一起电梯接地故障保护检验引发的思考

蔡超

摘  要：电梯接地故障是一种常见的故障类型，在不具备接地保护系统的控制电路中，接地发生故障时，会引起控制线路的意外短路，从而使得各种电气开关失效，电梯在失去保护的情况下启动运行，造成严重的伤亡事故。笔者通过一个检验案例对电梯接地保护进行了分析，揭示了接地故障可能导致的设备缺陷和潜在事故风险，最后还详细论述了电梯接地保护的检验方法和要点，为实际检验工作提供了一定的参考和指导。

关键词：电梯接地保护  测试方法  失效案例分析  检验要点

中图分类号：TU857

Reflections on the Test of the Protection of an Elevator Ground Fault

CAI Chao

Pudong New Area Special Equipment Supervision and Inspection Institute， Shanghai ， 201210 China

Abstract： An elevator ground fault is a common type of faults. In a control circuit without a ground protection system， when a ground fault occurs， it will cause an accidental short circuit of the control circuit and then make various electrical switches fail， and an elevator will start and run without protection and result in serious casualties. Through a test case， this author analyzes elevator ground protection， reveals the equipment defects and potential accident risks caused by ground faults， and finally also discusses the method and key points of the test of elevator ground protection in detail， which provides some reference and guidance for practical tests.

Key Words： Elevator ground protection; Test method; Failure case analysis; Key inspection point

电梯是现代建筑中必不可少的交通工具，其安全性一直备受人们的关注。截至2022年年底，全国电梯总量达964.46万台，事故22起，死亡17人。上海市电梯突破30万台，事故1起，受伤1人。从事故原因上来看，虽然因使用、管理不当发生事故数量占比较高，约为80.00%[1]。但电梯设备本体的安全也一直仍然是人们关注的重点。

电梯运行的过程中，接地故障是一种常见的故障类型，在不具备接地保护系统的控制电路中，接地故障会造成控制电路中的控制信号通过地线进行导通，短路了控制线路中的各种电气开关，最终使控制继电器正常闭合，导致电气设备启动运行，造成严重的伤亡事故[2]。因此必须能够及时检测到接地故障，并采取相应的保护措施。针对电梯中的接地故障保护问题，研究人员需要提出一种测试方法，以评估接地保护的性能和有效性。

1  电梯接地保护的作用及要求

1.1  电梯接地保护的作用

接地故障根据《电工术语 接地与电击防护》GB/T 2900.73—2008中的定义是带电导体与大地之间意外出现导电回路，这种现象有可能是因为导电路径中出现有瑕疵的绝缘，通过其他的结构物或者植物等。电梯接地保护的作用是确保电梯在运行过程中能够正常接地，避免因接地故障引发的电气安全问题。具体而言，电梯接地保护的作用主要包括以下几个方面。

•  防止电梯因电气故障而引发火灾

电梯作为一种大众交通工具，使用频率较高，并且通常集中在人员密集的区域。如果电梯未能正确接地，一旦发生电气故障（如短路、漏电等），就有可能引发火灾。而正确的接地保护系统能够及时检测电气故障，并采取相应的措施，避免火灾的发生。

•  提高电梯的电气安全性能

电梯作为一种高度自动化的设备，其电气控制系统常常涉及到高电压和大电流。如果电梯未能正确接地，将导致电气设备无法正常工作，从而影响电梯的正常运行。而正确的接地保护系统能够有效消除电气设备之间的电位差，保证电梯电气设备的正常工作，提高电梯的电气安全性能。

•  其他外界因素引发的电气故障

在某些特殊情况下，如雷电天气或存在地雷等情况下，电梯整体或部分设备可能会发生带电现象。正确的接地保护系统能够将电梯设备与地面有效连接，将外界因素的传导路径引导到地面，减少因外界因素引发的电气故障以及可能造成的人身伤害风险。

总之，电梯作为一种大众交通工具，乘客和维修人员的人身安全至关重要。电梯接地保护是保证电梯正常运行和人员安全的关键。

1.2  电梯接地保护的要求

《电梯制造与安装安全规范 第1部分：乘客电梯和载货电梯》（GB/T7588.1—2020）中5.11.1.4对于含有电气安全装置的电路、控制制动器的电路或控制下行方向阀的电路的接地故障应：使驱动主机立即停止运转；或如果最初的单一接地故障不构成危险，在第一次正常停止运转后，防止驱动主机再启动。恢复电梯运行只能通过手动复位。相较于以往标准对于接地故障不仅保留了对含有电气安全装置的电路的要求，还扩大了需要防护接地故障的电路范围，增加了对于控制制动器的电路或下行方向阀的电路要求。

国家市场监督管理总局2023年4月2日发布的《电梯监督检验和定期检验规则》TSG T7001—2023相较于原有的安全技术规范，在附件A中增加了A1.2.3.3（3）含有电气安全装置的电路发生接地故障的要求，因此本文仅对含有电气安全装置的电路发生接地故障的检验做出探讨。

2  失效案例分析

2.1 设备情况

电梯接地保护测试中，首先需要了解测试对象的设备情况。在本研究中，研究人员选择了某高层商务楼的一部电梯作为测试对象。该电梯为某品牌2005年生产的，1 000 Kg、2.0   m/s、20层20站20门的电梯，经过查阅图纸和资料，该电梯的接地形式为TN-S  。

