電梯轎廂意外移動(dòng)原因分析及對(duì)策

黃 華

（來(lái)賓市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，廣西 來(lái)賓546100）

1 電梯轎廂意外移動(dòng)的概念及其危害

電梯轎廂意外移動(dòng)是指在電梯層門未被鎖住且轎門未關(guān)閉的情況下，由于轎廂安全運(yùn)行所依賴的驅(qū)動(dòng)主機(jī)或者驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的任何單一部件失效引起轎廂離開(kāi)層站的意外移動(dòng)。其包括曳引機(jī)故障、制動(dòng)器故障、門鎖電路故障造等造成電梯轎廂在開(kāi)門靜止?fàn)顟B(tài)下突然移動(dòng)離開(kāi)層站，也就是人們常說(shuō)的電梯意外溜梯。

電梯轎廂意外移動(dòng)會(huì)造成電梯沖頂、蹲底事故，尤其在乘客進(jìn)出電梯轎廂時(shí)發(fā)生轎廂意外動(dòng)，層門和轎門剪切、擠壓乘客，造成人員傷亡事故。2014年9月14日，廈門某大學(xué)的一男生在走出電梯時(shí)，電梯轎廂突然向上運(yùn)行，致使該男生因身體被轎廂門地檻和層門上檻夾住而死亡。2017年8月2日，杭州市某小區(qū)一電梯停止時(shí)發(fā)生意外運(yùn)行，造成一名電梯維保人員因被電梯轎廂剪切而死亡。上述兩起事故均為電梯轎廂意外移動(dòng)造成的事故。2018年2月，某省特種設(shè)備安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)公布的2017年電梯事故狀況表中，共16起電梯事故里面就有7起為電梯轎廂意外移動(dòng)造成的事故，接近占事故總數(shù)的一半。由此可見(jiàn)，電梯轎廂意外移動(dòng)造成的事故占事故總數(shù)的比例是比較大的，應(yīng)給予重視。

2 電梯轎廂意外移動(dòng)原因分析

2.1驅(qū)動(dòng)主機(jī)曳引能力失效

目前使用最廣泛的電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)是采用曳引形式的驅(qū)動(dòng)主機(jī)，由曳引輪槽和曳引繩之間產(chǎn)生的摩擦力（曳引力）提拉電梯轎廂向上運(yùn)行或者向下運(yùn)行。當(dāng)曳引繩和曳引輪之間的包角α（見(jiàn)圖1）不足時(shí)，或者曳引輪經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，輪槽磨損導(dǎo)致輪槽變寬、曳引繩直徑因磨損而變小、曳引輪槽有油污等，都會(huì)導(dǎo)致曳引繩在曳引輪槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)f減小。當(dāng)曳引能力efa

圖1 曳引繩和曳引輪之間的包角α

2.2制動(dòng)器機(jī)械故障失效

制動(dòng)器是電梯的主要安全部件，每臺(tái)電梯都會(huì)配備兩套獨(dú)立的工作制動(dòng)器，每套制動(dòng)器都應(yīng)能獨(dú)立使額定載荷正常運(yùn)行的電梯進(jìn)行減速制停。制動(dòng)系統(tǒng)失效形式主要為制動(dòng)器的頂桿卡阻、制動(dòng)輪和制動(dòng)片間隙過(guò)大、制動(dòng)輪因失圓與制動(dòng)片發(fā)生周期性碰撞、制動(dòng)片嚴(yán)重磨損鉚釘外露、制動(dòng)輪表面有油污等，都會(huì)引起制動(dòng)力減小，造成轎廂意外移動(dòng)[1]。

2.3電氣控制系統(tǒng)失效

電梯的啟動(dòng)加速、正常速度運(yùn)行、減速制停，以及轎門層門的開(kāi)閉都是靠電氣控制系統(tǒng)所發(fā)出的指令來(lái)完成的。電梯電氣控制系統(tǒng)由所有的電氣元件和可編程的程序構(gòu)成。如果任一電器元件出現(xiàn)故障或者控制程序出現(xiàn)故障導(dǎo)致控制回路失效，都有可能造成電梯運(yùn)行異常，甚至造成開(kāi)門走梯事故。

