淺析曳引驅動乘客電梯轎廂意外移動及其保護裝置

霍佳偉 苗 榮 李 林 李唐成

（1.河南省特種設備安全檢測研究院焦作分院，河南焦作454000；2.焦作市職業技術學校，河南焦作454000）

0 引言

隨著我國城市化進程的不斷加快以及人民群眾生活水平的不斷提升，城市中的高層建筑不斷增多，而曳引驅動乘客電梯作為高樓大廈和公共建筑設施內垂直運送乘客和貨物的重要交通工具，其安全性能也越來越被人們所關注。曳引驅動乘客電梯轎廂的意外移動極易造成乘梯人員和物品發生剪切和擠壓等事故，直接影響人民群眾的生命和財產安全。因此，對電梯轎廂的實時運行進行監控，能夠十分可靠地檢測到電梯轎廂的意外移動，并通過電梯保護裝置及時采取有效的保護措施，對電梯轎廂和人員進行保護具有十分重要的意義。

1 電梯轎廂意外移動及其安全保護裝置

電梯轎廂意外移動是指在開鎖區域內且開門狀態下，轎廂無指令離開層站的移動，不包括裝卸載所引起的移動。為了防止電梯轎廂意外移動所引起的事故的發生，國家標準化管理委員會批準了GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》國家標準第1號修改單的實施公告，其中增加了相應的要求，即曳引驅動乘客電梯應設置有電梯意外移動安全保護裝置。電梯轎廂意外移動安全保護裝置是指在層門未被鎖住且轎門未關閉的情況下，由于轎廂安全運行所依賴的驅動主機或者驅動控制系統的任一元件失效所引起的轎廂離開所在層站的意外移動，電梯應具備防止該移動或使移動停止的保護裝置，鏈條、滾筒、懸掛鋼絲繩、鏈輪和曳引輪的失效除外，曳引輪失效包含曳引能力的突然喪失。保護裝置應能夠檢測到轎廂的意外移動，并應制停轎廂且使其保持停止狀態，并且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。該裝置的制停部件應作用在電梯的轎廂、對重、鋼絲繩系統（懸掛繩或補償繩）、曳引輪或者只有兩個支撐的曳引輪軸上。同時，新修訂的GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》國家標準第1號修改單也對電梯轎廂的制停范圍提出了要求，如圖1所示。

（1）與檢測到轎廂意外移動的層站的距離不大于1.20 m；

（2）層門地坎與轎廂護腳板最低部分之間的垂直距離不大于0.20 m；

（3）按要求設置井道圍壁時，轎廂地坎與面對轎廂入口的井道壁最低部件之間的距離不大于0.20 m；

（4）轎廂地坎與層門門楣之間或層門地坎與轎廂門楣之間的垂直距離不小于1.00 m。

轎廂載有不超過100%額定載重量的任何載荷，在平層位置從靜止開始移動的情況下，均應滿足上述值。

圖1 轎廂意外移動——向下和向上移動

在電梯制停過程中，轎廂意外移動保護裝置的制停部件不應使轎廂減速度超過：空轎廂向上意外移動時為1gn，向下意外移動時為自由墜落保護裝置動作時允許的減速度，并且最遲在轎廂離開開鎖區域時，應能夠監測到電梯轎廂的意外移動。

2 電梯轎廂意外移動的原因

隨著近幾年來電梯事故和電梯故障的不斷發生，電梯轎廂意外移動越來越被專家和學者所重視。究其原因，大致可分為以下三類：（1）制動器故障類；（2）曳引條件變化類；（3）人為原因。

2.1 制動器故障類

由于制動器發生故障導致制動器無法正常閉合或制動器已閉合但制動器的制動力不足。制動器故障分為兩種：一種是機械故障，另一種是電氣故障。

2.1.1 制動器機械故障

電梯必須設置有制動系統，且應是一個機—電式制動器（摩擦型），其能夠在電梯動力源失電或者控制電路電源失電的情況下自動動作，使電梯停止運行或保持靜止狀態。所有參與向制動輪或者制動盤施加制動力的制動器機械部件必須要分兩組設置，當其中一組制動部件失效時，應仍有一組部件具有足夠的制動力使載有額定量載荷以額定速度下行的轎廂減速下行。

一般來說，電梯正常運行時的制動器應該在持續通電的情況下保持松開狀態，與制動鼓之間沒有摩擦且間隙均勻。在日常運行過程中，當電梯在停靠層站時，制動器電磁線圈失電，制動臂在壓縮彈簧的作用下自動閉合，保持轎廂的靜止狀態。但由于電梯制動器機械部分會出現制動輪與閘瓦間有油污、制動閘瓦老化、制動鼓與制動閘瓦間隙調節不到位以及制動器長期帶閘運行等情況，造成制動閘瓦因長期高溫而嚴重磨損，在電梯停靠站時，制動器可能發生機械卡阻、制動力不足或者制動器控制回路接觸器粘連等故障，從而不能正常閉合，導致電梯轎廂的意外移動。

2.1.2 制動器電氣故障

切斷制動器電氣回路的電流，至少應用兩個獨立的電氣安全裝置來實現，不論這些裝置與用來切斷電梯驅動主機電流的電氣裝置是否為一體。當電梯需要停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未能釋放，那么最遲在下一次電梯運行方向改變時，應能夠阻止電梯再次啟動運行。但在電梯實際運行過程中，電梯的制動器控制電路存在短路故障風險，當其中一個主接觸器發生粘連，無法切斷制動器的電流時，制動器會自動開閘，從而導致電梯轎廂的意外移動。

2.2 曳引條件變化類

由于電梯在運行過程中，轎廂內的載荷和轎廂的位置及運行的方向都在變化，為了使電梯在各種情況下都具有足夠的曳引力，根據國家標準GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》要求，電梯應滿足以下曳引條件：

式中，T1為曳引鋼絲繩懸掛轎廂一側的拉力；T2為曳引鋼絲繩懸掛對重一側的拉力；C1為動力系數或加速度系數；C2為由于摩擦導致曳引輪槽斷面變化的影響因數；e為自然對數的底數；f為曳引鋼絲繩在曳引輪槽中的當量摩擦系數；α為曳引鋼絲繩在曳引輪上的包角。

如果曳引鋼絲繩上有油污，或者由于磨損、銹蝕等原因導致曳引輪輪槽的磨損及曳引鋼絲繩繩面磨損變平，均會使得當量摩擦系數f變小，造成電梯曳引能力不足，從而導致電梯轎廂的意外移動。

2.3 人為原因

在電梯正常使用過程中，由于電梯層轎門頻繁開閉，電梯門的電氣回路中安全保護裝置的觸點極易損壞。在電梯定期檢驗的過程中，經常發現一些維保人員違規操作，人為將易損壞或接觸不好的安全開關進行短接，極易導致電梯在門開著的情況下溜車，使轎廂發生意外移動。

3 結語

隨著GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》1號修改單和TGS T7001—2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》2號修改單的實施，新裝電梯必須具備電梯轎廂意外移動保護裝置。事實也證明，該裝置能有效制停電梯并保持停止狀態，降低事故發生的概率，對保障人員生命和財產安全起到至關重要的作用。

[1]電梯制造與安裝安全規范：GB 7588—2003[S].

[2]電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯：TSG T7001—2009[S].

[3]劉鐵.電梯轎廂意外移動檢測及保護裝置的研究與設計[D].北京：北京工業大學，2015.