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摘要：本文根據通用低壓配電和電擊防護標準，介紹了一般電氣設備和起重機械的電擊防護措施，并結合起重機檢驗標準及檢驗要求著重對起重機械電擊防護進行詳細解讀與探討。

關鍵詞：起重機械；電擊防護；接地保護；安全電壓

1引言

對起重機械的電擊防護要求主要通過GB/T3811-2008《起重機設計規范》[1]、GB6067.1-2010《起重機械安全規程第1部分：總則》[2]、TSGQ7015-2008《起重機械定期檢驗規則》及其第1號修改單[3]等相關標準來規范的。其主要對起重機械接地形式、接地部件及材料，以及相關電氣保護裝置的相關要求進行了理論性表述和條文上的規范。而在實際生產使用中，起重機械種類繁多，不同設備需要相關電擊防護的位置，采用的電擊防護形式也是多種多樣的，同時市場上也存在部分起重機械電擊防護設置不規范，個別電氣保護元件設計不合理等情況，一方面使檢驗人員在實際檢驗過程中難以判斷設備的電擊防護措施是否得當，另一方面也導致使用單位在使用起重機械時面臨較大的安全隱患。因此除了熟悉上述規范標準的外，通過對GB/T17045-2008《電擊防護裝置和設備的通用部分》[4]、GB16895.21-2011《低壓電氣裝置第4-41部分:安全防護電擊防護》[5]等標準的解讀，有助于深刻理解起重機械的電擊防護要求，以幫助實際使用和檢驗過程中對起重機械電擊防護相關項目的區別和判斷，同時消除相應的電氣安全隱患，本文就以GB/T17045-2008《電擊防護裝置和設備的通用部分》、GB16895.21-2011《低壓電氣裝置第4-41部分:安全防護電擊防護》、GB50054-2011《低壓配電設計規范》[6]、GB14050-2008《系統接地的型式及安全技術要求》[7]為出發點，對與起重機械相關電擊防護內容進行梳理和解讀。

2一般電氣設備電擊防護

GB50054-2011《低壓配電設計規范》、GB14050-2008《系統接地的型式及安全技術要求》中明確了電氣設備電氣系統設計及電氣設備的配置應符合該標準的要求；且電擊的防護也應符合上述標準及GB16895.21-2004/IEC60363-4-41:2001《建筑物電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護》中的相關條款的要求。因此起重機械也應遵循以上規范標準。在GB/T17045-2008《電擊防護裝置和設備的通用部分》中，將電擊防護分為兩類，即正常條件下的電擊防護與單一故障條件下的電擊防護，兩者的防護分別由基本防護和故障防護來提供，另外在需要的情況下輔以加強防護。這兩種基本的防護方式在GB50054-2011中被表述為直接接觸防護和間接接觸防護，分別對應基本防護和故障防護。根據GB50054-2011和GB14050-2008的表述及要求，一般電氣設備的電擊防護措施主要有：（1）直接接觸防護措施，即無故障條件下的電擊防護措施，主要有將帶電部分絕緣，采用遮攔，外護物和阻擋物，置于伸臂范圍之外，用剩余電流動作保護器的附加防護等措施。（2）間接接觸電擊防護，即單一故障條件下的電擊防護措施，主要有自動切除供電，采用電氣分隔，特低電壓供電，采用Ⅱ類設備或與之等效絕緣，將電氣設備安裝在非導電環境內，設置不接地的等電位聯接等措施。

3起重機械的電擊防護要求

根據起重機的使用特性分析，部分電氣設備使用環境狀況較差，容易出現老化、腐蝕、磨損等現象，需要進行經常性的檢查和更換，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、裸露于走臺電纜及控制箱內部線纜等其基本絕緣防護都較容易被破壞，故起重機的防電擊措施應采用直接和間接接觸電擊防護二者相結合的方法。

（1）起重機械的直接接觸電擊防護的主要措施和要求是：電氣設備的所有電路或部件，都應采用外殼或基本絕緣進行防護，并在必要時采取對剩余電壓的防護，若這些防護措施不適用，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。起重機械上目前廣泛采用的基本防護措施有：電氣裝置接線盒、控制柜采用絕緣外殼進行防護，導線采用基本絕緣進行防護，而地操手柄操縱裝置除了自身外殼保護外，應采用不大于50V的低壓控制方式進行防護，即電壓限制這一基本防護措施。

（2）起重機械的間接接觸電擊防護要求是：電氣設備的電路部分，為防止帶電部分與外露可導電部分之間絕緣失效時所產生的危險情況，應當采用自動切斷電源或防止產生危險接觸電壓兩種防護措施之一。其中，防止產生危險接觸電壓的措施包括采用電氣隔離作防護和采用Ⅱ類設備或等效的絕緣防護兩種，但由于成本和起重機械結構特點的原因，在實際應用中，較少或只能部分采用防止產生危險接觸電壓措施這一故障防護措施。起重機械的接地故障防護措施多采用與接地裝置連接、設置不接地的等電位連接、自動切斷電源以及前兩者與自動切斷電源方式的共同防護。對于起重機械的接地要求TSGQ7015-2008《起重機械定期檢驗規則》及其第1號修改單中表述為：B7.3.1電氣設備接地檢查用整體金屬結構做接地干線時，金屬結構的連接有非焊處，是否采用另設接地干線或者跨接線的處理；檢查起重機械上所有電氣設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構間有可靠的接地連接。B7.3.2金屬結構接地采用整體金屬結構做接地干線時，整體金屬結構與供電電源保護接地線應當可靠連接。

