王文凱

（河南省特種設(shè)備安全檢測(cè)檢驗(yàn)研究院安陽分院，河南安陽455000）

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電梯供電系統(tǒng)若干問題的探討

王文凱

（河南省特種設(shè)備安全檢測(cè)檢驗(yàn)研究院安陽分院，河南安陽455000）

摘要：城市的高樓大廈離不開電梯，而電梯運(yùn)行的平穩(wěn)安全離不開一個(gè)良好的供電系統(tǒng)。文章探討了電梯設(shè)備的用電負(fù)荷，對(duì)電梯的供電系統(tǒng)進(jìn)行了分析，提出了安全防護(hù)的一些注意事項(xiàng)，最后給出了電梯供電系統(tǒng)的檢驗(yàn)方法及故障檢修，呈現(xiàn)出了一個(gè)完整的電梯電力供電系統(tǒng)鏈條。

關(guān)鍵詞：電梯；供電系統(tǒng)；安全

當(dāng)前，城市化建設(shè)如火如荼，越來越多的高樓大廈拔地而起，建筑安全問題日益凸顯。電梯作為高樓大廈中重要的組成部分，如果電梯供電出現(xiàn)問題，將會(huì)給人民群眾的生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重的影響，所以認(rèn)真研究電梯供電系統(tǒng)非常必要。只有對(duì)電梯供電系統(tǒng)的檢驗(yàn)方法有深入的了解，才能夠防患于未然，在最快的時(shí)間內(nèi)對(duì)電梯電力供電系統(tǒng)進(jìn)行維修，保障電梯的便捷性、舒適性和安全性，為人民群眾提供一個(gè)良好的出入環(huán)境。

1 電梯設(shè)備的用電負(fù)荷

電梯是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，集機(jī)械、電氣、控制為一體。它是一種垂直的運(yùn)輸設(shè)備，由鋼絲繩將一個(gè)轎廂和一個(gè)對(duì)重連接起來，經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的曳引輪帶動(dòng)，沿垂直的剛性導(dǎo)軌或傾斜角小于15°的導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。目前，無論是城市寫字樓還是城市居民樓，電梯都成為了不可缺失的設(shè)備。而一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會(huì)直接影響到電梯的舒適度和安全性。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，高層民用建筑的高度范圍為24 m～100m，一類高層民居包括高級(jí)住宅和19層及19層以上的普通住宅，二類高層民居包括建筑10層至18層的普通住宅［1］。按照規(guī)定，一類高層民居要按照一級(jí)負(fù)荷要求供電，二類高層建筑要按照二級(jí)負(fù)荷要求供電。二類高層民居一般都有兩臺(tái)電梯，一類高層民居一般都有兩臺(tái)或多臺(tái)電梯［2］。電梯越多用電負(fù)荷越大、系數(shù)越大。根據(jù)規(guī)定，電梯需要系數(shù)可取“0.18-0.22”，“6臺(tái)電梯同時(shí)使用系數(shù)為0.72”［3］。一類高層民居和二類高層民居的用電負(fù)荷、使用系數(shù)完全不同，而且由于居住人數(shù)和上下班時(shí)差，電梯的使用系數(shù)和需求系數(shù)也大不相同，這都有很大的時(shí)間性與時(shí)差性，因此要按照電梯的實(shí)際情況的使用系數(shù)同時(shí)率計(jì)算其用電負(fù)荷。

一臺(tái)額定載重量為1000kg的電梯，需要的功率大約為10kW。通常情況下，一類高層民居內(nèi)至少有兩臺(tái)變壓器，低壓層的兩段母線都是各自運(yùn)行，只有當(dāng)其中的一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)才暫時(shí)承擔(dān)供電任務(wù)，如果過了負(fù)荷值，則應(yīng)該停掉次要負(fù)荷，保障主要的負(fù)荷正常供電。一些大樓備有應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的接線，柴油機(jī)所發(fā)出的低壓電，通常由其中某一變壓器供電到大樓較重要的用電負(fù)荷的低壓母段上去，除了可以作為電梯用電的第二電源外，還可以擔(dān)任公共場(chǎng)所的用電［4］。對(duì)于二類高層建筑，由于用電量不大，有的只有一臺(tái)變壓器系統(tǒng)，在這種情況下，如果附近有400V的備用電源時(shí)，可采用10kV電源作為主電源，400V電源作為備用電源，在應(yīng)急時(shí)開啟，保證居民照明安全。

