门座起重机电气设备危害因素的影响及应对路径选择

蒋文铮

（上海振华重工(集团)股份有限公司，上海 200125）

由于门座起重机通常处于露天环境下工作，因此难免会受到散货粉尘和雨水、暴晒等因素影响，工作环境的特殊性使得门座起重机的运作时常会面临多种电气故障，当出现电气故障时往往就需要通过图纸和万用表进行检查和维修，检修过程具有一定的复杂性和低效性，不仅影响门座式起重机的工作效率，同时也对电气系统的安全运行带来隐患。

1 门座起重机电气设备危害因素的影响

1.1 散热不良危害的影响

在门座起重机通电运作期间会产生热量，而很多码头夏季时由于气温较高，若通风散热条件不好可能会造成电气故障，还会缩短设备的使用寿命。如变频器中的电解电容在高温环境下运作会快速消耗寿命，变频器中的功率元件受发热影响也会提高器件损坏概率。同时电动机轴承不匹配、润滑效果不佳、轴弯曲等因素可能造成定子和转子轴错位引发扫膛，进而导致电动机严重发热或烧毁。缺相、绝缘层、绕组损坏等电气故障也会造成电动机绕组过热烧坏。门座起重机起升和回转结构的快速制动会导致温度急剧升高，并且电动机运行也会让电机房的室内温度不断攀升，过热的环境不仅对电动机和其他电气设备带来影响，还会为检修工作带来许多不便。

1.2 密封不良危害的影响

处于户外的电气设备和电箱都应当具备防水防尘的功能，同时防护等级应当达到有关标准。但码头环境较为恶劣，货料粉尘和海边盐雾等外部环境影响，以及电气设备安装不规范等因素都可能导致户外电气设备密封不严的情况。由于工作环境特殊，电气设备的外壳可能会出现腐蚀现象，外壳被腐蚀可能会影响结构的密封性。

1.3 防潮不良危害的影响

湿度较高也可能导致电气设备故障，主要表现在电气设备在空气湿度的影响下绝缘性降低，情况严重时可能导致绝缘击穿。部分电器开关设备需要通过空气间隙实现绝缘，若空气湿度过大可能会造成局部放电或短路问题。某地区在冬春交际的时节经常出现返潮现象，空气湿度非常高甚至接近饱和，电气设备中的元器件及电路板经常出现表面凝结水珠的情况，很容易出现误触、短路等故障，所以电气机房中的湿度控制应当重点关注，避免电气设备产生冷凝水现象。

1.4 振动危害的影响

门座起重机在运行过程中，启停运动较为频繁，载荷与运作速度变化都会产生冲击振动，冲击振动可能造成电气设备元件磨损或松动的情况。常见的振动危害表现在以下几点：其一，电动机接线端子松动进而缺项过流，或引发绕组烧坏的问题；其二，接触器与电器接线端子接触不良，导致功能异常或失效；其三，转子动平衡不良或轴承损坏等，都可能导致电动机的异常振动，碳刷快速磨损，旋转编码器出现误脉冲，定子与转子摩擦产生扫膛现象；其四，安全线位开关误动导致电动机出现断电保护。

1.5 人为因素危害的影响

对于门座起重机电气设备来说，维护工作中安全保护装置一旦发生故障则需要较长时间进行维修，期间维修人员为提高维修工作的效率，可能会采用短接的方法暂时关停保护报警，并控制幅度报警、变幅等限位保护功能。在关闭力矩限制器的起重量与幅度报警等功能之后，若人为操作不当可能会让电气设备始终处于高负载运作的状态，若时间过长可能造成电动机绝缘老化，也可能会对设备中的钢丝绳等结构造成损坏。

2 门座起重机电气设备危害因素的应对

2.1 散热不良应对措施

其一，电机房中应当安装空调，并且空调需要持续运作，确保电气房中的温度始终维持在适宜的范围中。电机房中还需要设有强制通风设备，在温度达到预设定值后自动启动；其二，若想避免电动机过热，便需要让散热风扇稳定持续运作，在日常巡检工作中通过温度测量仪或触摸感知的方式判断电机外壳的温度是否异常偏高。电机若处于过载运作状态，外壳温度明显提高，热继电器动作后难以强制复位，需要仔细盘查线路缺项和轴承损坏等哪一原因造成了电机发热问题，避免不合理操作对电机寿命带来二次伤害；其三，变频器应当定期做好维护保养工作，检查电解电容有无变色和异味等情况，在发现这些异常情况时视情况进行更换。

