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鑄造環境中起重機控制柜的安全防護

文檔作者：卜廣強尹建利程金華鮑宏誼江維金文檔來源：深圳市特種設備安全檢驗研究院		點擊數：	更新時間： 2021年04月07日
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鑄造環境中起重機控制柜的安全防護
卜廣強尹建利程金華鮑宏誼江維金
深圳市特種設備安全檢驗研究院深圳518029
摘要：通過分析鑄造環境中粉塵、溫度、濕度、腐蝕、振動等因素對控制柜及其內部電氣設備和元件的
危害，提出了對在鑄造環境中工作的所有起重機控制柜及其內部電氣設備必須采取合理防護的建議，以提高起
重機電氣設備和元件的使用壽命和可靠性。結合在鑄造環境中起重機控制柜及其內部電氣設備和元件的防護現
狀，就加強粉塵防護、溫度控制、濕度控制、防腐、防振的具體措施作了一些針對性的探索，并總結了幾種常
用的防護辦法，供有關單位參考。
關鍵詞：鑄造環境；起重機；控制柜；防護措施
中圖分類號：TH134 文獻標識碼：A 文章編號：1001—0785(2olo)07—0075—04
Abstract：Through the analysis on the harms caused by factors under casting environment such a,q dust，temperature，
humidity，corrosion，vibration and SO on to control cabinet as well as its internal electrical equipment and components，it is
suggested that reasonable protective measures shall be taken for all the crane control cab inets and their internal electrical e—
quipment operating under casting environment，to improve the service life and reliab ility of the crane electrical equipment
and components．Targeted exploration is also made to strengthen the specific measures Oil dust protection，temperature con—
trol，humidity control，corrosion protection and vibration control based on the protection status of the crane control cabinet
as well as its internal electrical equipment and components，in addition，several common protection methods are summa—
rized for the reference of relevant units．
Keywords：casting environment；crane；control cabinet；protective measures
1 鑄造環境特點及起重機控制柜防護現狀
1．1 鑄造環境特點
環境因素包括溫度、濕度、清潔度、銹蝕及
振動等，鑄造環境中灰塵大、溫度高、濕度大
(南方地區)、溫差大(北方地區)，還有金屬粉塵
和腐蝕性氣體等惡劣因素。在鑄造環境中使用的
起重機有用于吊運熔融金屬的各類鑄造用途起重
