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鑄造環(huán)境中起重機(jī)控制柜的安全防護(hù)

文檔作者：卜廣強(qiáng) 尹建利程金華鮑宏誼江維金文檔來源：深圳市特種設(shè)備安全檢驗研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月07日
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鑄造環(huán)境中起重機(jī)控制柜的安全防護(hù)
卜廣強(qiáng)尹建利程金華鮑宏誼江維金
深圳市特種設(shè)備安全檢驗研究院深圳518029
摘要：通過分析鑄造環(huán)境中粉塵、溫度、濕度、腐蝕、振動等因素對控制柜及其內(nèi)部電氣設(shè)備和元件的
危害，提出了對在鑄造環(huán)境中工作的所有起重機(jī)控制柜及其內(nèi)部電氣設(shè)備必須采取合理防護(hù)的建議，以提高起
重機(jī)電氣設(shè)備和元件的使用壽命和可靠性。結(jié)合在鑄造環(huán)境中起重機(jī)控制柜及其內(nèi)部電氣設(shè)備和元件的防護(hù)現(xiàn)
狀，就加強(qiáng)粉塵防護(hù)、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(jié)了幾種常
用的防護(hù)辦法，供有關(guān)單位參考。
關(guān)鍵詞：鑄造環(huán)境；起重機(jī)；控制柜；防護(hù)措施
中圖分類號：TH134 文獻(xiàn)標(biāo)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(huán)境特點及起重機(jī)控制柜防護(hù)現(xiàn)狀
1．1 鑄造環(huán)境特點
環(huán)境因素包括溫度、濕度、清潔度、銹蝕及
振動等，鑄造環(huán)境中灰塵大、溫度高、濕度大
(南方地區(qū))、溫差大(北方地區(qū))，還有金屬粉塵
和腐蝕性氣體等惡劣因素。在鑄造環(huán)境中使用的
起重機(jī)有用于吊運熔融金屬的各類鑄造用途起重
機(jī)，還有用于吊運砂箱、鑄件以及設(shè)備維修用的
普通用途起重機(jī)。
1．2 鑄造環(huán)境中起重機(jī)電氣設(shè)備和元件防護(hù)現(xiàn)狀
目前，QY型起重機(jī)大都選用了鑄造環(huán)境專用
電氣房或經(jīng)過處理的主梁鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間作電氣
房；對于其他類型起重機(jī)，許多工廠出于降低成
本的考慮，大多選用適合于普通環(huán)境中使用的電
氣房、控制屏、控制柜、控制箱和接線箱(以下
統(tǒng)稱為控制柜)，或在此基礎(chǔ)上增加并不完善的防
護(hù)措施。很多起重機(jī)賴以安全運行的控制柜防護(hù)
通信技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)及管理技術(shù)，融匯了
物流工程、機(jī)電傳動、電氣控制等專業(yè)課程的教
學(xué)及實驗內(nèi)容。特別適合教學(xué)、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(xué)
水平及培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力。
參考文獻(xiàn)
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械工業(yè)出版社，2004．
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[2]郭環(huán)，禹永偉．自動化立體倉庫中堆垛機(jī)的設(shè)計[J]．
物流技術(shù)，2002，114(3)：17，18．
[3]杜志勇．用PLC實現(xiàn)中型立體倉庫控制[J]．實驗室研
究與探索，2004 (11)：34 37．
作 者：鄭玉巧
地 址：蘭州理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院
郵 編：730050
收稿日期：2010—01—25
— 75 —
等級過低，內(nèi)部及其電氣設(shè)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(shè)備和元件的使用壽命是
能夠達(dá)到設(shè)計壽命的，但由于在鑄造環(huán)境中的防
護(hù)還存在很多缺陷，致使其實際使用壽命急劇縮
短， 日常維護(hù)及維修工作量劇增，甚至導(dǎo)致重大
事故的-發(fā)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(hù)
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(shè)備和元件表面與空氣之間形成隔熱層，阻礙設(shè)
備和元件散熱，使設(shè)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?；覊m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(shè)備和元件不能進(jìn)行正常
的操作。
2．2 粉塵的防護(hù)措施
(1)密封控制柜和重要電氣設(shè)備
控制柜的門、進(jìn)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(jìn)行密封處理，柜門設(shè)置4
點閉鎖機(jī)構(gòu)，防止粉塵進(jìn)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(yán)格密封或采用假面板替換，防止粉塵進(jìn)
入變頻器內(nèi)部。
(2)通風(fēng)口安裝防塵網(wǎng)(氈)
控制柜所有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口都必須安裝防塵
網(wǎng)(氈)，控制柜頂部出風(fēng)口的上方安裝防護(hù)頂
蓋，防止雜物直接落入。防塵網(wǎng)(氈)要求可以
拆卸和清洗；根據(jù)具體情況確定合適的網(wǎng)格尺寸，
