电气安全保护及电梯运行指南

对电梯的电气装置和线路必须采取安全保护措施,以防止发生人员触电和设备损毁事故,按GB 7588—2003的要求,电梯应采取以下电气安全保护措施:

（1）直接触电的防护 绝缘是防止发生直接触电和电气短路的基本措施。要求导体之间和导体对地之间的绝缘电阻必须大于1000Ω/V,并且动力电路和安全电路不得小于0.5MΩ；其他照明、控制、信号等电路不得小于0.25MΩ。

在机房、滑轮间、底坑和轿顶各种电气设备必须有罩壳,所有电线的绝缘外皮必须伸入罩壳不得有带电金属裸露在外。罩壳的外壳防护等级应不低于IP2X,可防止直径大于12.5mm的固体异物进入（大约手指不能伸入）。控制电路和安全电路导体之间和导体对地的电压等级应不大于250V。机房、滑轮间、轿顶、底坑应有安全电压的插座,并由不受主开关控制的安全变压器供电,其电源与线路均应与电梯其他供电系统和大地隔绝。

（2）间接触电的防护 间接触电是指人接触正常时不带电而故障时带电的电气设备外露可导电部分,如金属外壳、金属线管、线槽等发生的触电。在电源中性点直接接地的供电系统中,防止间接触电最常用的防护措施是:将故障时可能带电的电气设备外露可导电部分与供电变压器的中性点进行电气连接。在电气设备发生绝缘损坏和导体搭壳等故障时,通过与变压器中性点之间的电气连接和相线形成故障回路,在故障电流达到一定值时,使串在回路中的保护装置动作切断故障电源,以达到防止发生间接触电的保护目的。

外露可导电部分与变压器中性点的电气连接一般有两种,一种是通过大地,称为“接地”,一种是直接由金属导线连接,一般称为“接零”。我国城镇的供电一般都是“TN”系统。“T”即变压器副边的中性点直接按地,“N”意为系统内的电气设备外露可导电部分应与中性点直接（通过导线）连接,故均应“接零”而不应单独“接地”。

TN系统一般有三种形式,即TN-C、TN-S和TN-C-S系统,如图3-67、图3-68、图3-69所示。TN-C系统即常见的三相四线制,由三根相线和一根PEN线组成。PEN线实际是将N线（中线）和PE线（保护线）合二为一。一般在保护要求不高的场所可以采用TN-C系统,将电气设备外露可导电部分与PEN线相接,当发生设备外露可导电部分带电时,电流从PEN线回到变压器中性点,构成故障回路。但PEN线在系统三相不平衡和只有单相用电器工作时,会有电流通过,并对地呈现一定的电压,该电压将会反馈到正常运行的接PEN线的设备外露可导电部分。TN-S系统即常称的三相五线制、由三根相线一根中线（N）和一根保护线（PE）组成。电气设备外露可导电部分与PE线相接。由于PE线是专用保护线,正常运行时PE线没有电流,而且在用电设备之前也不可能误安装可使其断开的装置,所以安全保护性能较好。TN-C-S系统是上述两者的混合系统。由于我国供电大部分是TN-C系统,而且供电是区域性的。单为一两台电梯再另加一根PE线比较困难时,可以采取TN_- C-S系统,即在TN-C系统进入机房后,在总开关箱处如图3-69所示的A点将PEN线分成N线和PE线。N线供电梯的单相用电设备用,PE线连接所有电气设备的外露可导电部分。

图3-67 TN-C系统

图3-68 TN-S系统

综上所述,电梯应首先采用TN-S系统,在有困难时可以采用TN-C-S系统。但不能采用TN-C系统,更不能在中性点接地的TN供电系统中采用单独的接地保护。PE线的连接不能串联,应将所有电气设备的外露可导电部分单独用PE线接到控制柜或电源柜的PE总接线柱上。PE线应用黄绿双色的专用线,截面一般应等于被保护设备电源线中相线的截面,PE线的连接必须可靠。在金属线管或线槽的连接处应做电气连接处理,分布在线管或线槽以外可能受振动的PE线可采用绞线,并妥善固定。

图3-69 TN-C-S系统

在采用TN-S或TN-C-S系统时,为了增加保护的可靠性,还应进行重复接地。也就是将接地线也与PE线的总接线柱连接,而且要求接地线的接地电阻不大于4Ω。在采用TN-C-S系统时,还必须确认在机房以外的PEN线上没有装设可能断开PEN线的电气装置。