機，還有用于吊運砂箱、鑄件以及設備維修用的
普通用途起重機。
1．2 鑄造環境中起重機電氣設備和元件防護現狀
目前，QY型起重機大都選用了鑄造環境專用
電氣房或經過處理的主梁鋼結構內部空間作電氣
房；對于其他類型起重機，許多工廠出于降低成
本的考慮，大多選用適合于普通環境中使用的電
氣房、控制屏、控制柜、控制箱和接線箱(以下
統稱為控制柜)，或在此基礎上增加并不完善的防
護措施。很多起重機賴以安全運行的控制柜防護
通信技術、計算機控制技術及管理技術，融匯了
物流工程、機電傳動、電氣控制等專業課程的教
學及實驗內容。特別適合教學、實驗、參觀、研
究等。該實驗臺的投入使用有利于提高實驗教學
水平及培養學生的實踐能力和創新思維能力。
參考文獻
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作 者：鄭玉巧
地 址：蘭州理工大學機電學院
郵 編：730050
收稿日期：2010—01—25
— 75 —
等級過低，內部及其電氣設備和元件上沉積了不
少灰塵，有的甚至敞開著控制柜門運行。
從理論上講，電氣設備和元件的使用壽命是
能夠達到設計壽命的，但由于在鑄造環境中的防
護還存在很多缺陷，致使其實際使用壽命急劇縮
短， 日常維護及維修工作量劇增，甚至導致重大
事故的-發生，給用戶造成重大的直接和間接
損失。
2 控制柜粉塵的防護
2．1 粉塵的危害
在正常情況下，空氣中的灰塵會沉積在電氣
設備和元件表面與空氣之間形成隔熱層，阻礙設
備和元件散熱，使設備和元件的溫度上升直到超
過額定值燒毀損壞；另外，在元件中堆積的靜電
也會吸附灰塵。灰塵對觸點的接觸阻抗有影響，
灰塵或纖維性顆粒積聚的微生物還會使印刷電路
被腐蝕斷路，造成電氣設備和元件不能進行正常
的操作。
2．2 粉塵的防護措施
(1)密封控制柜和重要電氣設備
控制柜的門、進出線孔和其他接縫處均采用
密封墊片(聚氨酯泡沫密封條、橡膠密封條或磁
性密封條)或密封膠進行密封處理，柜門設置4
點閉鎖機構，防止粉塵進入。如果在使用中需要
取掉變頻器鍵盤，則變頻器面板的鍵盤孔，需要
用膠帶嚴格密封或采用假面板替換，防止粉塵進
入變頻器內部。
(2)通風口安裝防塵網(氈)
控制柜所有進風口和出風口都必須安裝防塵
網(氈)，控制柜頂部出風口的上方安裝防護頂
蓋，防止雜物直接落入。防塵網(氈)要求可以
拆卸和清洗；根據具體情況確定合適的網格尺寸，
能夠有效阻擋細小絮狀物進入；防塵網(氈)四
周與控制柜的結合處要緊密結合。
(3)選用防護等級高的電氣設備和元件，如
采用防護等級為IP54的變頻器。
(4)定期維護控制柜和重要電氣設備
對控制柜、變頻器、變壓器和電阻器等重要
電氣設備要定期除塵； 盡量用吸塵器清理內部和
外部的粉塵等雜物，而不是用壓縮空氣吹掃的方
式；對磁性粉塵要用專用工具清理。根據具體情
一76 一
況確定維護周期，一般在1～3個月之間；對于粉
塵嚴重的場所，建議維護周期在1個月左右甚至
更短。控制柜的清理必須在停電后進行，清理防
塵濾網、模件槽位、插座和機柜，吸塵后要對柜
內的接線進行檢查。如有條件，可通過除塵的手
段，使控制柜內的空氣達到潔凈的程度。
3 控制柜的溫度控制
3．1 溫度過高過低的危害
(1)高溫危害
環境溫度過高且無通風冷卻條件，會使電氣
設備和元件產生的熱量散發不出去，從而加快材
料的老化，并在內部引起暫時的或永久的微觀變
化。電子元件和集成電路是最容易因高溫而造成
故障的元件，熱破壞效應(或稱熱效應)會使元
件產生軟性錯誤而使數據漏失或錯誤，是產生故
障及造成老化的主要原因。例如變頻器一般適合
在一10 cIC一40。【=、相對濕度低于90％ 的環境中工
作，溫度過高會造成變頻器電流輸出能力減弱、
過熱停機、使用壽命縮短或損壞變頻器；據統計，
溫度每超出正常溫度10 c【=，其可靠性就下降25％；