能夠有效阻擋細(xì)小絮狀物進(jìn)入；防塵網(wǎng)(氈)四
周與控制柜的結(jié)合處要緊密結(jié)合。
(3)選用防護(hù)等級高的電氣設(shè)備和元件，如
采用防護(hù)等級為IP54的變頻器。
(4)定期維護(hù)控制柜和重要電氣設(shè)備
對控制柜、變頻器、變壓器和電阻器等重要
電氣設(shè)備要定期除塵； 盡量用吸塵器清理內(nèi)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(jù)具體情
一76 一
況確定維護(hù)周期，一般在1～3個月之間；對于粉
塵嚴(yán)重的場所，建議維護(hù)周期在1個月左右甚至
更短?？刂乒竦那謇肀仨氃谕ｋ姾筮M(jìn)行，清理防
塵濾網(wǎng)、模件槽位、插座和機(jī)柜，吸塵后要對柜
內(nèi)的接線進(jìn)行檢查。如有條件，可通過除塵的手
段，使控制柜內(nèi)的空氣達(dá)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(huán)境溫度過高且無通風(fēng)冷卻條件，會使電氣
設(shè)備和元件產(chǎn)生的熱量散發(fā)不出去，從而加快材
料的老化，并在內(nèi)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(yīng)(或稱熱效應(yīng))會使元
件產(chǎn)生軟性錯誤而使數(shù)據(jù)漏失或錯誤，是產(chǎn)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(huán)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(jī)、使用壽命縮短或損壞變頻器；據(jù)統(tǒng)計，
溫度每超出正常溫度10 c【=，其可靠性就下降25％；
環(huán)境溫度若高于4O℃的時候，每升高1℃ ，變頻器
就應(yīng)降額2．5％ 使用；環(huán)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(shè)備和元件可以在低溫的環(huán)
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(xiàn)水汽的凝聚、
結(jié)露或結(jié)霜的現(xiàn)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(chǎn)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(shè)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(yè)級電子元器件。軍用級、工業(yè)
級和民用級電子元器件的功能相同，而在抗惡劣
環(huán)境的能力上差異較大。工業(yè)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(jī)械》 20l0 (7’
(2)合理布置電氣設(shè)備和元件
通常，電氣設(shè)備和元件熱量的產(chǎn)生并非來自
整個部件，而是部件里某些特定的區(qū)域，例如
CPU、電源電路等。設(shè)計和選用控制柜時必須留出
多余空間；安排設(shè)備和元件時，應(yīng)合理分布溫度
場；充分應(yīng)用自然對流和煙囪拔風(fēng)原理散熱。例
如將變頻器垂直安裝在控制柜內(nèi)的中上部，盡量
遠(yuǎn)離發(fā)熱源；正上方和正下方避免安裝可能阻擋
排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)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(yīng)大于300 mm；絕對不允許把發(fā)熱元件或易
發(fā)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(yè)空調(diào)制冷或
加熱
在鑄造生產(chǎn)環(huán)境中，起重機(jī)工作環(huán)境溫度最
高為50℃ ～60℃。為保證控制柜內(nèi)電氣設(shè)備和元
件工作安全、可靠，使用時必須安裝工業(yè)空調(diào)制
冷，將柜內(nèi)最高環(huán)境溫度控制在30℃ ～40 c【=。
在鑄造停產(chǎn)環(huán)境中，起重機(jī)工作環(huán)境溫度最
低為一3O c(=一一20℃ (北方地區(qū))。為避免低溫
所造成的困擾，在控制柜內(nèi)安裝電加熱器或工業(yè)
空調(diào)制熱，將柜內(nèi)最低環(huán)境溫度控制在一10℃ 一0
qC。電氣設(shè)備和元件從冷的狀態(tài)進(jìn)入溫暖的狀態(tài)
以后，．要有i個適應(yīng)期才能啟動，否則會產(chǎn)生結(jié)
露現(xiàn)象。
可在控制柜內(nèi)安裝溫度傳感控制器采集溫度
數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化為電流信號傳送到變頻器，通過變
頻器控制工業(yè)空調(diào)的起動、停止和轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)制
冷(熱)量或電加熱器加熱功率的大小，實現(xiàn)溫
度的自動調(diào)節(jié)和保持。
(4)控制柜隔熱和保溫防護(hù)
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(yè)空調(diào)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(qiáng)控制柜散熱系統(tǒng)設(shè)計
選用導(dǎo)熱系數(shù)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(fēng)機(jī)強(qiáng)迫對流
散熱，加裝散熱器加大發(fā)熱體表面粗糙度和表面
面積；合理設(shè)計風(fēng)道，避免在柜中形成空氣渦流；
根據(jù)通風(fēng)量選擇匹配的風(fēng)機(jī)；如有需要可在控制
《起重運輸機(jī)械》 2010 (7)
柜底部設(shè)單獨進(jìn)風(fēng)口，通過密閉管道與外部干凈