3 電梯轎廂意外移動(dòng)的對(duì)策

3.1防止驅(qū)動(dòng)主機(jī)曳引能力失效的措施

（1）定期檢查測(cè)量驅(qū)動(dòng)主機(jī)部件的磨損量，可以有效地防止曳引能力失效。檢查曳引輪槽的磨損量，發(fā)現(xiàn)磨損量超過(guò)電梯整機(jī)制造單位的設(shè)計(jì)值時(shí)，要更換相同型號(hào)規(guī)格曳引輪。檢查鋼絲繩的磨損量，如果發(fā)現(xiàn)鋼絲繩直徑小于公稱直徑的90%，要更換相同型號(hào)規(guī)格的曳引鋼絲繩。

（2）建立健全的電梯維保制度，防止曳引輪槽和鋼絲繩出現(xiàn)油污，也能防止驅(qū)動(dòng)主機(jī)曳引能力失效。

（3）定期進(jìn)行1.25倍載荷試驗(yàn)、電梯減速度測(cè)試能有效的確認(rèn)驅(qū)動(dòng)主機(jī)曳引能力，防止電梯正常運(yùn)行時(shí)曳引能力失效。按照GB7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》9.3的規(guī)定，要定期往轎廂裝載1.25倍額定載荷，進(jìn)行1.25額定載荷試驗(yàn)，觀察電梯轎廂是否下滑；如果下滑，則曳引能力失效。測(cè)試電梯減速度，計(jì)算確認(rèn)減速度是否小于0.5 m/s2，如果小于0.5 m/s2，則曳引能力失效。發(fā)現(xiàn)曳引能力失效，要立即停止使用電梯，檢查和更換失效部件，使電梯保持設(shè)計(jì)的曳引能力。

3.2防止制動(dòng)系統(tǒng)失效的措施

維護(hù)保養(yǎng)單位要按照TSG T5002-2017《電梯維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》的要求按時(shí)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行檢查，特別是對(duì)制動(dòng)片磨損量和壓力彈簧的壓力檢測(cè)，嚴(yán)格按照制造單位的要求調(diào)整制動(dòng)片與制動(dòng)輪的間隙和壓力彈簧的壓力。按照TSGT7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》的要求，定期用1.25倍額定載荷進(jìn)行下行制動(dòng)試驗(yàn)，確認(rèn)制動(dòng)器兩組機(jī)械部件的每一組都能單獨(dú)制停轎廂。另外，目前在用的電梯中，仍有部分制動(dòng)器是冗余度不足的非安全制動(dòng)器。由于電梯制造標(biāo)準(zhǔn)的更新，這些制動(dòng)器雖然不符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于制動(dòng)器的相關(guān)要求，但是只要其制動(dòng)功能有效，國(guó)家也沒(méi)有強(qiáng)制使用單位對(duì)這類非安全制動(dòng)器進(jìn)行更新改造的要求。由于非安全制動(dòng)器存在的安全隱患，電梯維保單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該型式制動(dòng)器的日常檢查工作，密切關(guān)注這類制動(dòng)器的工作狀態(tài)，加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)器外觀及機(jī)械動(dòng)作情況的檢驗(yàn)，結(jié)合轎廂空載上行制動(dòng)試驗(yàn)、1.25倍額定載荷下行制動(dòng)試驗(yàn)來(lái)間接評(píng)估制動(dòng)器的制動(dòng)效果，及時(shí)排除潛在的事故隱患。同時(shí)，還應(yīng)將該型式制動(dòng)器本體存在的缺陷和潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)告知使用單位，并建議其進(jìn)行更換升級(jí)，提高制動(dòng)器的安全等級(jí)。

3.3防止電氣系統(tǒng)失效的措施

設(shè)置帶有電路檢測(cè)功能的防止電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)失效保護(hù)。