不采用整體金屬結構做接地干線時，電氣設備正常情況下不帶電的外露可導電部分應當直接與供電電源保護接地線連接。檢查接地型式，用接地電阻測量儀測量起重機械接地電阻。測量重復接地電阻時，應當把零線從接地裝置上斷開。檢查是否符合以下要求：①采用TN接地系統時，零線重復接地每一處的接地電阻不大于（測量時把接地線從重復接地體上斷開）；②采用TT接地系統時，起重機電氣設備的外露可導電部分（電源保護接地線）的接地電阻不大于或者起重機械金屬結構的接地電阻與漏電保護器動作電流的乘積不大于；③采用IT接地系統時，起重機電氣設備的外露可導電部分（電源保護接地線）的接地電阻不大于。我國早期的起重機械多采用TT系統的形式進行接地，將起重機械的金屬結構作為主要接地導體，通過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：電氣設備選擇和安裝接地裝置、保護導體和保護聯結導體》[9]中對保護導體和保護聯結導體做了相應的規定，不允許將正常使用中承受機械應力的結構部分用作保護導體或保護連接導體，因此之后起重機械上大多都采用了另設電纜作為接地干線的方式。而接地方式根據保護線來源的不同，存在TT系統TN系統兩種。

TT系統中，起重機械上的接地干線經由接地樁與地直接相連，而TN系統中，起重機械上的接地干線則直接與來自電源端的保護線相連。設置不接地的等電位連接多使用在不由電網供電的起重機械中，如輪胎起重機、輪胎集裝箱門式起重機等。這類起重機械不由電網供電，則無法與電網接地網連接，同時這類起重機械大多需要整體移動，因此無法通過接地樁的形式與地連接。為防止該類起重機械上發生電擊事故，則采用設置不接地的等電位連接作為間接接觸防護。其具體做法是將起重機械上所有正常運行時不帶電的金屬外殼、線槽、金屬外護管等零部件與起重機械整體金屬結構連接成一個等電位體。這樣當發生線路絕緣破損時，線路對金屬外殼發生短路，而由于起重機械的所有金屬結構為等電位，因此在起重機械上的操作人員和維修人員與金屬結構接觸位置不存在電位差，避免電擊事故的發生。在故障情況下，通過采用自動切斷電源的防護措施，經保護器件自動操作切斷一路或多路相線，在極短時間內實現切斷，以限制觸摸危險電壓時間，使其在持續時間內沒有危險。采用自動切斷電源進行防護包括兩部分內容：在TN系統中檢測到絕緣故障時過電流保護器件自動切斷電源和外露可導電部分的保護聯結。在TN系統中，檢測到絕緣故障時自動切斷電源的過電流保護器件主要為熔斷器、過電流保護電器和剩余電流保護器。保護聯結電路由PE端子、電氣設備和起重機械的導電結構件、起重機械電器設備上的保護導線（包括作為電路部分的滑動觸頭）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，其保護原理是：通過限制系統中可能作用于人體的電壓，抑制觸電時流過人體的電流值，將觸電危險性控制在安全范圍之內。特低電壓電擊防護類型分為安全特低電壓（SELV）、保護特低電壓（PELV）和功能特低電壓（FELV）。起重機上使用安全電壓SELV和PELV系統電源的基本要求：①由安全隔離變壓器供電，且符合現行國家標準GB13028《隔離變壓器和安全變壓器技術要求》[8]；②具備與安全隔離變壓器同等安全程度的電源；③電化學電源或與高于交流方均根值50V電壓的回路無關的其他電源，④符合相應標準，保證該電源即使內部發生故障也能使出線端子的電壓不超過交流方均根值50V。當發生直接或者間接接觸時，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，出線端子的電壓可高于交流方均根值50V的電壓。

4結語

GB/T17045-2008《電擊防護裝置和設備的通用部分》提出了電擊防護的基本原則，可以歸納為在正常條件下和單一故障條件下，危險的帶電部分不應是可觸及的，而可觸及的可導電部分不應是危險的帶電部分。電擊防護包括直接接觸防護和間接接觸防護兩種，應根據不同的環境、不同的設備選用其具體防護措施。GB5226.2-2002《機械安全機械電氣設備第32部分：起重機械技術條件》[10]對起重機械的電擊防護措施（包括直接接觸防護和間接接觸防護兩種）提出了具體的要求。起重機電擊防護是起重機安全技術領域非常重要的內容，理解和掌握起重機械電擊防護要求，對于規范起重機械生產，保證使用單位安全使用，保障相關作業人員人身安全具有重要意義。

參考文獻

[1]GB/T3811-2008《起重機設計規范》[S].北京:中國標準出版社.

[2]GB6067.1-2010《起重機械安全規程第1部分：總則》[S].北京:中國標準出版社.

[3]TSGQ7015-2008《起重機定期檢驗規則》及其第1號修改單[Z].

[4]GB/T17045-2008《電擊防護裝置和設備的通用部分》[S].北京:中國標準出版社.

[5]GB16895.21-2011/IEC60364-4-41:2005,低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護[S].北京:中國標準出版社.

[6]GB50054-2011《低壓配電設計規范》[S].北京:中國標準出版社.

[7]GB14050-2008系統接地的型式及安全技術要求[S].北京:中國標準出版社.

[8]GB13028《隔離變壓器和安全變壓器技術要求》[S].北京:中國標準出版社.

[9]GB16895.3-2004/IEC60364-5-54:2002,建筑物電氣裝置第5-54部分：電氣設備的選擇和安裝接地配置、保護導體和保護聯結導體[S].北京:中國標準出版社.

[10]GB5226.2-2002《機械安全機械電氣設備第32部分：起重機械技術條件》.北京:中國標準出版社.

作者:虞偉杰 郭聰 仇佳捷 單位:寧波市特種設備檢驗研究院