環(huán)境(如司機(jī)室)連接，如果管道長度超過5 nl
以上時，考慮加裝鼓風(fēng)機(jī)。
當(dāng)控制柜內(nèi)散出的熱量超過部件允許溫度時，
應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)措施，其控制開關(guān)應(yīng)具有自動起
動和停止功能。變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部電路損耗
產(chǎn)生的，通常采用內(nèi)裝風(fēng)扇將變頻器箱體內(nèi)部熱
量帶出；若風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)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(jī)械摩擦部分產(chǎn)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(shù)電氣設(shè)備內(nèi)部的印制板、金屬結(jié)構(gòu)件等均
未進(jìn)行防潮濕霉變的特殊處理，會出現(xiàn)霧化和結(jié)
露現(xiàn)象，使電氣元件內(nèi)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(zhì)、甚至引發(fā)短路，使
金屬結(jié)構(gòu)件、高溫運行的導(dǎo)電銅排、控制板和電
源板上的細(xì)小銅質(zhì)導(dǎo)線產(chǎn)生銹蝕霉變。
4．2 濕度的控制措施
(1)對電氣設(shè)備和元件的內(nèi)部設(shè)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(jié)構(gòu)件。
(2)在控制柜內(nèi)放置足量的干燥劑吸附水分，
并定期更換。
(3)在控制柜內(nèi)安裝濕度控制器采集濕度數(shù)
據(jù)，并轉(zhuǎn)化為電流信號傳送到變頻器，通過變頻
器控制除濕機(jī)的起動、停止和轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)除濕功
率或電加熱器加熱功率的大小，將控制柜內(nèi)相對
濕度控制在30％ 一80％ 之間，實現(xiàn)濕度的自動調(diào)
節(jié)和保持。
5 控制柜的防腐
5．1 腐蝕的危害
在鑄造環(huán)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(hù)措施
控制柜可選用不銹鋼板或經(jīng)表面噴塑處理的
優(yōu)質(zhì)冷軋薄鋼板等材料制造；在控制柜內(nèi)加裝能
吸附毒性氣體的活性材料，并定期更換；凡是鋼
結(jié)構(gòu)件必須在噴漆(噴塑)前進(jìn)行表面防銹處理；
控制柜用的鋼板厚度應(yīng)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(jī)械振動和沖擊時，會引起
柜內(nèi)電氣設(shè)備和元件電氣接觸不良、機(jī)械卡阻等
問題，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)工作異常。
6．2 防振的措施
除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、安裝位置遠(yuǎn)離
振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡膠墊固定控
制柜及其內(nèi)部電磁開關(guān)之類易產(chǎn)生較大振動的元
器件；在電氣設(shè)備和元件運行一段時間后，應(yīng)對
其固定連接進(jìn)行檢查和維護(hù)?？刂乒癜惭b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(jié)束語
環(huán)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(jī)能在高溫、多塵、潮濕等惡
劣環(huán)境下健康工作，除實現(xiàn)控制柜密封防塵、內(nèi)
部溫度和濕度自動控制外，還需要采取其它積極、
有效、經(jīng)濟(jì)合理的防護(hù)措施。
參考文獻(xiàn)
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北京：中國鐵道出版社，1998．
作 者： 卜廣強(qiáng)
地 址：深圳市羅湖區(qū)紅崗路1032號特檢大廈508室
郵 編：518029
以往，在鑄造環(huán)境中工作的起重機(jī)普遍選用 收稿日期：2009—07— 13
適合在普通環(huán)境中使用的電控設(shè)備，在使用頻繁、
“油改電” 輪胎式集裝箱起重機(jī)檢驗的一些建議
趙德棟丁高耀
寧波市特種設(shè)備檢驗研究院 寧波315020
文章編號：1001—0785(2010)07—0078—03
為了應(yīng)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(jù)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(jī)的正面吊(簡稱RTG)由原來的傳統(tǒng)動
力由柴油發(fā)電機(jī)供給方式改變?yōu)橥ㄟ^市政供電代
替柴油發(fā)電機(jī)組方式(簡稱油改電)，以解決柴油
發(fā)電機(jī)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(shù)已El漸成熟，
～ 78 一
在給各貨箱碼頭公司帶來可觀經(jīng)濟(jì)效益前景的同
時，也為輪胎式集裝箱起重機(jī)正面吊油改電后檢
驗機(jī)構(gòu)檢驗工作帶來了不少問題。
1 油改電后檢驗性質(zhì)歸屬問題
目前，很少有施工單位在油改電項目實施前
向當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備安全監(jiān)督管理部門辦理改造或大
修手續(xù)。根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定：
《起重運輸機(jī)械》 201O(7)

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