一种安全电压电磁阀在控制电路的安全技术研究

王占东

（太原钢铁（集团）有限公司矿业分公司东山石灰石矿， 山西 太原 030009）

太原钢铁集团有限公司（以下简称太钢）矿业分公司东山石灰石矿作为太钢的辅料生产基地之一，在生产现场石灰粉尘较多，生产车辆被覆盖石灰粉尘，根据环保要求，要对厂矿出厂车辆要进行清洁，一般情况下，在清洗车辆时，如发生漏电，漏电保护器会起作用，但是也有因漏电保护器失效而引发人身伤害事故的发生。

由于环保要求，厂矿企业生产运输车辆在出厂前要进行清洗，由于人员操作失误，未按照要求对总电源进行断电，在漏电保护器失效情况下，在职工清洗车辆时时存在触电的风险。

1 漏电保护器的工作原理

漏电保护器，也叫漏电开关，顾名思义，它是一种对漏电敏感并产生动作的开关。基本的漏保内部分为漏电检测、信号处理、执行机构三个部分，漏电检测部分是一个零序电流互感器，相线和零线从磁环中间穿过构成互感器的一次侧，缠绕在磁环上的线圈为二次侧。正常情况下，从相线流出的电流和零线上的流回的电流是相等的，但是方向相反，来回相互抵消，没有剩余电流，在二次侧自然就没有感应电压。一旦有设备或者线路漏电，漏电电流会绕过工作回路直接流向大地，从而造成互感器内部电流不平衡，产生剩余电流，在二次侧感应出信号送到信号处理电路中，漏电信号经过各种处理或比较，超过一定值时就会送到执行机构脱扣器，由脱扣器将电源切断，保护用电安全。

由于电气设备老化等原因，漏电保护器会发生失效的情况，在发生漏电时不能起到保护操作的作用。

2 在车辆清洗机电路控制上的安全隐患

由于太钢矿业分公司东山石灰石矿地处太原市东山地区，根据国家环保要求，厂、矿企业的生产运输车辆必须清洁后上路，东山石灰石矿是生产石灰及其石灰粉剂产品，生产车辆清洁工作量大，多数岗位职工怕麻烦不愿意关闭电源总开关，而当发生漏电情况时，漏电开关发生失效时，不能自动断电，在清洗车辆时会发生人身伤害事故。

多数情况下职工会按照厂矿要求进行断电后使用，但是在特殊时段，特别是加班后，或人员精神状态不佳时，会发生忘记关掉电源总控制开关进行使用，可能就会引发人身伤害事故。在清洗机控制电路上增加安全电压电磁阀后，会实现本质化的安全管理。

车辆清洗机电路控制上的电气元件存在以下风险：

1）在增加安全电压电磁阀前，职工清洗车辆靠管理警示，没有硬措施。经常外单位临时人员清洗车辆就忘记拉闸，一旦发生电气漏电，司机非常危险。

2）电气设备老化，环境潮湿，容易发生电气漏电事件。

3）发生触电事故后，现场职工掌握心肺复苏情况不好，不能及时急救职工。

3 安装安全电压电磁阀的原理图及控制系统

电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活度都能够保证。

1）电磁阀的工作原理。电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通过阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。

2）电磁阀的分类。直动式电磁阀、分布式直动式电磁阀、先导式电磁阀。

3）电磁阀的安全注意事项：安装时应注意阀体箭头应与介质流向一致。不可装在直接滴水或溅水的地方。电磁阀应垂直向上安装；电磁阀应保证在电源电压为额定电压的15%～10%波动范围内正常工作；电磁阀安装后，管道中不得有反向压差。并需通电数次，使之适温后方可正式投入使用；电磁阀安装前应彻底清洗管道。通入的介质应无杂质。阀前装过滤器；当电磁阀发生故障或清洗时，为保证系统继续运行，应安装旁路装置。

为实现本质化安全，未采用220 V 电磁阀，而采用安全电压24 V 电磁阀作为清洗机出水总开关，从源头上采取硬措施。

电气专业人员设计电气控制设计断电自动开启控制功能，绘制电气控制图（见图1），控制出水电磁阀不断电不出水。电气专业人员重新改进管路，接入电磁阀。

图1 电气原理控制图

4 安装安全电压电磁阀后的效果

在安装安全电压电磁阀后有效防止了在岗位职工在不断电清洗车辆漏电重大安全隐患。将以前仅仅靠“清洗车辆、及时断电”的管理措施变成不断电不能出水的硬措施，彻底解决职工清洗车辆安全问题，实现了安全本质化管理。

在厂、矿企业的用水冲洗的设备同样也存在类似的问题，仅仅靠管理措施来进行提醒操作人员的行为习惯是不能从根本上解决问题，在用水冲洗的设备上安装安全电压电磁阀就在漏电保护器失效的情况下，也能保证作业人员的安全。