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      電梯檢驗(yàn)中電磁干擾的分析及預(yù)防措施

      2014-04-29 00:44:03張平林
      中國(guó)機(jī)械 2014年11期
      關(guān)鍵詞:電梯檢驗(yàn)電磁干擾預(yù)防

      張平林

      [摘要]電磁干擾對(duì)電梯的安全運(yùn)行有非常嚴(yán)重的影響,本文介紹了電梯所受到的電磁干擾,以及相關(guān)的電磁干擾的預(yù)防措施,并對(duì)這些措施進(jìn)行了驗(yàn)證。

      [關(guān)鍵詞]電梯檢驗(yàn),電磁干擾,預(yù)防,

      1.引言

      隨著電梯的廣泛應(yīng)用,電梯的安全運(yùn)行也日益成為相關(guān)單位所關(guān)注的重點(diǎn)。電梯的控制系統(tǒng)是電梯運(yùn)行的核心,但是控制系統(tǒng)很容易受到電磁干擾的影響而發(fā)生故障或是事故,所以必須要對(duì)電梯采取措施以消除所受到的電磁干擾。

      電梯的控制系統(tǒng)采用變頻器等電力電子器件,尤其是高頻開關(guān)器件的應(yīng)用,這些電力電子裝置在工作時(shí),因?yàn)槠潆妷汉碗娏鞯牟ㄐ味际窃诜浅6痰臅r(shí)間內(nèi)上升和下降的,這些具有陡變沿的脈沖信號(hào)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾[1]。電力電子裝置的高頻化和在容量化不僅導(dǎo)致器件所承受到的電應(yīng)力增加和開關(guān)損耗增加,而且會(huì)產(chǎn)生難以抑制的寬帶電磁干擾,威脅到電梯安全運(yùn)行本身及至與其相關(guān)的其他電子設(shè)備的正常工作。

      2.電梯控制系統(tǒng)中的電磁干擾

      當(dāng)前的電梯控制系統(tǒng)通常都是采用調(diào)壓調(diào)頻控制,具有運(yùn)行性能好、節(jié)約能源,調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)。歸納起來(lái)通常有以下4種情況的電磁干擾[2]:

      (1)工頻諧波干擾。變頻器的功能是將工頻電流通過(guò)整流電路轉(zhuǎn)換成直流電流,然后通過(guò)逆變電路,把整流后的直流電逆變?yōu)轭l率和電壓可變的交流電。由于變頻器中大量使用了三極管、智能模塊等電力電子器件,變頻器以斷續(xù)的脈沖方式從電網(wǎng)吸收連續(xù)的正統(tǒng)波能量。這種脈沖電流在電網(wǎng)阻抗上形成了脈動(dòng)的壓降疊加在工頻電壓上,造成了電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變。對(duì)于同一供電系統(tǒng)的其他用電設(shè)備,特別是對(duì)電梯的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是很強(qiáng)的干擾源。

      (2)浪涌干擾。當(dāng)有感應(yīng)電或是雷電進(jìn)入到電梯系統(tǒng),或者與電梯共用電源系統(tǒng)的其他大型設(shè)備的接通和斷開瞬間,都有可能在電梯的電源系統(tǒng)中形成浪涌干擾。這是一種能量比較大的干擾,具有較高的幅度和較陡的電壓上升速率。這種高能量的浪涌干擾,對(duì)電梯的控制系統(tǒng)有著極大的威脅,會(huì)使電梯的控制系統(tǒng)出現(xiàn)指令性錯(cuò)誤,甚至造成事故的發(fā)生。

      (3)射頻性質(zhì)的電磁干擾。變頻器的輸出部分通過(guò)高速晶體管開關(guān)來(lái)產(chǎn)生一系列寬度不同和極性一定的PWM矩形電壓波,這種具有陡峭邊沿的脈沖信號(hào)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。

      (4)泄漏電流干擾。系統(tǒng)中變頻器的輸出動(dòng)力線與大地之間的分布電容,使對(duì)地泄漏電流通過(guò)接地線流入變頻器與外部設(shè)備,可使剩余電流斷路器、剩余電流繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)作。變頻器輸出動(dòng)力線之間的分布電容,使得高頻泄漏電流通過(guò),可使變頻器外接熱繼電器誤動(dòng)作,變頻器過(guò)流跳閘。

      3.抑制電磁干擾的措施

      按抑制電磁干擾工作的類型,可把預(yù)防措施總結(jié)為以下三個(gè)方面:

