桥式门式起重机电气保护措施及安全用电

桥式门式起重机电气保护措施及安全用电

范李波

中交（广州）建设有限公司

摘要：本文结桥式门式起重机的应用实践及安全操作、控制现状，分析了桥式门式起重机的电气安全隐患及其产生的主要原因，探讨桥式门式起重机电气保护措施及安全用电的主要对策，旨在为提高桥式门式起重机作业的安全性和质量性提供借鉴与参考。

关键词：桥式门式起重机；电气保护；安全用电；措施

桥式门式起重机因其可独立分组（拆卸简便）、作业面广泛而灵活、操作和控制标准化程度高、作业质量易于保证等优点，被广泛应用于厂房、车间、仓库和工程施工等诸多领域。但作为一个机械工程与电气工程相结合的大型器械，会由于电气安全保护装置性能与质量的不完善或适用性缺乏以及系统设备特别是电气设备的安装、调试、操作、维修、保养工作管理控制不到位，而造成不必要的电气故障和人身伤亡事故，从而带来桥式门式起重机作业质量、效率以及安全性的大大降低。

1、桥式门式起重机的基本结构、作业形式和电气控制

1.1基本结构和作业形式

桥式门式起重机主要是由小车运行机构、大车运行机构和起升机构（吊运车）三个主体结构构成，辅有必要的导电装置（主滑线和辅助滑线）、电源、电动机、制动器、减速器等电气设备来给予运行机构必要的电力控制和电力传输。

桥式门式起重机主要的运行方式多采用电动机（一台集中驱动或是两侧分设两台分别驱动）、制动器、减速器三位一体的电气驱动方式，由电动机的正转、反转、超同步制动和拉倒反接制动等运行方式，来实现对不同级别重物在不同跨度、速度和高度间的操作适应性提升、下降、停留和平行运作（其中大车做轨道间纵向移动，小车做轨道间横向运动、起升机构作垂直上下运动），此可见起重机的电力拖动、制动和控制是起重机高效、安全运行的关键。

1.2电力制动的基本结构和控制要求

桥式门式起重机电力制动系统结构由三台及以上的电动机拖动为主体，分别控制小车、大车和起升机构，并辅有必要小车及起升制动和减速装置，确保货物的运行在安全、可控、高效的范围内进行[1]。那么对于电力拖动及控制就需要满足以下几个方面的要求（1）起重器运行速度高效（尤其是轻载状态下）且速度控制拥有充分的调速范围和速率适用性，速度过度平滑而稳定；（2）下放重物时起重电动机的的运行状态满足电动机反转、反接制动或超同步制动多种状态的适应性，达到不同下降速度条件下的安全操作需求；（3）需要完善的电气保护装置与连锁环节（过载保护、零压保护或失压保护、限位保护、短路保护和断电保护等），并实现机械与电气的同步制动，实现电气运行对起重机运行上多方位安全保障。

2、电气安全隐患及其产生的主要原因

桥式门式起重机在操作、维修、保养期间易产生的安全隐患主要有：（1）由于电源和接线之间的相间短路和接地短路造成的火灾安全事故；（2）由于在电源断开继又重新恢复的过程中，电源回路自动接通，造成相关操作人员在没有必要的手动操作情况下，误接触带电的设备，从而造成严重的操作事故；（3）在对起重机进行检查维修前，没有有效的断电隔离措施，或是断电与非断电之间的差异不明晰，造成检修人员在通电的情况下进行检修，导致不必要的人员伤亡；（3）由于操作的不合规以及突发性的机械、电气故障，造成拖动设备、电气装置控制失效，如果没有必要的装置切断电源，造成危险动作无法停止，从而导致严重的经济损失和人身安全事故。（4）一些操作工人不按相关操作规程的荷载规定，对起重机进行超载作业，导致电气及机械设备的损害和人身安全的威胁；（5）起升机构在进行垂直运行的时候，缺乏对高度的合理控制，从而造成设备及运载货物的损害。