2 電梯供電系統(tǒng)分析

2.1 電梯供電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)

電梯設(shè)置地接主要目的有三個(gè)，一是保護(hù)人員安全，防止漏電；二是為了防止外界的干擾；三是電子設(shè)備的工作要求。接地系統(tǒng)分為三種：IT、TT、TN，TN系統(tǒng)又分為TN-S、TN-C-S、TN-C。TN-S系統(tǒng)是三相五線制，是由三根相線，一根中性線和一根保護(hù)線組成。TN-C是三相四線制，是由三根相線和一根由中性線（N線）與保護(hù)線（PE線）合成的線組成，安全系數(shù)要低于TN-S系統(tǒng)，一般被要求不高的場(chǎng)所與設(shè)備使用。TN-C-S系統(tǒng)是TN-C與TN-S的混合系統(tǒng)，常在施工當(dāng)中使用。電梯的供電系統(tǒng)應(yīng)該采用TN-S系統(tǒng)，如果條件有限，可以考慮采用TN-C-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)為低壓配電系統(tǒng)接地形式，兩線在進(jìn)入配電箱起應(yīng)始終分開，電梯內(nèi)的其他電器設(shè)備要與保護(hù)線連接，保護(hù)電梯內(nèi)部安全［5］。如果用TN-C-S系統(tǒng)，要在系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)房后在總開關(guān)箱處將中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）再次分開。中性線（N線）供電梯的單相用電設(shè)備用，保護(hù)線（PE線）連接所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分。

2.2 電梯機(jī)房配電箱接線方式

為了操作的機(jī)動(dòng)性和安全性，建筑物機(jī)房中的每一臺(tái)電梯都應(yīng)該有各自的主開關(guān)，避免其中一臺(tái)電梯關(guān)閉時(shí)出現(xiàn)全部電梯都不能用的情況。對(duì)主開關(guān)的選擇要有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，開關(guān)的整定容量要大于所有電路的總?cè)萘?，能夠切斷電梯在正常運(yùn)行時(shí)的最大電流，使電梯能夠迅速得到命令。主開關(guān)的外部應(yīng)當(dāng)具備穩(wěn)定性、明顯性和易操作性，能夠清晰地分辨斷開和閉合，能夠及時(shí)方便地操作，一般要安裝在機(jī)房的入口。電源插座、照明開關(guān)和電梯報(bào)警裝置的供電電路要和主開關(guān)分開，主開關(guān)不得切斷它們的供電電路。一般情況下，電梯電源都采用了雙電源供電，除了我們常用的電網(wǎng)用電，還有發(fā)電機(jī)的發(fā)電，所以開關(guān)要能夠進(jìn)行自動(dòng)切換。另外，為了避免一個(gè)機(jī)房中若干個(gè)電梯的混淆，各臺(tái)電梯的主開關(guān)必須有明顯易識(shí)別的與曳引機(jī)相對(duì)應(yīng)的標(biāo)記，以免因?yàn)椴僮麇e(cuò)誤造成嚴(yán)重的后果。