環境溫度若高于4O℃的時候，每升高1℃ ，變頻器
就應降額2．5％ 使用；環境溫度每升高10℃ ，則
變頻器壽命減半。
(2)低溫危害
一般來說，電氣設備和元件可以在低溫的環
境下良好地運行，但許多電子元件在低溫情況下
是無法運行的。溫度過低容易出現水汽的凝聚、
結露或結霜的現象，附著在電路板或元器件表面
的小水珠和霜，輕者腐蝕元器件和電路板，重者
造成短路故障；另外，溫度迅速下降會使金屬部
件產生不易處理的問題。
3．2 溫度的控制措施
(1)選用耐溫等級高的電氣設備和元件
控制柜中對溫度比較敏感的是電子元器件，
可采用低功耗寬溫帶范圍的軍用級電子元器件，
最低不可低于工業級電子元器件。軍用級、工業
級和民用級電子元器件的功能相同，而在抗惡劣
環境的能力上差異較大。工業級電子元器件溫度
范圍一20 cC一85 oc，軍用級電子元器件溫度范圍
一55℃ ～125℃ ， 民用級電子元器件溫度范圍
0 ℃ ～70 cI=。
《起重運輸機械》 20l0 (7’
(2)合理布置電氣設備和元件
通常，電氣設備和元件熱量的產生并非來自
整個部件，而是部件里某些特定的區域，例如
CPU、電源電路等。設計和選用控制柜時必須留出
多余空間；安排設備和元件時，應合理分布溫度
場；充分應用自然對流和煙囪拔風原理散熱。例
如將變頻器垂直安裝在控制柜內的中上部，盡量
遠離發熱源；正上方和正下方避免安裝可能阻擋
排風、進風的大元件，上部和下部邊緣距離控制
柜頂部、底部、隔板或必須安裝的大元件的最小
間距應大于300 mm；絕對不允許把發熱元件或易
發熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
(3)安裝單冷或冷暖2用工業空調制冷或
加熱
在鑄造生產環境中，起重機工作環境溫度最
高為50℃ ～60℃。為保證控制柜內電氣設備和元
件工作安全、可靠，使用時必須安裝工業空調制
冷，將柜內最高環境溫度控制在30℃ ～40 c【=。
在鑄造停產環境中，起重機工作環境溫度最
低為一3O c(=一一20℃ (北方地區)。為避免低溫
所造成的困擾，在控制柜內安裝電加熱器或工業
空調制熱，將柜內最低環境溫度控制在一10℃ 一0
qC。電氣設備和元件從冷的狀態進入溫暖的狀態
以后，．要有i個適應期才能啟動，否則會產生結
露現象。
可在控制柜內安裝溫度傳感控制器采集溫度
數據，并轉化為電流信號傳送到變頻器，通過變
頻器控制工業空調的起動、停止和轉速來調節制
冷(熱)量或電加熱器加熱功率的大小，實現溫
度的自動調節和保持。
(4)控制柜隔熱和保溫防護
直接受到熔融金屬熱輻射的控制柜要采取有
效的隔熱措施，保證控制柜表面溫度不高于所在
位置的空氣溫度；采用工業空調制冷的控制柜要
采取有效的保溫措施，保證控制柜表面溫度不低
于所在位置的空氣溫度。
(5)加強控制柜散熱系統設計
選用導熱系數大的材料制造傳熱元件，減小
接觸熱阻并盡量縮短熱路徑；加裝風機強迫對流
散熱，加裝散熱器加大發熱體表面粗糙度和表面
面積；合理設計風道，避免在柜中形成空氣渦流；
根據通風量選擇匹配的風機；如有需要可在控制
《起重運輸機械》 2010 (7)
柜底部設單獨進風口，通過密閉管道與外部干凈
環境(如司機室)連接，如果管道長度超過5 nl
以上時，考慮加裝鼓風機。
當控制柜內散出的熱量超過部件允許溫度時，
應采用機械通風措施，其控制開關應具有自動起
動和停止功能。變頻器的發熱是由內部電路損耗
產生的，通常采用內裝風扇將變頻器箱體內部熱
量帶出；若風扇不能正常工作，應立即停止變頻
器運行。
4 控制柜的濕度控制
4．1 濕度過高過低的危害
相對濕度過低，容易使機械摩擦部分產生靜
電，對電氣元件造成干擾、損壞，影響正常工作；
相對濕度過高(如超過80％)且變化較大時，由
于多數電氣設備內部的印制板、金屬結構件等均
