電梯應急系統的設計及運行管理

陸 歡

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究員宜興分院，江蘇 宜興 214221）

在高層建筑快速發展背景下，電梯量需求不斷增加。安全是電梯運行的重要技術指標，因此要求相關部門必須做好電梯應急措施，才能確保電梯安全運行。隨著電梯應急系統在電梯運行中的應用，其在電梯故障或者停電狀態下，能夠通過逆變電源為電梯供電，使電梯能夠達到平層，并確保乘客安全。本文就電梯應急系統運行原理進行簡要分析，并提出系統設計及其運行管理措施。

1 電梯應急系統運行原理

在電網正常情況下，電梯應急系統則會被旁路，將電能提供給電梯運行系統。通過控制變頻系統對電梯進行有效控制，同時使曳引機能夠驅動運轉，在鋼絲繩和曳引輪相互作用下，對重裝置與帶動轎廂間會進行相對運動，即轎廂呈上升狀態時，對重裝置則會下降，而轎廂呈下降狀態時，對重裝置則會上升。通過對電梯曳引機運行方向進行控制，即能夠對轎廂的升降方向進行控制，而對曳引機運行速度控制，即能夠對轎廂的升降速度進行控制。在電網故障情況下，電梯應急系統會將電梯運行系統與電網間連接點斷開，并向曳引機、變頻系統、門機系統及控制系統等提供電能，并依據應急系統與控制體系間連接線路及信號，采取有效的應急救援措施。應急系統與控制體系間連接線路及信號主要由24V的信號電源所提供，而信號端主要為COM，主要對回路、控制系統、變頻故障燈進行檢修。因控制系統內的相序性繼電器能夠對電網狀態進行實時監測，所以當電網出現停電或者缺相故障時，能夠及時將故障信息反饋到控制系統，使故障電梯處于停運狀態。為了防止上述現象產生，在電梯應急系統在使用前，必須通過短接方式將相序性繼電器有效輸出，才能保證應急系統正常運行。在應急系統使用時，必須在控制系統中設置檢修信號。當電梯呈檢修狀態，則利用外部信號對電梯運行狀態進行控制，并依據應急系統信號，選擇適宜的應急救援方案。

2 電梯應急系統設計要點

2.1 逆變器設計

（1）主回電路。主回電路主要采用的是單相性全橋型結構，將SPWM作為主要調節方式，能夠使DC/AC實現逆變，圖1為主回電路示意圖。SPWM波存在的諧波具有一定的負載，通過設置相應的濾波器，能夠將部分諧波分量有效消除。逆變器系統能夠選擇兩個通過率較低的濾波器，但由于變壓器存在一定漏感反應，使電感值有所降低，所以應將濾波器的主回電路設計為Lf=4mH，Cf=4uf。

圖1 主回電路示意圖

（2）控制電路。控制電路與逆變器運行可靠性密切相關，因此在電梯應急系統設計過程中，必須對其控制電路匹配度進行充分考慮。通常情況下，電梯應急系統逆變器控制電路主要采用的是IR2110芯片，這種型號芯片有兩條高壓通道，能夠同時控制上橋臂和下橋臂。但是由于IR2110芯片無任何電隔離措施，所以需要配備6N137型號的高速光耦，其運行速度能夠達到10MBit/s，滿足逆變器系統運行要求。為了實現逆變器輸出閉環控制功能，逆變器系統必須對交流電壓與電流數據進行實時采集。本研究系統采用的是ADC型的控制器，其有兩條通道，需經由多路開關來選擇適宜的數據，然后再經由ADC接口完成轉換。通過隔離形式，并在互感器輔助下完成數據采集任務。

2.2 充電器設計

充電器電路主要采用的是Buck型結構，主要通過四種不同方式向蓄電池提供電源，即恒流方式、涓流方式、浮充方式及恒壓方式，圖2為充電器電路設計示意圖。交流電源通過變換器AC／DC，能股成為直流電源，向蓄電池提供電能。CPU能夠對變換器DC／DC進行控制，向鉛酸型蓄電池提供電能，并對蓄電池電流、電壓進行檢測，同時依據檢測反饋信息，按照控制計算要求，對變換器DC／DC進行有效調節。

圖2 充電器電路設計示意圖

3 電梯應急系統運行管理措施

在電梯出現故障或者需要搶修時，電梯應急系統方可應用，且其配套設備均需設置在電梯井道內。為了確保電梯應急系統安全運行，要求相關部門必須加強應急系統運行管理工作，采取有效的管理措施，具體表現在：

（1）做好人員應急組織工作。管理部門應依據電梯應急系統運行情況，制定具體的應急方案和計劃，并明確每個管理人員的職責，同時電梯應急救助和通訊設備都必須配備齊全，才能提高電梯應急系統運行安全性和可靠性。

（2）加強電梯保養與維修工作。通過對電梯運行狀態進行密切監查，并與相關部門簽訂電梯保養與維修合同，明確電梯故障維修部門職責，使其能夠參與到電梯保養、維修與應急救助工作中。而電梯故障維修部門必須制定完善的應急維修制度和方案，合理配置維修人員和應急救助設備，當電梯緊急故障時，能夠及時趕到事故現場，并進行緊急救援。

（3）確保應急吊籃處于良好運行狀態。在電梯日常運行過程中，應急吊籃需置于電梯井道的底部，并對其進行有效固定，避免其進入到電梯運行范圍，并將應急吊籃電源切斷。當電梯發生事故，難以進入到相應的轎頂，或者電梯乘客被困，且應急救援難度較大時，才能使用應急設備。在吊籃應用過程中，電梯電源應處于關閉狀態，避免電梯突發運行，危及人們生命安全。同時要求操作者必須具有熟練的操作技能，并做好必要的防護措施。

4 結語

電梯應急系統主要以能源供電為主，能夠將電梯故障喜好反饋給電梯控制系統，并對電梯運行狀況進行有效控制，確保電梯乘客安全。同時通過對電梯應急系統運行狀況進行管理，明確每個管理人員職責，使電梯運行安全性得到有效提高。