2.3 電梯電源的電路

電梯由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯的核心部分。目前，市場(chǎng)上運(yùn)用最廣泛的是交流變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)電梯。它是通過改變曳引機(jī)供電電源的頻率而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。在調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)速度的過程中，當(dāng)變頻器內(nèi)部的壓頻比保持正常時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也就保持正常，電梯的運(yùn)行才能穩(wěn)定。這種電梯不但高效、節(jié)能，而且體量小、舒適感強(qiáng)，又方便維修，所以深得住戶們的喜愛。電路運(yùn)行的過程是這樣的：先把三相電源從配電箱引來，讓它經(jīng)過電源主開關(guān)和濾波器，然后再由一個(gè)主接觸器經(jīng)過，繼而進(jìn)入變頻器，再經(jīng)過運(yùn)行接觸器進(jìn)入到電梯的電動(dòng)機(jī)，最后電梯就可以運(yùn)行了。

3 電梯供電系統(tǒng)的安全防護(hù)注意事項(xiàng)

電梯給人們的生產(chǎn)生活帶來了便利，同樣也帶來了不小的安全隱患，所以必須保證電梯供電線路的安全。首先要保障電源的容量，無論是主電源還是備用電源，都應(yīng)滿足電梯在最大負(fù)載下正常工作。其次是線路使用的電纜、導(dǎo)線規(guī)格型號(hào)要符合設(shè)計(jì)要求，穿金屬管預(yù)埋，明敷時(shí)在金屬管上涂上防火涂料，通過防火分區(qū)時(shí)，要在暗處裝置消防設(shè)備控制箱。然后是在電梯機(jī)房的最末一級(jí)配電箱的使用，兩路電源時(shí)要能夠自動(dòng)切換；兩路電源相序排列要一致；工作狀態(tài)要在控制室中通過信號(hào)顯現(xiàn)；主、備電源應(yīng)按先斷后合的方式進(jìn)行切換；主、備電源切換要具有互鎖功能，確保只有一路電源投送。最后是要定期對(duì)備用發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查。檢查的對(duì)象主要有燃油、冷卻液、蓄電池電壓等；儀表盤、控制屏控制儀表等；排氣管道、燃油管路接頭、蓄電池接頭等；油箱液位顯示、柴油的標(biāo)號(hào)及防止燃油流散的設(shè)施等。

4 電梯供電系統(tǒng)的檢驗(yàn)及故障檢修

4.1 供電系統(tǒng)的檢驗(yàn)方法

在對(duì)電梯供電系統(tǒng)檢驗(yàn)之前，要先了解供電部門所供電力的性質(zhì)，如果只是臨時(shí)電，便不能進(jìn)行電梯供電設(shè)備的檢驗(yàn)，因?yàn)榕R時(shí)電的電壓及電流相對(duì)不穩(wěn)，很容易出現(xiàn)問題，所以不能用于電梯供電系統(tǒng)供電檢測(cè)。如果是正式供電，符合檢測(cè)要求，便可進(jìn)行接下來的檢測(cè)。要先進(jìn)行地線的檢測(cè)，查看是否有短路的情況，查看究竟是接線線路有誤，還是連接不準(zhǔn)確［6］。如果不存在問題，接下來就要進(jìn)行單相用電的設(shè)備檢驗(yàn)，如果其電壓符合規(guī)定就證明地接良好。供電檢查時(shí)應(yīng)切斷系統(tǒng)主電源，再將中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）斷開，用萬用表驗(yàn)測(cè)它們之間的連通性。

4.2 電氣開關(guān)的檢驗(yàn)方法

在電氣開關(guān)檢驗(yàn)時(shí)，主要檢測(cè)設(shè)備的完備性與可靠性。我們乘坐的電梯是上下垂直運(yùn)行，人的身體雖然能在其中平穩(wěn)站立，但仍能夠感受到電梯的移動(dòng)，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)震顫的情況，讓人感覺不安全。在到達(dá)所在樓層時(shí)，電梯門開啟時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)碰鐵現(xiàn)象，同樣使人產(chǎn)生一種不安全的感覺。所以除了檢查開關(guān)的通斷性，還要保障開關(guān)的正常使用，保障電梯的舒適度，也為今后的維修提供便利。

