少或只能部分采用防止產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓措施這一故障防護(hù)措施。起重機(jī)械的接地故障防護(hù)措施多采用與接地裝置連接、設(shè)置不接地的等電位連接、自動(dòng)切斷電源以及前兩者與自動(dòng)切斷電源方式的共同防護(hù)。對(duì)于起重機(jī)械的接地要求TSGQ7015-2008《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》及其第1號(hào)修改單中表述為：B7.3.1電氣設(shè)備接地檢查用整體金屬結(jié)構(gòu)做接地干線時(shí)，金屬結(jié)構(gòu)的連接有非焊處，是否采用另設(shè)接地干線或者跨接線的處理；檢查起重機(jī)械上所有電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼、變壓器鐵芯及金屬隔離層、穿線金屬管槽等是否與金屬結(jié)構(gòu)間有可靠的接地連接。B7.3.2金屬結(jié)構(gòu)接地采用整體金屬結(jié)構(gòu)做接地干線時(shí)，整體金屬結(jié)構(gòu)與供電電源保護(hù)接地線應(yīng)當(dāng)可靠連接。

不采用整體金屬結(jié)構(gòu)做接地干線時(shí)，電氣設(shè)備正常情況下不帶電的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)當(dāng)直接與供電電源保護(hù)接地線連接。檢查接地型式，用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量起重機(jī)械接地電阻。測(cè)量重復(fù)接地電阻時(shí)，應(yīng)當(dāng)把零線從接地裝置上斷開(kāi)。檢查是否符合以下要求：①采用TN接地系統(tǒng)時(shí)，零線重復(fù)接地每一處的接地電阻不大于（測(cè)量時(shí)把接地線從重復(fù)接地體上斷開(kāi)）；②采用TT接地系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（電源保護(hù)接地線）的接地電阻不大于或者起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)的接地電阻與漏電保護(hù)器動(dòng)作電流的乘積不大于；③采用IT接地系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（電源保護(hù)接地線）的接地電阻不大于。我國(guó)早期的起重機(jī)械多采用TT系統(tǒng)的形式進(jìn)行接地，將起重機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)作為主要接地導(dǎo)體，通過(guò)車輪軌道與接地裝置相連，而接地裝置也主要是直接埋入地底的接地樁形式。GB16895.3-2004/IEC60364-5-54:2002《建筑物電氣裝置第5-54部分：電氣設(shè)備選擇和安裝接地裝置、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體》[9]中對(duì)保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體做了相應(yīng)的規(guī)定，不允許將正常使用中承受機(jī)械應(yīng)力的結(jié)構(gòu)部分用作保護(hù)導(dǎo)體或保護(hù)連接導(dǎo)體，因此之后起重機(jī)械上大多都采用了另設(shè)電纜作為接地干線的方式。而接地方式根據(jù)保護(hù)線來(lái)源的不同，存在TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)兩種。