2.2 密封不良应对措施

其一，户外安装电器的选择应当严格遵循有关标准，如器件的防护等级不能低于IP66；其二，电器进线需要安装防水接头，并且进线口也要经过处理。室外和室内相连的电缆保护管管口需要进行封堵，在安装时尽可能规避雨水顺着保护管浸入电气设备的情况；其三，户外控制箱需要选择防护等于高于IP66并且耐腐蚀较强的材质，箱体内部需要按时做好密封性检查工作；其四，按时清理限位和制动器推杆等动作结构中是否有黏附的货料，活动关节需要按时进行保养润滑，避免长时间运作可能出现的电器动作卡阻现象。

2.3 防潮不良应对措施

电气机房中的空调需要保持除湿模式连续24 h运作，避免设备的运作环境湿度过大造成的不良影响；其二，电器柜中需安装防潮加热器，避免内部凝露现象；其三，在返潮或雨季时需要做好电气设备的巡查工作，重点检查内部有无进水、积水情况。

2.4 振动应对措施

其一，按时做好门座起重机控制柜内部的检查工作，包括空气开关、继电器等电器接线端子的紧固性检查，还要持续关注电阻器的发热情况，电阻片夹紧螺丝需要保证紧固性；其二，接近开关若紧固性不足可能造成功能异常的情况，如起升制动器接近开关松动可能造成误动作问题，对此接近开关的锁紧螺母也要按时检查；其三，检查滑环有无烧蚀问题，检测碳刷弹簧压力，碳刷和花环的接触面是否达标也要进行检查；其四，检查电动机在运作过程中是否存有异常响动，若有则应即刻停止运行进行检修。

2.5 人为因素危害应对措施

其一，确保安全保护装置能够稳定运作，避免司机操作违规问题，预防起重机安全事故。暂时关闭安全保护装置，通常利用硬件上的短接或软件上的故障点强制等方法进行，若情况特殊应做好记录工作，尽快恢复其功能。技术人员应在设备检查工作中记录好故障点的强制情况，及时做好修复工作；其二，门座起重机的操作人员应当保证操作行为的规范性，保证持证上岗，熟悉一整套流程的安全操作，在起重机发生一般机械故障或电气故障时能够冷静应对正确处理。

3 预防起重机电气设备危害因素的有关建议

3.1 规范电气设备安装

在电气设备安装之前，安装人员应当对电气原理图、配线图等技术文件具有正确的理解，各个元件的作用和安装位置都要熟练掌握，确保安装过程的效率性与准确性。电气设备在运输和装卸过程中可能会出现损伤，所以在安装前应当进行一次基本的检查工作。

其一，检查电气设备外观是否存在磨损、松动、锈蚀等问题。

其二，电动机和接触器、继电器等元件的绝缘性能需要利用兆欧表进行绝缘电阻检测，若绝缘电阻不足0.5 MΩ则需及时进行干燥处理，在干燥处理结束后再次检查，确认合格后才能进行安装。

其三，检查电动机碳刷和滑环间的压力，以及控制器和继电器触头间的压力，若压力存在异常时则要及时进行控制。

根据电气总图中的位置进行电气设备与元件的安装，电阻器需要尽可能接近控制箱，尽量减少连接导线的长度；控制箱在安装之后屏面倾斜度应控制在5°以内，以此来保证元件能够安全稳定的运行；电阻器在叠装过程中不能超过5箱，挂装不可以超过7箱，以免出现电阻过热等现象；电阻器需要按照平行主梁的方向安装，削减振动因素影响的基础上提高通风效果；沿线和集电器安装应当规范，无负荷的小车应设计在起重机的中心位置，调整好导电架位置，确保集电器滑块始终处于水平状态，滑块的中心和滑线的中心尽可能保持一致。