4.3 短路故障檢驗(yàn)方法

電梯的短路分為兩種，第一種是電源與電源間的短路，這類短路發(fā)生后會(huì)有一定的短路電流，會(huì)造成元件的燒毀。對(duì)于這類短路，分析過電路的設(shè)置方法和工作原理便可找出原因，然后解決。第二種是電路的局部短路。這種情況是開關(guān)的接觸不良造成，并不會(huì)造成大的危害，元件不會(huì)被燒毀，但是會(huì)影響到正常的使用。對(duì)于這類短路，一時(shí)很難找出故障所在，必須分步不斷地進(jìn)行分析排查，然后找出故障，解決故障。

4.4 斷路故障檢查方法

斷路時(shí)整個(gè)電路斷開，需要用萬用表或斷路排查法來檢查。斷路一般是因?yàn)殚]合開關(guān)接觸不良，或者某些電氣元件的損壞。在利用萬用表進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)萬用表的電阻檔和電壓檔檢測(cè)元件之間的電阻和電壓，通過數(shù)值的判斷找出斷路點(diǎn)，然后解決故障。在使用短路排查法時(shí)，要拿出電梯電氣圖紙，根據(jù)圖紙來判斷故障點(diǎn)的位置，然后根據(jù)元件當(dāng)中的斷路，縮小排查的范圍，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)和排查，直到找出故障點(diǎn)，將其解決。

4.5 供電系統(tǒng)元件的檢驗(yàn)方法

電梯的安全需要高品質(zhì)的電器元件，所以電器元件的檢驗(yàn)至關(guān)重要。首先要檢查元件是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的堅(jiān)決不能使用。要檢查產(chǎn)品合格證和出產(chǎn)日期，在購買后第一時(shí)間進(jìn)行功能檢測(cè)，如果產(chǎn)品不合格應(yīng)馬上退換。在電梯試運(yùn)行一段時(shí)間后，要及時(shí)進(jìn)行功能檢測(cè)，找出故障及時(shí)排除，避免因長(zhǎng)期使用未檢測(cè)元件帶來更大的問題。即使是經(jīng)過了多次檢測(cè)，在供電系統(tǒng)正常使用后，也要按時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，避免長(zhǎng)時(shí)間不維護(hù)所造成的老化與損壞。

總之，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量有了更高的追求，生活在鋼筋水泥叢林中的現(xiàn)代人對(duì)電梯的舒適度與安全性的要求越來越高。一個(gè)良好的供電系統(tǒng)是電梯正常運(yùn)行的重要保障，而一個(gè)良好的供電系統(tǒng)離不開一個(gè)優(yōu)秀的操作者與維護(hù)者，所以對(duì)電梯電力供電系統(tǒng)的機(jī)理進(jìn)行探討顯得十分的必要。未來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電梯更新?lián)Q代的步伐也將加快，如何用一個(gè)穩(wěn)定的供電系統(tǒng)來保持更加先進(jìn)電梯的舒適度和安全性，將是我們今后所要思考的問題。

參考文獻(xiàn)：

［1］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范：GB50016-2014［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2014：1.

［2］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.住宅設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50096-2011［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011：15.

［3］中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集：建筑電氣常用數(shù)據(jù)：04DX101-1［DS］.北京：中國計(jì)劃出版社，2006：23.

［4］林朝明，陳惠平.建筑消防供電系統(tǒng)的探討［J］.淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（06）：35.

［5］劉廣震，翁太春.電梯電力供電系統(tǒng)探討［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2015（07）：146.

［6］郭偉.談電梯供電系統(tǒng)的檢驗(yàn)方法［J］.裝備制造，2009 （12）：163.

（責(zé)任編輯：王彥永）

中圖分類號(hào)：TU857

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-2928（2016）02-0018-03

收稿日期：2015-09-19

作者簡(jiǎn)介：王文凱（1986-），內(nèi)蒙古赤峰市人，工程師，主要從事電梯設(shè)備檢測(cè)工作。