2.2  缺陷描述

在检验的过程中，研究人员使用专用短接线准备将底坑安全回路返回到控制柜侧的插件端和接地端短接，对应电梯电气原理图，找到控制柜内安全回路末端接线端子1C06（见图1），测量确认电压为 AC 110V .对应电梯电气原理图，找到控制柜内交流接地端子 HL1（见图2）。此时保护安全回路的断路器会动作或保险丝会断开，主机将停止运转，并无法再次启动。在试验的过程中，电梯并未停止，仍然继续运行。证明这台电梯的接地故障保护现在处于失效的状态。笔者进一步查看了图纸（见图3），本台电梯在发生接地故障的时候，断路器cp3应该断开，从而使主机停止运行，于是现场对断路器进行了拆解，发现脱扣器线圈发生了短路，导致在过电流时，无法使断路器断开。

2.3  案例分析

在本案例中，由于断路器的线圈短路引起的，电梯中的接地缺陷还会表现为地线安装错误、接地电阻超标以及接地线松动等情况，都会造成接地线失效或保护性能下降。

综上所述，电梯中的接地缺陷是导致接地系统失效的主要原因，对电梯的运行安全产生不可忽视的影响。为了保障电梯乘坐人员和设备的安全，需要对接地系统进行定期的测试和检验，及时发现和消除接地缺陷，确保电梯接地保护系统的可靠性和稳定性。

2.4  接地缺陷可能导致的事故

电梯安全回路的接地保护装置，主要为接地线、熔断器，其接地保护功能的故障类型为：接地线的安装不当，或者线路中没有安装接地保护线路[4]，可能会导致以下几种事故。

2.4.1  接地缺陷可能导致电梯的运行不稳定

在电梯运行过程中，如果接地缺陷造成电梯主机与地面之间的接地不良，会导致电梯系统中电流流动不畅。这会导致电梯受力不均衡，运行时出现晃动、抖动等现象，给乘客带来不安全感。

2.4.2  接地缺陷可能引发电梯系统的故障

在电梯系统中，各个部件的正常工作都需要稳定的电力供应。当接地缺陷造成电梯系统中的接地电流过大或过小时，会对电梯控制系统的正常运行造成干扰，甚至引发故障[5]。这可能导致电梯无法正常启动、停止、开关门等，严重时可能导致乘客被困或产生其他危险情况。

2.4.3  接地缺陷可能导致电梯系统的绝缘破坏

在电梯系统中，绝缘是保证安全运行的重要条件之一。当接地缺陷存在时，可能会导致系统的绝缘破坏，使得电梯主机与地面之间发生电流泄漏或短路。这样的情况下，电梯系统的运行安全将受到严重威胁，乘客可能会面临电击风险。

总之，接地缺陷可能导致电梯的运行不稳定，引发电梯系统的故障，以及导致电梯系统的绝缘破坏。因此，为了保障电梯运行的安全稳定，必须对电梯中的接地问题进行重视，并采取相应的测试和保护措施[6]。通过本研究提出的测试方法，可以有效检验并解决电梯接地缺陷可能导致的各种事故问题，为电梯的安全运行提供技术支持和保障。

3 电梯接地保护的检验要点

接地保护装置是一种用于检测电梯接地情况的装置，其主要功能是检测电梯外金属部件与地之间的接地状态。因此，在进行接地保护的检验时，首先需要对接地保护装置的功能进行检测。具体来说，可以通过如下几个方面进行检验。

（1）检查供电电源的中性导体N（零线）与保护导体PE（地线）是否始终分开。

（2）机器空间的电气设备及线管、线槽的外露可导电部分与保护导体PE（地线）是否可靠连接。

（3）确认安全回路、门联锁回路、电源零位的接地线是否单独接到地线柱上，不能与其他接线相连后再接地，防止发生前端接地与后端接地同时断开[7]。

（4）当含有电气安全装置的电路发生接地故障时，驱动主机应立即停止运转，或者在第一次正常停止运转后，能够防止驱动主机再启动；恢复电梯运行只能通过手动复位。这时我们可以模拟接地故障，检查该功能是否有效。

4  结语

本研究通过一次检验中发现的案例，对电梯接地保护的作用及要求的介绍，案例分析中，揭示了接地故障导致的设备缺陷和潜在事故风险。我们还详细论述了电梯接地保护的检验要点，为实际应用提供了一定的参考和指导。

参考文献

[1] 国家市场监督管理总局.2022年全国特种设备安全状况的通告[R].北京：国家市场监督管理总局，2023.

[2] 苏宇航，杨宁祥，张锡林，等.《电梯与自动扶梯电气安全回路接地故障检测方法》标准研究及解析[J].中国质量与标准导报，2019（11）：44-46..

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.《电梯制造与安装安全规范 第1部分：乘客电梯和载货电梯》（GB/T7588.1—2020）[S].北京：中国标准出版社，2020.

[4] 王乐乐.电梯安全回路接地故障防护问题探讨[J].特种设备安全技术，2023（2）：41-42.

[5] 金鑫.灵活接地系统单相接地故障特征分析及保护[D].青岛：中国石油大学电气工程，2020.

[6] 李杰.配电网单相接地故障继电保护原理与故障定位方法研究[D].广州：华南理工大学电气工程，2021.

[7] 周晓彬.电梯接地保护的要求及实际案例分析[J].中国机械，2020（5）：119-120.