PE线只是在电气设备发生绝缘损坏、搭壳等故障时,提供一个阻抗较小的故障回路,要切断故障电源还必须靠自动切断装置,一般是利用电路的短路保护装置,即熔断器或自动空气断路器（空断开关）,在故障电流的作用下切断故障电源。为防止间接触电和避免触电者发生严重的伤害,IEC标准要求固定电气设备发生故障应在5s内切断故障电流,而移动电器或手持电器则要求在0.05s内切断故障电流。因此必须使空断开关和熔断器的瞬时动作电流不大于故障电流。若做不到这一点就要采取其他措施,如加装漏电保护装置,以保证保护系统的可靠性。

（3）电气安全装置(www.xing528.com)

1）失压、欠压保护。当电梯在行驶中,突然出现无电压或电压过低的现象,应立即切断电源使轿厢停止运行,且在电压恢复时电动机不会自行启动,必须在专职人员重新操作电梯时才能继续运行。对这种失压、欠压的保护,在电梯控制电路中一般采用继电器、接触器来实现。

2）短路保护。在电梯各电路中,发生电路短接或带电导体与金属外壳短路时会自动切断电路,以防止电气事故的发生,确保人身安全。电梯中的短路保护主要采用熔断器,总电源设有熔断器,各分支电路也都装有熔断器。在直流曳引电动机中,也常用瞬时动作过电流继电器进行保护。

在熔断器的选择时,不宜太大也不能太小。太大起不了保护作用,太小会经常出现熔断,影响了电梯正常工作。一般取熔丝的额定电流等于1.5倍电路额定电流,电动机可取到1.5~2.5倍电动机额定电流值。

3）过载保护。电梯过载运行到一定时间,可把电源切断,防止了电动机因长期过载而损坏,通常采用手动复位的热继电器过载保护。当电梯过载运行后,热继电器中元件因电流增加而温度上升使其中双金属片弯曲,过载运行一段时间,热元件温度越来越高,双金属片弯曲到推动联杆并将电梯热继电器中常闭触头打开,控制电源即被切断。此时,电梯因失电而停止运行,电动机得到了保护。要恢复使用,必须待热继电器降温后用手动方法将热继电器常闭触头复位,电梯可重新启动。

4）相序和断相保护。当供给电梯的三相电源出现相位颠倒或有一相断开时,能把电梯控制电源切断,使电梯无法启动。电梯常用相序继电器进行相序和断相保护,当发生相位颠倒或断相时,相序继电器能将控制电源切断,同时点亮红色指示灯。

5）层门、轿门电气联锁。在电梯轿厢门及每层站层门上部都装有电气联锁,只有在轿门及所有层门全部关闭、电气联锁全部接通时,才能启动电梯,以防止因层门未关或未关好时电梯启动,导致乘客误入发生剪切和坠落事故。

6）端站减速开关。当电梯行驶到接近上下端站时,端站减速开关动作使电梯由快速转为慢速,防止快速越程。

7）端站限位开关。端站限位开关安装在端站井道处适当位置,当电梯运行超越端站未能停站时,即撞击限位开关将电梯控制电路切断,有的电梯每一端站装有两套限位开关装置。

8）越程安全保护。当电梯行驶超越端站、撞击限位开关也不能使轿厢停止时,用极限开关进行越程安全保护。极限开关装置由极限开关、链轮、绳轮,钢丝绳、撞弓和杠杆组成。端站减速开关、端站限位开关、越程安全保护在本章第七节已有较详细的介绍。

9）超速、断绳保护安全开关。当限速器动作时,首先将安全钳电气开关动作,切断控制电源。在井道下方限速器钢丝绳张紧装置上也有一安全保护开关,限速器钢丝绳断裂或松弛时,安全保护开关打开,使控制电源切断,电梯停止运行。

10）急停按钮。在电梯操作箱、轿顶、底坑都应装有安全急停按钮。当揿动按钮时,可将控制电源切断,使电梯停止运行或电梯无法启动。急停按钮装置应为双稳态的,非人为或误操作不能使电梯恢复运行。

11）超载保护。在乘客电梯中一般都装有传感式或杠杆式称重装置。若轿厢内负载超过规定值时,触动开关切断控制电源,使电梯无法启动,同时发出信号,提示轿厢超载。当轿厢内负载减少到等于或小于额定负载时,超载信号消失,电梯即可启动运行。

12）轿厢自动门防夹保护。电梯在自动关门过程中,有人出入轿门,触及装在轿门两侧的安全触板,或阻挡轿门两侧的光幕等防夹装置,关门动作即刻停止,并随即将门开启,防止电梯门将人或物夹住。

13）安全窗和安全门的安全开关。若电梯设有安全窗或安全门时,只要将窗和门打开,其安全开关动作切断控制电路,以防止在安全窗、安全门开启时,电梯突然启动。