      (1)設(shè)置濾波器與電抗器。主要是抑制高次諧波干擾,在靠近變頻器的輸入端和輸出端分別安裝濾波器,輸入濾波器能最大限度地減少電源產(chǎn)生的高次諧波電壓;輸出濾波器則能最大限度地減少變頻器產(chǎn)生的高次諧波電壓。

      在電源與輸入濾波器之間安裝輸入交流電抗器,能限制電源電壓突變與操作過(guò)電壓而引起的電流沖擊,抑制變頻器輸入電網(wǎng)的諧波電流。在輸出濾波器與電動(dòng)機(jī)之間安裝輸出交流電抗器,掏抑制變頻器輸出的諧波電流。

      (2)處理好各類連接導(dǎo)線。主要是抑制電磁噪聲干擾。電機(jī)的動(dòng)力線纜要單獨(dú)放入金屬管內(nèi),且金屬管通過(guò)金屬機(jī)架接地,起屏蔽干擾的作用。動(dòng)力線要盡量短,通常情況下不要超過(guò)50m,大功率電梯也不能超過(guò)100m。使用4芯電纜的動(dòng)力線時(shí),其地線兩端分別接變頻器的PE端與電動(dòng)機(jī)的接地端。

      電梯系統(tǒng)的信號(hào)線要使用帶屏蔽層的雙絞線,各路信號(hào)分別各自絞合,絞合節(jié)距不大于15cm;信號(hào)線長(zhǎng)度不應(yīng)大于20m,且盡量縮短;信號(hào)線與動(dòng)力線及外部設(shè)備的控制線分開成束,各自屏蔽,屏蔽層良好接地,信號(hào)線與動(dòng)力線、控制線不要平行布置,并且信號(hào)線與動(dòng)力線的距離最好不小于20cm以上,相交時(shí)應(yīng)成直角。

      (3)做好接地工作。主要包括直流地、安全地與防雷地。直流地的作用是掏電磁噪聲干擾,安全地的作用是掏泄漏電流干擾。

      直流地是針對(duì)電梯控制系統(tǒng)的控制部件(PLC或PC)系統(tǒng)的接地,實(shí)際上是為各處理部件而建立的等電位點(diǎn),通常被稱為信號(hào)地或邏輯地,目的是消除或掏耦合性干擾。

      TSG T7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則-曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》規(guī)定[3]:

      (1)供電電源自進(jìn)入機(jī)房或者機(jī)器設(shè)備間起,中性線(N)與保護(hù)線(PE)應(yīng)當(dāng)始終分開。

      (2)所有電氣設(shè)備及線管、線槽的外露可以導(dǎo)電部分應(yīng)當(dāng)與保護(hù)線(PE)可靠連接。

      由TSG T7001-2009的規(guī)定可知,電梯的電源可采用TN-S,或TN-C-S系統(tǒng)。電梯的接地要優(yōu)先使用TN-S系統(tǒng)。但是當(dāng)采用TN-C-S系統(tǒng)時(shí),在系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)房后,在總開關(guān)箱處將PEN線分成N線和PE線。

      在采用TN-S或TN-C-S系統(tǒng)時(shí),為了增加保護(hù)的可靠性,還應(yīng)進(jìn)行重復(fù)接地,而且要求接地線的接地電阻不大于10Ω。在采用TN-C-S系統(tǒng)時(shí),還必須確認(rèn)在機(jī)房以外的PEN線上沒(méi)有裝設(shè)可能斷開PEN線的電氣裝置[4]。

      PE線只是在電氣設(shè)備發(fā)生絕緣損壞、搭殼等故障時(shí),提供一個(gè)阻抗較小的故障回路,要切斷故障電源還必須靠自動(dòng)切斷裝置。一般是利用電路的短路保護(hù)裝置,即熔斷器或自動(dòng)空氣斷路器,在故障電流的作用下切斷故障電源。

      4.總結(jié)

      筆者在本文詳細(xì)闡述了電梯控制系統(tǒng)可能受到的電磁干擾的各類,以及對(duì)這些電磁干擾的預(yù)防措施,并且通過(guò)實(shí)踐證明,這些措施是非常有效的。

      5.參考文獻(xiàn)

      [1]杜彥林.淺談電力電子裝置的諧波和電磁干擾的危害及抑制[J].濟(jì)南:科技信息,2011(23)。

      [2]胡浩,楊斌文.電梯系統(tǒng)中的電磁干擾及抗干措施[J].上海:低壓電器,2009(10)。

      [3]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則-曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯[S].北京:新華出版社,2010.2。

      [4]魏孔平,朱蓉.電梯技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.6。

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