（安順市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，貴州 安順 561000）

近年來，我國的國防事業(yè)和建材工業(yè)都得到了顯著的發(fā)展，鋁、鎂、鈦等新型材料在航天工程和建材工業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，這些材料應(yīng)用范圍的擴(kuò)展使我國的金屬冶煉車間數(shù)量逐漸增多，這就對(duì)絕緣起重機(jī)的需求也會(huì)越來越多。絕緣起重機(jī)主要適用于大電流、低電壓的鋁電解生產(chǎn)車間環(huán)境，對(duì)完成生產(chǎn)中的加料、吊運(yùn)電解熔液、更換陽極等工作發(fā)揮著重大的作用，是電解鋁車間重要的設(shè)備。絕緣起重機(jī)絕緣可靠與否關(guān)系著車間工作人員和機(jī)械設(shè)備的安全，因此，探討其可靠性與改善措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 絕緣起重機(jī)工作環(huán)境條件、特點(diǎn)及絕緣方式

電解鋁、電解鎂、電解銅等環(huán)境相差較大，采取絕緣的方式也不同，所以說，絕緣起重機(jī)并不能完全適用于電解行業(yè)。絕緣起重機(jī)在電解鋁車間的主要工作是更換陽極和吊運(yùn)鋁水包。在電解鋁車間中，主要為直流電，電解槽與地是絕緣的，一般，每個(gè)電解鋁車間都有幾十個(gè)電解槽，這些電解槽是相互串聯(lián)著的，單個(gè)電解槽的電壓為4.1V-4.5V，串聯(lián)而成的電解槽的直流電流為60kA-80kA，最高可達(dá)到500kA-600kA，電壓可達(dá)到400V-900V。

鋁在電解槽中熔煉為鋁液，然后可用絕緣起重機(jī)起吊一個(gè)吸液缸通過負(fù)壓將熔煉好的鋁液吸到真空罐中，然后即可鑄錠。起重機(jī)在起吊的時(shí)候，其橋架金屬結(jié)構(gòu)必然會(huì)通過大車軌道接地，加上鋁液和吸液缸都是導(dǎo)電體，所以，陽極上的電荷不能流向起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)，否則將會(huì)形成相與地或泄露電流間的短路回路，破壞絕緣，導(dǎo)致變壓器的交流側(cè)跳閘，如果短路電流強(qiáng)大，將會(huì)燒斷鋼絲繩，造成重大的設(shè)備事故和安全事故。因此，絕緣起重機(jī)的鉤頭與橋架之間需要有可靠的絕緣，起重機(jī)通常要求要設(shè)有三道絕緣系統(tǒng)即吊鉤與滑輪、起升機(jī)構(gòu)與小車架、小車架與大車，其絕緣的可靠性應(yīng)作為衡量絕緣起重機(jī)的重要指標(biāo)。

由于電解鋁車間環(huán)境具有強(qiáng)磁場(chǎng)、高溫熔性、多粉塵、多氟化氫煙氣等特點(diǎn)，為了保證工作人員和設(shè)備的安全，絕緣起重機(jī)在滿足其絕緣性能外，還必須具有耐高溫、防塵防腐的特點(diǎn)，以更好適應(yīng)車間的環(huán)境。