TT系統(tǒng)中，起重機(jī)械上的接地干線經(jīng)由接地樁與地直接相連，而TN系統(tǒng)中，起重機(jī)械上的接地干線則直接與來(lái)自電源端的保護(hù)線相連。設(shè)置不接地的等電位連接多使用在不由電網(wǎng)供電的起重機(jī)械中，如輪胎起重機(jī)、輪胎集裝箱門式起重機(jī)等。這類起重機(jī)械不由電網(wǎng)供電，則無(wú)法與電網(wǎng)接地網(wǎng)連接，同時(shí)這類起重機(jī)械大多需要整體移動(dòng)，因此無(wú)法通過(guò)接地樁的形式與地連接。為防止該類起重機(jī)械上發(fā)生電擊事故，則采用設(shè)置不接地的等電位連接作為間接接觸防護(hù)。其具體做法是將起重機(jī)械上所有正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬外殼、線槽、金屬外護(hù)管等零部件與起重機(jī)械整體金屬結(jié)構(gòu)連接成一個(gè)等電位體。這樣當(dāng)發(fā)生線路絕緣破損時(shí)，線路對(duì)金屬外殼發(fā)生短路，而由于起重機(jī)械的所有金屬結(jié)構(gòu)為等電位，因此在起重機(jī)械上的操作人員和維修人員與金屬結(jié)構(gòu)接觸位置不存在電位差，避免電擊事故的發(fā)生。在故障情況下，通過(guò)采用自動(dòng)切斷電源的防護(hù)措施，經(jīng)保護(hù)器件自動(dòng)操作切斷一路或多路相線，在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)切斷，以限制觸摸危險(xiǎn)電壓時(shí)間，使其在持續(xù)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有危險(xiǎn)。采用自動(dòng)切斷電源進(jìn)行防護(hù)包括兩部分內(nèi)容：在TN系統(tǒng)中檢測(cè)到絕緣故障時(shí)過(guò)電流保護(hù)器件自動(dòng)切斷電源和外露可導(dǎo)電部分的保護(hù)聯(lián)結(jié)。在TN系統(tǒng)中，檢測(cè)到絕緣故障時(shí)自動(dòng)切斷電源的過(guò)電流保護(hù)器件主要為熔斷器、過(guò)電流保護(hù)電器和剩余電流保護(hù)器。保護(hù)聯(lián)結(jié)電路由PE端子、電氣設(shè)備和起重機(jī)械的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)件、起重機(jī)械電器設(shè)備上的保護(hù)導(dǎo)線（包括作為電路部分的滑動(dòng)觸頭）三部分組成。

（3）采用安全電壓形式，安全電壓又稱安全特低電壓，其保護(hù)原理是：通過(guò)限制系統(tǒng)中可能作用于人體的電壓，抑制觸電時(shí)流過(guò)人體的電流值，將觸電危險(xiǎn)性控制在安全范圍之內(nèi)。特低電壓電擊防護(hù)類型分為安全特低電壓（SELV）、保護(hù)特低電壓（PELV）和功能特低電壓（FELV）。起重機(jī)上使用安全電壓SELV和PELV系統(tǒng)電源的基本要求：①由安全隔離變壓器供電，且符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13028《隔離變壓器和安全變壓器技術(shù)要求》[8]；②具備與安全隔離變壓器同等安全程度的電源；③電化學(xué)電源或與高于交流方均根值50V電壓的回路無(wú)關(guān)的其他電源，④符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，保證該電源即使內(nèi)部發(fā)生故障也能使出線端子的電壓不超過(guò)交流方均根值50V。當(dāng)發(fā)生直接或者間接接觸時(shí)，電子器件能保證出線端子的電壓立即降低到等于小于交流方均根值50V時(shí)，出線端子的電壓可高于交流方均根值50V的電壓。

4結(jié)語(yǔ)

GB/T17045-2008《電擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分》提出了電擊防護(hù)的基本原則，可以歸納為在正常條件下和單一故障條件下，危險(xiǎn)的帶電部分不應(yīng)是可觸及的，而可觸及的可導(dǎo)電部分不應(yīng)是危險(xiǎn)的帶電部分。電擊防護(hù)包括直接接觸防護(hù)和間接接觸防護(hù)兩種，應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境、不同的設(shè)備選用其具體防護(hù)措施。GB5226.2-2002《機(jī)械安全機(jī)械電氣設(shè)備第32部分：起重機(jī)械技術(shù)條件》[10]對(duì)起重機(jī)械的電擊防護(hù)措施（包括直接接觸防護(hù)和間接接觸防護(hù)兩種）提出了具體的要求。起重機(jī)電擊防護(hù)是起重機(jī)安全技術(shù)領(lǐng)域非常重要的內(nèi)容，理解和掌握起重機(jī)械電擊防護(hù)要求，對(duì)于規(guī)范起重機(jī)械生產(chǎn)，保證使用單位安全使用，保障相關(guān)作業(yè)人員人身安全具有重要意義。

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[10]GB5226.2-2002《機(jī)械安全機(jī)械電氣設(shè)備第32部分：起重機(jī)械技術(shù)條件》.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

作者:虞偉杰 郭聰 仇佳捷 單位:寧波市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院