電梯制動器自監測要求淺析

張懷繼

【摘 要】歐洲標準增加了對制動臂（塊）的動作情況或制動力進行自監測要求。我國標準提高了電梯制動器自監測的要求，要求對制動器制動臂（塊）的動作情況和制動力均要進行自監測或定期人為檢查。為了規范電梯制動器自監測的實現，應該進一步規定其實現的安全完整性等級至少要達到SIL2。

【關鍵詞】電梯；制動器；自監測

截至2016年底，我國在用電梯的保有量超過了500萬臺。隨著在用電梯數量的高速增長，近年來由于電梯制動器故障所引起的轎廂意外移動、沖頂和蹲底而導致的電梯乘客傷害事故呈現增加的趨勢，為了降低這類事故發生，自2016年7月1日開始實施的國家標準GB7588-2003 《電梯制造與安裝安全規范》第一號修改單，新增加了電梯“轎廂意外移動保護裝置”要求，增加了用于意外移動保護裝置的冗余性工作制動器自監測的要求。當前，電梯制動器自監測要求成為了業界討論的焦點，本文筆者對制動器自監測的要求進行了分析和討論，以供讀者參考。

1 歐洲標準電梯制動器自監測的要求

2007年6月，歐洲標準EN81-1：1998+A3：2008修正案發布，提出了轎廂意外移動保護裝置新要求，并規定用于意外移動保護功能的冗余型工作制動器需要增加自監測功能。2014年3月，新發布的EN81-20標準進一步規定轎廂意外移動保護裝置應該符合以下要求：

“在沒有電梯正常運行時控制速度或減速、制停轎廂或保持停止狀態的部件參與的情況下，該裝置應能達到規定的要求，除非這些部件存在內部的冗余且自監測正常工作。

注：符合12.4.2要求的制動器認為是存在內部冗余。 在使用驅動主機制動器的情況下，自監測是指對機械裝置的正確提起或釋放的驗證或對制動力的驗證。”

2 我國標準電梯制動器自監測要求

我國標準GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》是修改采用歐洲EN81標準。2016年7月1日，GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》第一號修改單開始實施，對歐洲標準有關制動器自監測的要求進行重大修改，新增要求如下：

“在沒有電梯正常運行時控制速度或減速、制停轎廂或保持停止狀態的部件參與的情況下，該裝置應能達到規定的要求，除非這些部件存在內部的冗余且自監測正常工作。

注：符合12.4.2要求的制動器認為是存在內部冗余。

在使用驅動主機制動器的情況下，自監測包括對機械裝置正確提起（或釋放）的驗證和（或）對制動力的驗證。對于采用對機械裝置正確提起（或釋放）驗證和對制動力驗證的，制動力自監測的周期不應大于15天；對于僅采用對機械裝置正確提起（或釋放）驗證的，則在定期維護保養時應檢測制動力；對于僅采用對制動力驗證的，則制動力自監測周期不應大于24小時。”

另外，標準GB/T24478-2009《電梯曳引機》也提出了電梯制動器動作的監測要求，其條款4.2.2.2規定：

“所有參與向制動輪（盤）施加制動力的制動器機械部件應至少分兩組設置，應監測每組機械部件，如果其中一組部件不起作用，則曳引機應停止運行或不能啟動，并應仍有足夠的制動力使載有額定載重量以額定速度下行的轎廂減速下行。”

3 我國標準提高制動器自監測要求的目的

國家標準GB7588-2003 《電梯制造與安裝安全規范》第一號修改單，允許使用靠近曳引輪的曳引機冗余型工作制動器（冗余是指制動器機械部件兩組設置，且一組就可以使額定速度下行的滿載轎廂減速）作為“轎廂意外移動保護裝置”和“轎廂上行超速保護裝置”制動裝置。

由于永磁同步無齒輪曳引機大量使用，電梯制造商多采用工作制動器作為的安全保護的制動裝置。但是，面對由于制動器失效和制動器制動力矩不足等原因造成電梯事故多發的現狀，業界對電梯制動器其本身安全性和可靠性不足，標準要求不完善的共識也不斷增強。

為了提高電梯制動器可靠性，歐洲標準增加了制動器的自監測要求：對制動器制動臂（塊）的動作情況或制動力進行監測。對于制動臂（塊）動作情況的自監測可以解決一組制動臂（塊）部件失效造成全部或部分制動功能喪失和制動器電磁鐵線圈斷電但制動臂（塊）不能釋放這兩種失效情況，而制動力自監測的要求主要針對制動表面間磨擦系數降低和制動器彈簧變形等導致制動力矩不足的情況，兩種自監測要求針對不同制動器失效模式，所以，歐洲標準對自監測兩者選擇其一的要求可能存在較大隱患。

國家標準GB7588-2003 《電梯制造與安裝安全規范》第一號修改單對于制動器自監測的要求進一步提高，原則上要求對制動器制動臂（塊）的動作情況和制動力均要進行自監測或定期人為檢查。而且，標準GB/T24478-2009《電梯曳引機》監測曳引機制動器動作情況的要求也被最新版的技術法規所引用，使得國內對于制動器自監測要求變得更加嚴格：所有電梯制動器都需要有機械動作的自監測；用于轎廂意外移動保護和上行超速保護的冗余型工作制動器還應該增加制動力自監測或人為定期檢測制動器制動力。

4 電梯制動器自監測要求進一步提高的空間

對于制動臂（塊）動作情況的自監測一般采用制動臂（塊）加裝微動開關的方式。對于制動力驗證的自監測采用“電梯空閑”時通過電梯曳引電機給“閉合”狀態的制動器提供驗證扭矩的方式。這兩種自監測方式的實現，均需要對監測對象的狀態進行采集、對比、分析和發出應對指令，實現方式屬于可編程電子安全相關系統的要求，而采用傳統的安全電路是幾乎不可能實現自監測功能的。

無獨有偶，GB16899‐2011《自動扶梯和自動人行道制造與安裝安全規范》也規定了驅動主機制動器自監測的要求：“5.4.2.1.1 自動扶梯和自動人行道啟動后，應有一個裝置（見表6 的l）監測制動體統的釋放”，并規定驅動主機制動器自監測功能屬于監測或電梯安全裝置（功能），實現的安全完整性等級至少要達到SIL1。

歐洲標準和我國標準都沒有將電梯制動器自監測列入電梯安全裝置（功能），也沒有規定自監測功能實現的具體要求，能造成實現方式存在較大的隨意性，而且安全要求不明確可能造成在自監測功能實現的過程中又增添了新的安全隱患。因此，為了規范電梯制動器自監測功能的實現，應該將其納入電梯安全保護裝置（功能），完善實現自監測功能的具體要求，并規定其實現的安全完整性等級至少要達到SIL2。

5 總結

為了提高電梯制動器可靠性，最新的歐洲標準增加了電梯對制動器制動臂（塊）的動作情況或制動力進行自監測的要求。中國標準提高了電梯制動器自監測的要求：所有電梯制動器均需要有機械動作的自監測功能；用于轎廂意外移動保護和上行超速保護的冗余型工作制動器還需要增加制動力自監測功能或人為定期檢測制動器制動力。

電梯制動器自監測要求的實現將有效地降低電梯傷害事故發生概率。為了規范制動器自監測功能的實現，應將其納入電梯安全保護裝置（功能），規定實現的安全完整性等級至少要達到SIL2。

[責任編輯：張濤]endprint