未進行防潮濕霉變的特殊處理，會出現霧化和結
露現象，使電氣元件內部焊點和插座焊點的接觸
電阻增大，使電氣觸點的接觸性能變差，使元器
件絕緣性能降低、受潮變質、甚至引發短路，使
金屬結構件、高溫運行的導電銅排、控制板和電
源板上的細小銅質導線產生銹蝕霉變。
4．2 濕度的控制措施
(1)對電氣設備和元件的內部設計提出防潮
濕的基本要求，例如采用三防漆噴涂處理印刷電
路板，采用鍍鎳鉻等工藝處理結構件。
(2)在控制柜內放置足量的干燥劑吸附水分，
并定期更換。
(3)在控制柜內安裝濕度控制器采集濕度數
據，并轉化為電流信號傳送到變頻器，通過變頻
器控制除濕機的起動、停止和轉速來調節除濕功
率或電加熱器加熱功率的大小，將控制柜內相對
濕度控制在30％ 一80％ 之間，實現濕度的自動調
節和保持。
5 控制柜的防腐
5．1 腐蝕的危害
在鑄造環境中，空氣里總含有腐蝕性氣體或
粉塵，它們不僅會腐蝕電氣元器件的引線、印刷
電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低
絕緣性能。
一77 ～
5．2。腐蝕的防護措施
控制柜可選用不銹鋼板或經表面噴塑處理的
優質冷軋薄鋼板等材料制造；在控制柜內加裝能
吸附毒性氣體的活性材料，并定期更換；凡是鋼
結構件必須在噴漆(噴塑)前進行表面防銹處理；
控制柜用的鋼板厚度應滿足壽命要求。
6 控制柜的防振
6．1 振動和沖擊的危害
控制柜受到較大機械振動和沖擊時，會引起
柜內電氣設備和元件電氣接觸不良、機械卡阻等
問題，導致電氣系統工作異常。
6．2 防振的措施
除了提高控制柜的機械強度、安裝位置遠離
振動源和沖擊源外，還應使用抗震橡膠墊固定控
制柜及其內部電磁開關之類易產生較大振動的元
器件；在電氣設備和元件運行一段時間后，應對
其固定連接進行檢查和維護。控制柜安裝部位的
振動頻率在5～l3 Hz時，振動位移不超過1．5
mm；振動頻率在13～150 Hz時，振動加速度不超
過10 m／s 。
7 結束語
環境惡劣等因素的作用下，存在工作效率低、損
壞率高、維修量大、壽命短、安全可靠性低等缺
陷。為了保證起重機能在高溫、多塵、潮濕等惡
劣環境下健康工作，除實現控制柜密封防塵、內
部溫度和濕度自動控制外，還需要采取其它積極、
有效、經濟合理的防護措施。
參考文獻
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北京：中國鐵道出版社，1998．
作 者： 卜廣強
地 址：深圳市羅湖區紅崗路1032號特檢大廈508室
郵 編：518029
以往，在鑄造環境中工作的起重機普遍選用 收稿日期：2009—07— 13
適合在普通環境中使用的電控設備，在使用頻繁、
“油改電” 輪胎式集裝箱起重機檢驗的一些建議
趙德棟丁高耀
寧波市特種設備檢驗研究院 寧波315020
文章編號：1001—0785(2010)07—0078—03
為了應對國際原油市場的動蕩及燃油價格的
不斷上揚，全國各個貨箱碼頭公司紛紛根據自身
實際情況，選擇適合的方案，將所屬輪胎式集裝
箱起重機的正面吊(簡稱RTG)由原來的傳統動
力由柴油發電機供給方式改變為通過市政供電代
替柴油發電機組方式(簡稱油改電)，以解決柴油
發電機組帶來的能耗大、成本高、污染大、噪聲
高等實際問題。目前，油改電技術已El漸成熟，
～ 78 一
在給各貨箱碼頭公司帶來可觀經濟效益前景的同
時，也為輪胎式集裝箱起重機正面吊油改電后檢
驗機構檢驗工作帶來了不少問題。
1 油改電后檢驗性質歸屬問題
目前，很少有施工單位在油改電項目實施前
向當地特種設備安全監督管理部門辦理改造或大
修手續。根據《特種設備安全監察條例》規定：
《起重運輸機械》 201O(7)

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