为了避免这些常见的安全事故，就需要通过设置多方位的电气安全保护装置，来达到起重机在不同操作环境下的危险规避效能和设备可靠性的维持机制。

3、电气保护措施及安全用电对策

3.1电气保护措施

3.1.1短路及过流保护

当桥式门式起重机由于过电流继电器和延时继电器的触头短接等原因造成了相间短路和接地短路时，通过安装并设置短路及过流（过载）保护装置，就可以在设备发生接地故障、桥臂短路故障、相间短路故障时，及时切断电源，避免电气设备的焚毁以及更大范围火灾隐患的发生。

结合电路系统中的部件结构和系统控制方法，可在每一相特别是关键电子部件的相位设置相敏式短路保护装置，以同步检测每一相所经过的电流值和电压值，当发现相间和接地电流时，可以瞬时发生熔断器或断路器制动，从而实现短路保护的目的。

3.1.2过压及失压保护

起重机的电动机运行需要在额定的电压下进行，当电源电压由于某些原因造成了不稳定的情况（即过压、欠压和失压），不仅会对电动机的运行造成阻碍，导致电动机和相关电气设备的损害，严重时，还会造成人员的伤亡。因此，需要设置必要的欠压保护（电压过低时自动断电）、过压保护（电压超过预定电压最大值时断开电源或进行电压降低至正常水平并维持稳定）和失压保护装置（电压低于额定电压或停电的情形下，自动断开回路，并在电压恢复后，需要必要的手动启动，才能接通电源回路）。特别是失压保护装置，其在规避操作人员在误以为供电恢复后电路无电的而造成安全事故具有很好的保护作用，因此在失压保护装置同中设置电源回路的复位按钮是十分必要的。

3.1.3零位保护

零位保护就是为了防止起重机在突然断电的情况下，操作档设置在工作档位，在起重机恢复供电时自行启动而造成的安全事故。零位保护通过设置零位继电器或接触器来予以实现，即在突法停电或紧急断开电源的情况下，只有将操作档回归零位，零位继电器才能予以动作，以接通正反转接触器的控制回路，起重机方能重新恢复运行，从而有效避免了安全事故的发生。

3.1.4供电电源断错相保护

桥式门式起重机的电气控制作为典型的三相三线制的电路运行方式，需要设置必要的断错相保护装置，以避免当供电系统因某种原因造成三相动力线的相序和原相序有所不同，造成的起重运行方向的变更甚至是反向的运转[2]。

断错相保护装置分为电压型和电流型，电压型断错相保护装置在电压任缺一相的情形下，就会断开与负载连接，从而保护电气装置的安全；电流型断错相保护装置则在一相电流断开为零时，会断开电源和负载连接，但不会如电压保护那样完全不能启动，只要不是负载控制电源，仍可进行启动，所以需对缺相进行即刻检查，并予以断电处理。

3.1.5行程开关

主要涉及电路的限位保护、运行机构的行程控制和自动化切换等。通过行程开关的设置，来控制电动机的正反转、终端运行减速和缓冲、自动运行循环和制动等，避免由于垂直运行中由于上行的冒顶故障导致设备的损坏，以及下行的乱绳事故导致的制动停止和货物的损毁，在保证起重机起吊机构安全运行的同时，带来了作业的高质量与高效率。

3.2安全用电对策

1）建立健全安全用电的相关操作规范和技术规范，强化作业前、中、后以及检修、保养过程中的安全控制与管理，保证操作工人严格按照操作规程进行操作。

2）完善相关电气保护装置并积极优化其性能，确保作业在各种操作环境下的安全性和可靠性。

3）适时引入智能监测、报警终端和中心控制管理系统，实时监测电气系统运行的状态并对数据进行分析和处理，确保电气原件及系统运行的安全性和稳定性。

4结语

桥式门式起重机极大提高了货运仓储和工程施工的效率和质量，但为了保证作业的安全性和可靠性，需要对其电气系统设置必要的安全保护装置，并完善和强化安全用电的机制和规范，尽可能地避免不同操作情形下的安全隐患，确保作业的高效与高品质。

参考文献：

[1]王文杰.桥式门式起重机电气保护措施及安全用电[J].大众标准化，2003（10）：13-14.

[2]李宏沐.交流桥式起重机的电气控制电路分析[J].企业技术开发，2011（18）：87-88.