3.2 电气设备的调整

（1）电气元件的调整。其一，过电流继电器动作电流的整定，调节好保护单台电动机的过电流继电器整定电流。调控控制器和接触器触头元件的触头压力。①控制器触头开闭流程应进行检查和调节，根据电气原理图中所示的标准和流程调整控制器手柄，期间需要持续观察触头开闭和开闭表中的指示是否一致，若与开闭表存在差异应当及时调整并分析其原因进行解决；②调整电阻器。电阻器接线应当做好全套检查工作，各段电阻参数都要达到标准规定。通常可以按照电阻元件的规格与数量进行简单判断。根据有关标准来看，各段电阻与总电阻数值与标准规定进行对比，误差允许范围为±15%；③限位开关调整。所有限位开关接线都需要进行检查工作，主要检查接线方式能否达到标准规定，保护的机构在达到某一位置之后，触感是否会撞开限位开关也是需要重点关注的问题。

（2）电气线路的调整。当电器元件根据标准完成整定工作后，便需要进行线路方面的检查工作：①检查线路结点。确认接线是否规范，并且对接线螺栓检查并拧紧，合上起重机的总电源开关，电气线路检查中若发现异常则需找到原因并处理；②控制屏元件动作顺序检查。在检查过程中，需要合上控制回路刀开关，转动控制器手柄，期间需要观察接触器与继电器动作过程是否与电气原理图内容一致，若没能达到要求则找到原因及时处理；③安全保护线路的检查和调整。直接扳动各机构的限位开关和安全开关，并且观察开关动作是否流畅，能否通过切断电源的方法来达到保护的效果，若灵活度不足或出现故障则应找到原因进行解决；④电动机的运作方向调整。在合上开关后控制控制器，不同机构的电动机进行点动，观察电动机的转向和控制器操作方向是否相符。双电动机拖动机构的电动机能否拖动机构向相同的方向运作，若不能保持一致则将两相定子线进行调换。

3.3 电气设备的试运行

经检查确认电气线路并没有异常以及故障隐患后，可以进行电气设备的试运行检验。期间需要合上全部开关，让各机构主回路和控制回路联通电源。在空载状态下按流程进行各机构电源的试运行，试运行过程中观察各机构的运作状态是否正常，空载运行没有发现异常后开展负载运行。在负载运行过程中，加载操作需要逐步进行，若直接以满载的状态进行试运行，反而会为设备带来较高的运作压力，试运行结果也不够准确。

3.4 做好故障排查工作

（1）故障监控。若确定门座起重机存在电气设备故障，可以利用监控设备了解故障发生的时间和位置等信息，掌握这些信息能够帮助维修人员快速定位故障位置和故障原因，通过故障的表现来探索故障维修方案。同时故障监控系统的功能性越来越完善，部分监控系统更是可以直接识别部分故障，大大缩短了故障寻找需要花费的时间。

（2）线图排查。线图排查一般利用门座起重机结构梯形图、主电路图等信息，维修人员可以按照这些文件中的运作信息结合故障情况展开调查和判断，按照PLC输入输出点及梯形图的监控对各个触点进行标注。

（3）次序排查。次序排查一般能分为直观法与排查法两种，前者大多在一些简单且易维修的故障中多有应用，其特点便是直接、简便，无需依靠图纸或万用表，直接通过电气设备的运作表现和外观来判断故障。逐步排查适用于一些难以排查，一般排查方法不方便的位置，在出现故障时可以利用逐步排查法找到故障原因和损坏的元件。

（4）司机自查。司机自查大多针对起重机各元件和电气设备部分，通过监控画面和电气设备运作情况进行判断。在发生故障后，司机人员可以利用司机自查选项来检查起重机各结构的监控画面，在电机故障部位的监控画面中了解某一机构元件的状态信息，这些机构信息主要涉及了限位开关、超负荷保护、热继电器、断路器等。也可以通过监控视频了解到故障点的有关信息，维修难度较小的一般性故障可以由司机进行解决，若为复杂的故障则要上报专业的维修部门，保证门座起重机电气设备的维修质量。

4 结束语

对于门座起重机来说，电气设备故障问题的产生会影响作业效率，所以按时做好电气设备的维护保养工作至关重要。应当贯彻以养代修、预防为主的原则，控制电气设备故障发生率和影响，也借此减少临时抢修工作的难度。同时在设备的安装与调试过程中保证规范性，规范性的安装能够避免很多电气设备故障问题，提高设备的完好率与使用寿命等。可以说门座起重机电气设备的维护保养是一个长期性的工作，应当面对不同结构、不同环节制定对应的维护保养措施。