絕緣起重機(jī)絕緣方式的分類：絕緣起重機(jī)一般有3級(jí)絕緣，一種方式是吊鉤——鋼絲繩絕緣+鋼絲繩——小車架絕緣+小車架——橋架絕緣，此方式的第一級(jí)絕緣是采用絕緣吊鉤，一般使用外購成品絕緣吊鉤；第二級(jí)絕緣為鋼絲繩與小車架的絕緣（即起升機(jī)構(gòu)與小車架絕緣），采用的方式是在小車架定滑輪、卷筒、起升電機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器等起升機(jī)構(gòu)零部件支座上加裝絕緣套管、墊板等絕緣材料保證其與小車架絕緣；第三級(jí)絕緣是在小車架的角形軸承架上加裝加裝絕緣套管、墊板絕緣材料保證與橋架絕緣。另一種絕緣方式是吊鉤——小車架絕緣+小車架——橋架絕緣+橋架——大車軌道絕緣（即起升機(jī)構(gòu)絕緣+小車架絕緣+橋架絕緣）。采用本方式時(shí)，吊鉤與鋼絲繩之間沒有絕緣，采用的時(shí)通常的吊鉤，但是有些大型企業(yè)，為了提高工作效益，鉤頭材料未使用普通的鍛鋼，而是采用鍛造不銹鋼，確保在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下吊鉤與被吊物品之間不發(fā)生磁場(chǎng)變化，保證吊鉤工作順暢。其第一級(jí)絕緣就是第一種絕緣方式的第二級(jí)絕緣，本絕緣方式的第二級(jí)絕緣就是第一種絕緣方式的第三級(jí)絕緣，而本絕緣方式的第三級(jí)絕緣是采用的橋架與大車軌道的絕緣有兩種方式，一種是在大車角形軸承架上加裝絕緣，與第一種絕緣方式中小車架對(duì)橋架的絕緣處理方法一樣，加裝絕緣套管、墊板確保絕緣。另一種方式是采用絕緣大車車輪，這是一種外購成品，它是在輪緣與輪軸之間加入絕緣材料的絕緣車輪。

2 絕緣起重機(jī)絕緣可靠性改善措施

2.1 三道絕緣系統(tǒng)的改善

為了保證絕緣起重機(jī)絕緣的可靠性，根據(jù)使用環(huán)境和使用要求可將絕緣起重機(jī)可設(shè)置三道絕緣系統(tǒng)，這三道絕緣系統(tǒng)主要包括吊鉤與滑輪之間、起升機(jī)構(gòu)與小車架之間、小車架與大車之間，每道系統(tǒng)之間絕緣的電阻都不應(yīng)小于1MΩ，每道絕緣系統(tǒng)的可靠度為1/RS=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4+…1/Rn，由此可以看出，絕緣起重機(jī)絕緣的可靠度是由每一個(gè)絕緣子系統(tǒng)的可靠度組成的，一個(gè)絕緣子系統(tǒng)的失效將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，因此，應(yīng)盡量減少每道絕緣系統(tǒng)中子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)。

起重機(jī)的吊鉤與電解液是導(dǎo)電性能上是連通的，因此，吊鉤與滑輪（或第二種絕緣方式的小車架）之間的絕緣尤為重要，不能將吊鉤中的電流導(dǎo)入滑輪的鋼絲繩（或第二種方式的小車架）內(nèi)，以免設(shè)備的零部件其他級(jí)絕緣失效，從而引起設(shè)備事故；起升機(jī)構(gòu)與小車架之間的絕緣系統(tǒng)主要作用是當(dāng)?shù)蹉^與滑輪之間的絕緣環(huán)節(jié)失效的時(shí)候能保證絕緣起重機(jī)的安全，避免電解液飛濺導(dǎo)致滑輪鋼絲繩帶電時(shí)鋼絲繩出現(xiàn)安全問題；小車架與大車之間的絕緣是三道絕緣系統(tǒng)的最后一道防線，若前兩道絕緣系統(tǒng)都失效，這道絕緣系統(tǒng)可保證操作人員和設(shè)備的安全。

2.2 絕緣系統(tǒng)失效警報(bào)

必須注意的是，若前兩道絕緣系統(tǒng)同時(shí)失效，最后一道絕緣系統(tǒng)雖然能為操作人員和設(shè)備的安全提供保障，但是危險(xiǎn)還是有可能產(chǎn)生的，所以，防止絕緣系統(tǒng)的失效非常關(guān)鍵。因此加裝絕緣失效自動(dòng)聲光報(bào)警裝置很有必要，可在絕緣起重機(jī)進(jìn)線隔離變壓器處設(shè)置與起重機(jī)"地"之間的絕緣監(jiān)測(cè)繼電器，并將繼電器與電源的總開關(guān)之間裝置關(guān)聯(lián)鎖。這樣，當(dāng)起重機(jī)的絕緣系統(tǒng)失效的時(shí)候，繼電器就會(huì)自動(dòng)通過聲光報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，及時(shí)向起重機(jī)操作人員傳達(dá)失效信號(hào)，使操作人員能夠及時(shí)關(guān)閉起重機(jī)的總電源，并及時(shí)進(jìn)行絕緣檢查和維修，避免因絕緣系統(tǒng)失效而導(dǎo)致不必要的人員的傷亡和設(shè)備的損壞。

