电梯防雷的

机电技术 2012年12月150

电梯防雷的研究

陈泰潮 陈国凯 陈 洁

(福建省特种设备检验研究院,福建福州 350008)

摘 要:鉴于电梯遭受雷击而发生故障停梯的情况越来越经常发生,通过分析电梯遭受雷击的原因与干扰途径,提出了在电梯机房配电箱安装电涌保护器(SPD)的防雷措施,并设计了TN系统中电梯机房配电箱加装SPD的安装图。

关键词:电梯;电涌保护器(SPD);防雷

中图分类号: TU857 TU895 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2012)06-150-02

随着国民经济飞速发展,电梯已成为人们生活中不可缺少的垂直交通工具,人们对电梯品质的要求越来越高,不仅要求乘坐电梯舒适､快捷,更要求电梯安全可靠。福建省属沿海地区,经常有台风登陆并伴随雷雨天气,雷电是电梯等设备主要干扰源之一,雷灾引发的电梯灾害及事故呈上升趋势。根据使用单位反映,2008年福清阳光锦城17台电梯两次遭“雷击” 出现故障,福州飞凤山庄2台电梯遭“雷击” 出现故障,2009年台风“莫拉菲”在福建省沿海地区登陆造成福州天嘉花园3号楼1台电梯遭“雷击”出现故障不能运行等。电梯遭受雷击而发生多次故障停梯的情况经常发生,其中不乏伴随出现烧毁电子板的情况,且通常烧毁的大部分是主微机板或信号处理板,出现此类故障会导致电梯的紧急制动停止,不仅大大增加了设备的维护成本,并有可能对电梯乘客造成恐慌甚至伤害。

1 电梯遭受雷击的原因及干扰途径

1.1 电梯遭受雷击的原因

电梯遭受雷击的原因有多方面,但主要可归结为三个方面:

1) 电梯机房通常设置于建筑物的楼顶,相对于建筑物内的其它设备,电磁环境差,更容易遭受雷击;

2) 电梯遭受直击雷的概率较小,感应雷发生的几率要高得多。尽管各品牌电梯都将接地系统设计成具有一定过压保护能力的系统,但是往往因为母体(建筑物)自身的防雷系统不过关,导致雷电波侵入,引起设备电源线上的感应电流而产生的瞬间过电压,造成电梯控制系统频频遭受雷击;

3) 现代电梯普遍采用可编程序控制器PLC 或微机控制,一旦电梯遭受雷击,这些控制器件由于工作电压低,容易受到干扰或烧坏击穿。

1.2 电梯遭受雷击的干扰途径

雷电入侵电梯系统途径呈多样性,要使雷电危害降到最低,必须了解雷击对建筑物的干扰途径,才能分析雷击对电梯电子系统的影响,并从根源上防范雷击对电梯的危害。目前,雷电对一般建筑内的电子设备的干扰途径主要有三种:雷击建筑物避雷系统;雷击与建筑物相连的金属导线;雷击建筑物附近的其它物体(如图1所示)。

图1 雷击对电梯机房电子设备的干扰途径

2 电梯防雷的措施

目前我国在电梯防雷方面还没有相关标准,国标GB 50057—94《建筑物防雷设计规范》是包括一般行业的建筑物[1],而电梯设备可靠性要求又在一般行业之上。因此,应按照“综合治理､层层设防､经济适用､安全可靠”的原则,采取整体综合､积极有效的防雷保护措施,保障乘客的人身安全。

电梯的防雷主要分为外部防雷和内部防雷两大类。外部防雷是指建筑物的防雷,如装避雷针､避雷带等外部防护设施,主要用于防直击雷造成的危害,现代建筑物的外部防雷措施已较为有效和完善,基本能够满足防雷要求。而内部防雷又分为屏蔽､等电位连接及接地和安装雷击电涌保护器(SPD)保护三种方法。屏蔽主要采取屏蔽及布线

作者简介:陈泰潮(1984-),男,助工,硕士,主要从事机电类特种设备的检验研究工作｡

第6期陈泰潮等:电梯防雷的研究151

的方法来实现,因为电梯机房一般位于楼房顶层,是雷击建筑物电磁环境比较恶劣的地方,因此电梯机房可采取有效屏蔽以减少对电子设备产生的电磁干扰。等电位连接及接地是根据GB 50310—2002《电梯工程施工质量验收规范》的相关要求,机房内接地装置的接地电阻值不大于4 Ω,一般新建､扩建､改建工程电梯接地应采用联合接地。此外,所有电气设备及管道､线槽的外露可导电部分均必须可靠接地(PE),接地支线应分别直接接至接地干线的接线柱上,不可互相连接后再接地。

为了能够更好的保护电梯的控制系统,越来越多的电梯采取加装电涌保护器(SPD)的方法实现。在电梯控制系统中使用电涌保护器(SPD)能对防止雷击灾害起到更有效的作用,电梯控制系统内部存在大量低压电子元器件,电涌保护器(SPD)用于限制瞬时过电压和泄放浪涌电流,并联或串联在线路中,平时呈高阻态,当有瞬时电涌的时候,SPD就会导通,将浪涌电流泄放到大地上,同时将线路两端的残余电压控制在一定范围内[2]。

电梯的供电是由大楼的总配电箱通过强电井直接把电输送到电梯机房配电板,再从机房配电板把电送到控制柜。因此,对于电梯防雷系统的设计,应在大楼的主配电箱､机房配电箱,分别加装相应参数的电源电涌电涌保护器(SPD)[3]。图2是TN系统中电梯机房配电箱加装SPD的安装图。

图2 TN系统中电梯机房配电箱加装SPD的安装图1.供电系统的接地电阻;2.装置的电源;3.电梯机房配电箱;4.保护电涌保护器的熔丝或断路器;5.电涌保护器(SPD);6.电涌保护器的接地连接;7.电梯控制柜;8.装置的接地电阻

3 结束语

本文通过分析电梯遭受雷击的原因与干扰途径,并对现有常用的防雷措施进行了综合阐述,在此基础上提出了在电梯机房配电箱安装电涌保护器(SPD)的防雷措施,并设计了TN系统中电梯机房配电箱加装SPD的安装图。试验证明,该措施能够有效防止电梯控制系统遭受雷击的破坏,应用效果良好。

参考文献:

[1]GB50057-94,建筑物防雷设计规范[S].

[2] 黄明铸.浪涌保护器件SPD在电梯防雷中的应用[J].黑龙江科技信息,2009(36):10 .

[3] 李小龙,李贵玲,扈勇,等.电梯的雷电综合防护[A].第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C],2007:460-462.

[4] 郭福雁,宗群.智能建筑的雷击影响分析与防雷系统工程关键问题的研究[D].天津:天津大学,2006.

[5] 郑康年.防雷标准与防护措施研究[J].上海计量测试,2011(1): 7-15.