安全电路接地或接触金属构件的保护
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安全电路 飚 。I设 I计 I研 I究 接地或接触金属构件的保护 G B75882003 第 14113款 中规 定:“如果 电路 接 地 或接 触金 属 构件 而 造成 接地,该 电路 中 的 电气 安 全 装置 应:a)使 电梯 驱 动 主 机 立 即停 止运转;或 b)在第一次正常运行停止运转后,防止 电梯 驱动主机再启动。恢 复 电梯运行只能通 过手动复位。”1 电路分析 首先分析安 全 电路 的故障接地 或接触金属构件的危 险性,若安全 电路为悬浮的 隔离 电源,当安全回路 中出现 2 处或 以上接地或接触金属构件时,2 个短路 点间串接 的 开 关将失去功效(见 图 1)。此时如果该 电路没有 得到有 效 保护,随时会有安全事故 发生。图 1 电路分析 图 根据上述分析,安全电路的接地防护是必不可少的,因 此需要对安全电路设计接地 防护功能,为安全防护而增加的 电路应遵循 I E C 6 0 9 5 0-1 9 9 9 的设计原则:如果可能的话,规定能消除、减少危险或对危险进行防护 的设计原则,并 在假设任意单一故 障时,不会造成电击危险和能量危险。一沈 永 福 2 对接地 电路与安全防护的理解 接地分为功能接地、保护接地和故障接地。(1)功能接地(工 作接地),设备 或系统 中用于安全 目 的 以外的接地,即 系统 内的公共连接 点或 假设 零 电位。功能 接地 可 以与 保护接地 相 连接。其 中 S ELV 电路 和 T NV l 电路 的功能接地必 须与保护接地 相连接(见 图2)。1 E C 6 0 2 0 4-1:2 0 0 0 中保护接地和故障接地这里不再解释。图 2 功 能与保护接 地 电路 图 中国电梯 2 0 0 5 年3 月 第1 6卷 第5 期 1,维普资讯 http:/ I J J J J i i i 设f 计I 研l 究l(2)安 全防护,对 危险 电压的防护除绝缘 隔离、屏蔽 保护、保护接地 后还有危险时应采用能量 限制。有时会分 析安装或维修人员穿绝缘鞋或在一个特定的悬空位置 时人 体 对地 不形成 回路,但在 I E C 6 0 9 5 0中规定假设人体永远 是接地 的。3 3种常见的接地保护方案 3 1 熔 断器 保 护 隔离电源的“0 V”端接至保护接地,与大楼建筑物防雷 接地,电气系统保护接地,电梯的可导电金属构件等做等电 位连接(见图3)。高电位端用熔 断器或空气开关做故 障保护。图 3 熔 断器保护 接地 电路 图 当“A”点 或“B”点对地或金属构件短路时,熔断器“F”的电流上升,在规定时间内断开,电梯立即停止,以达 到保护的 目的。这种 电路结构最 简单,成本最 低,却是最不 安 全的电路。对安装、维修人员带来触 电危险。因为“0 V”端接地后,高 电位端对人体而言,是一种危险电压,如果该 电路的绝缘损伤老化或短接 了通过芯轴或轴承接地的运动 的金属构件时,对安装、维修人员带来危险。如果通过芯 轴或轴承接地 的运动 的金属构件时,金属构件对地 的接触 电阻很大,熔断器无法 断开 电路,这 时金属构件是带 有危 险电压的,这种状态属于最危 险的状 态应尽量避免。3 2 漏 电保 护器 保护 隔离 电源的“0 V”端接至保护接地、与大楼建筑物 防雷接地、电气系统保护接地,电梯的可导 电金属构件等 做等 电位连接(见图 4)。L r L L一 一 一 j 图 4 漏 电保护 器保护接地 电路 图 l 矗 C h in a E le v a t o r V o l 1 6 N o 5 M a r 2 0 0 5 经接地 后的“0 V”与高 电位端 分别接 入漏 电保护器 的输入端,漏 电保护器的输出端接至安全 回路。当“A”点 对地或金属构件短路 时,“Q”断开安全 电路,电梯 立即停 止。这种 电路结构较简单,成本略高于第一种 电路,对 人 体而言,这是一种最安全的 电路(电压高于S E L V电路的危 险电压 时)。由于 电梯 井道 分布 电容“B”的存 在,分布 电 容 充放 电时,难免漏 电保护器会有误动作(楼层高 时更严 重),给系统的功能可靠性带来损害,这是 电梯设计 人员和 使用人 员所不容许的。为了减少由于分布电容带来 的误动 作,在漏 电保护器 的输出端用双绞线接至井道所需 串联的 每一 个开关处。这 样做 又增 加了导线成本和接 线人工。3 3 悬浮线路对地短路保护器保护 将悬浮的隔离 电源线分别接入保护器对应 电压的输入 端,将保护器的接地端 与大楼建筑 防雷接地、电气系统保 护接地,电梯的可导 电金属构件等作等 电位连接(见 图5)。A 图 5 悬 浮线路 对地短 路保护 器保护接 地 电路 图 保护器的输 出信号为开 关量信号,该信号可直接断开 安全回路或接入微机并 由微机判断后处理。正常工作时常 开触点 闭合。当 电路“A”或“B”点对地或金属 构件短路 时,保护器的输 出信号为“0”,这时的 电梯驱动主机立 即 停止或 第一次正常停止运 转后,防止 电梯驱动主机再启动 的两种状态均可实现。这种保护方式为悬 浮式 隔离 电源对 地短路保护。当产生 单点对地短路时,对 人体无生命危险;正常运行时无误动作。这种保护方式对地 检测 电阻大,当 故障接地 点接触 电阻小于等于 2 0 0 Q时,能正确输出保护 信号,并状态 自锁,待故 障排 除后,电源 关断后重新合上 电 源,保护器 即复 位。维普资讯 http:/
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