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浅谈电梯控制柜用变压器的过载保护设计
作者: 2013-10-23 16:15:42 浏览:269
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    笔者曾经参与处理过某大型外资电梯制造企业的电 梯控制柜自燃事件。在处理控制柜自燃事故时,打开控 制柜首先分析自燃火源,根据燃烧痕迹判断,发现燃烧 源是变压器。进一步对变压器及其周边的电路进行查看 分析,并对变压器进行解剖分析,发现输入绕组从头到 尾的绝缘层全烧光,这说明变压器是由于过载或过电压 引起燃烧的。再对变压器周边电路进行分析,发现变压 器的输入端直接与总电源开关连接,经查总电源开关的 额定电流是63A,而变压器的额定容量是330VA(额定 电压是380V,额定输入电流是0.9A)。显然这63A的 空气开关对额定输入电流0.9A的变压器是没有起到任 何保护作用的,也就是说这台电梯的控制电路没有设计 变压器过载保护装置。这显然不符合GB 7588-2003《电 梯制造与安装安全规范》及其它相关标准的要求。下面 笔者对GB 7588-2003及其它相关标准对变压器的过载 保护要求进行探讨。

    笔者查阅 GB 7588-2003 发现,GB 16895.21-2004 《建筑物电气装置第4-41部分:安全防护电击防护》 即 GB 14821.1-1993 为 GB 7588-2003 的直接引用标 准。GB 5226.1-2002《机械安全机械电气设备》的附 录A中规定:下列清单给出一些机械示例,它们的电气 设备为本部分所涉及。该清单中的人员输送机械部分: 自动扶梯、缆车、升降椅、滑雪升降机、载客电梯。故 以上标准均为电梯强制标准,电梯电气系统设计时应满 足上述基本标准要求以后,还应执行GB 7588-2003和 GB 16899-1997《自动扶梯和自动人行道的制造与安装 安全规范》。在上述标准中电气部分涉及到的潜在危险 条款如下。

(1)GB   7588—2003第14.1.1条“故障分析”规定:“在14.1.1.1中所列出的任何单一电梯电气设备故障,如在

(1) 1.2和(或)附录H所述条件下,其本身不应成为 导致电梯危险故障的原因。”附录H提及到变压器的过 载和短路时应满足14.1.1的要求,故对变压器必须做 过载和短路保护,如果变压器出现过载和短路故障时没有对变压器采取有效的保护措施,那么一定会导致电梯 危险事故(火灾)的发生。也就是说,这台电梯不满足 GB 7588—2003 的要求。
(2)  GB 4943-2001《信息技术设备的安全》第5.3.3条“变压器”规定:“变压器应有防止过载的保护措施, 例如采用:过流保护装置;内部热断路器;使用限流变 压器等。”
(3)  GB 5226.1—2002 第7.2.7条“变压器”规定:
    “变压器应按照IEC 60076-5:1976 和GB 13028-1991的规定恰当地防护过电流。这种保护应避免:①变压器合闸电流引起误跳闸;②受二次侧短路的影响使绕组温升超过变压器绝缘等级允许的温升值;③过电流保护器件的型式和整定值应按照变压器供方的推荐值。
⑷德国教科书《Elektrotechnik (电气工程学)》和中国的《电气工程师手册》都提到变压器的过电流保护。图1摘自《Elektrotechnik》第217页中的插图。
    以上这些标准和参考资料均说明变压器的过电流保护已是社会公知的电气工程基本常识。
    根据以上分析这台控制柜自燃的电梯不满足GB 7588-2003及其它相关标准的要求,也就是说这台电梯存在严重的事故隐患,同时也说明这个型号的电梯存在着同一性缺陷。那么根据我国2013年6月29曰发布的《特种设备安全法》相关条款的规定,电梯制造厂商要承担相应的法律责任。相应的条款如下。

    第八十条违反本法规定,电梯制造单位有下列情 形之一的,责令限期改正;逾期未改正的,处一万元以 上十万元以下罚款:

(二)对电梯的安全运行情况进行跟踪调査和了解 时,发现存在严重事故隐患,未及时告知电梯使用单位 并向负责特种设备安全监督管理的部门报告的。

    第八H■—条违反本法规定,特种设备生产单位有 下列行为之一的,责令限期改正;逾期未改正的,责令 停止生产,处五万元以上五十万元以下罚款;情节严重 的,吊销生产许可证:

(二)明知特种设备存在同一性缺陷,未立即停止生产并召回的。上述第八十条第(二)款的规定意思是电梯生产单位对巳投放市场的电梯存在潜在的事故隐患负有最终责任,包括设计、制造、安装、维保过程留下的安全隐患都要负法律责任。第八H■—条第(二)款的规定中“同一缺陷”通常指的是设计缺陷或制造缺陷,也就是说存在设计缺陷或制造缺陷的电梯必须立即召回。

    由于我国电梯市场长期以来缺乏法律约束,个别制造企业为了节约一个保险丝的成本,不惜以牺牲电梯安全风险为代价。目前,由于这样的设计及制造违规造成的事故时有发生。其实变压器在变频电梯中不仅仅存在过载和短路的风险,笔者还曾在2005年在某企业电梯试验塔中做试验时发现,变频器中的电容器与变压器在三相电源缺相时产生LC串联谐振,此时会带来比过载更大的电流和产生极高的电压,这将导致更可怕的事故。
    值此《特种设备安全法》颁布之际,笔者呼吁我国电梯行业进一步加强法律意识,杜绝存在安全隐患的电梯流入市场。


 
 

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