2.3 控制絕緣起重機(jī)的感應(yīng)電

小車架與小車輪絕緣系統(tǒng)中，小車上其中任意一個(gè)電氣設(shè)備中任意一相帶電都能使絕緣起重機(jī)感應(yīng)電產(chǎn)生。常規(guī)的凸輪控制系統(tǒng)并不能使絕緣起重機(jī)的感應(yīng)電消失，目前大多數(shù)控制線路的主回路是由接觸器、變頻器、調(diào)壓器等來控制通斷的，主回路三相全部切除，限位開關(guān)的控制也在各線路的控制中，這個(gè)時(shí)候，電氣設(shè)備將不會(huì)出現(xiàn)帶電的情況，絕緣起重機(jī)也就不會(huì)存在感應(yīng)電。如在使用中產(chǎn)生的感應(yīng)電已經(jīng)對(duì)人體產(chǎn)生明顯的“電擊”現(xiàn)象，可以通過采用RC電路，將各級(jí)絕緣的感應(yīng)電卸放。

2.4 選擇高性能的材料

材料的絕緣性能直接關(guān)系到每道絕緣系統(tǒng)的可靠度，因此，絕緣材料被要求要有足夠的強(qiáng)度、良好的工藝、較大的電阻系數(shù)以及高壓情況下不冷流的特性。目前，應(yīng)用較多的高性能材料為環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板和布棒，這兩種材料與一般的金屬材料的加工工藝不同，在這兩種材料的加工中，加工不當(dāng)將會(huì)直接影響材料的使用性能和使用要求，所以，最好到專業(yè)的材料加工廠購買，如果購買實(shí)在困難必須自己加工的時(shí)候，要通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)選擇最為合適的加工方法，材料加工后必須進(jìn)行絕緣后處理，浸泡絕緣漆，提高材料的表面電阻和防潮性能。每級(jí)絕緣組裝結(jié)束后應(yīng)分別測(cè)量其絕緣，避免全部組裝完成后查找絕緣失效點(diǎn)的困難。電解鋁車間具有很強(qiáng)的磁場(chǎng)，吊鉤的材質(zhì)要選用防磁性較強(qiáng)的材料，防止吊鉤因?yàn)檐囬g磁場(chǎng)強(qiáng)度的也影響而被吊具吸附，影響絕緣起重機(jī)的正常作業(yè)。

2.5 檢測(cè)絕緣起重機(jī)的絕緣系統(tǒng)

由于絕緣起重機(jī)的絕緣系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組成的，為了防止絕緣系統(tǒng)失效影響絕緣起重機(jī)的可靠性，引起安全事故和設(shè)備事故，絕緣系統(tǒng)處設(shè)置了繼電器和保護(hù)裝置，所以在進(jìn)行在進(jìn)行絕緣檢測(cè)的時(shí)候，務(wù)必要做好電氣設(shè)備的隔離、斷電等防護(hù)工作，避免設(shè)備受到損壞。每道絕緣電阻值不應(yīng)低于1MΩ，當(dāng)實(shí)測(cè)值大于1MΩ的時(shí)候，滿足要求。

結(jié)語

絕緣起重機(jī)絕緣的可靠性直接關(guān)系著操作人員的人身安全和設(shè)備的安全，因此，必須將絕緣的可靠性作為衡量絕緣起重機(jī)安全、可靠與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。絕緣系統(tǒng)失效將會(huì)導(dǎo)致安全事故和設(shè)備事故，所以，絕緣起重機(jī)的絕緣可靠性應(yīng)貫穿于起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、設(shè)置、安裝、運(yùn)輸、檢測(cè)、維護(hù)以及使用等一系列環(huán)節(jié)中，只有加大對(duì)絕緣起重機(jī)絕緣的改善力度，其絕緣的可靠性才能得到保障，絕緣起重機(jī)所工作的電解鋁車間的生產(chǎn)才能安全的運(yùn)行。

[1]徐宏偉.重工與起重技術(shù)[J].絕緣起重機(jī)絕緣的可靠性，2004（01）：11-12.