對(duì)具有開(kāi)門運(yùn)行（平層、再平層）功能的電梯，這類電梯電氣系統(tǒng)有“含有電子元件的安全電路”，也就是說(shuō)安全電路里面的電子元件帶有自動(dòng)通斷功能。因?yàn)檫@些電子元件故障可能會(huì)導(dǎo)致安全電路失效，所以防止電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置應(yīng)由檢測(cè)子系統(tǒng)、制停子系統(tǒng)、自監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)檢測(cè)子系統(tǒng)檢測(cè)到電梯電氣系統(tǒng)發(fā)生第一故障導(dǎo)致電梯轎廂意外移動(dòng)時(shí)，能使電梯停止運(yùn)行。根據(jù)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的規(guī)定，電梯安全電路如果某個(gè)故障（第一故障）與隨后的另一個(gè)故障（第二故障）組合導(dǎo)致危險(xiǎn)情況，那么最遲應(yīng)在第一故障元件參與的下一個(gè)操作程序中使電梯停止。只要第一故障仍存在，電梯的所有進(jìn)一步操作都應(yīng)是不可能的。在第一故障發(fā)生后而在電梯按上述操作程序停止前，發(fā)生第二故障的可能性不予考慮。所以設(shè)置對(duì)電梯安全電路檢測(cè)的功能，能檢測(cè)到對(duì)于安全電路自身元件可能發(fā)生“導(dǎo)致電梯出現(xiàn)危險(xiǎn)”的第一故障，并且使電梯停止運(yùn)行。其工作原理示意圖如圖2所示。電梯正常運(yùn)行并且停靠后，電梯門打開(kāi)的過(guò)程中一旦出現(xiàn)電路故障導(dǎo)致電梯轎廂意外移動(dòng)，在含有電子元件的安全電路的作用下，控制板切斷安全回路，制動(dòng)器接觸器斷開(kāi)，制停子系統(tǒng)動(dòng)作，電梯制停并顯示故障信息代碼。

圖2 電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置工作原理示意圖

檢測(cè)子系統(tǒng)的硬件由門區(qū)傳感器+安全電路板+門鎖接觸器組成。電氣原理圖如圖3所示。該電路是轎廂意外移檢測(cè)電路，同時(shí)也是電梯平層功能和再平層功能電路，屬于含有電子元件的安全電路。圖中FL1、FL2為平層光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)，KM1、KM2、KM3、KM4為安全繼電器。平層功能的原理是：當(dāng)電梯運(yùn)行進(jìn)入開(kāi)門區(qū)域，安全電路板的X1閉合，KM1、KM2、KM3、KM4線圈都通電；KM2、KM3區(qū)信號(hào)輸出回路觸點(diǎn)閉合，KM2、KM3、KM4對(duì)應(yīng)的門鎖門短接輸出回路觸點(diǎn)閉合，電梯安全回路中的轎門鎖和層門鎖被短接，電梯提前開(kāi)門的同時(shí)保持安全回路導(dǎo)通，電梯能保持減速運(yùn)行至平層。如果電梯在開(kāi)門狀態(tài)發(fā)生故障，轎廂頂?shù)钠綄痈袘?yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到轎廂移動(dòng)，主控板（安全電路板）的X1斷開(kāi)，同時(shí)KM2、KM3和封門接觸器輸入回路KM4線圈失電，門區(qū)信號(hào)輸出回路觸點(diǎn)KM2、KM3斷開(kāi)，門鎖短接輸出回路的 KM2、KM3、KM4觸點(diǎn)斷開(kāi)，電梯安全回路斷開(kāi)，抱閘接觸器斷開(kāi)，電梯停止運(yùn)行，故障保護(hù)，進(jìn)入安全狀態(tài)。

圖3 檢測(cè)子系統(tǒng)電氣原理圖

因?yàn)殡娞葜苿?dòng)器都滿足GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的要求，電梯制動(dòng)器應(yīng)滿足以下要求：

（1）制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)機(jī)電式制動(dòng)器（摩擦型）；

（2）能制停轎廂載有1.25倍額定載荷并以額定速度向下運(yùn)行的電梯，且轎廂的減速度不應(yīng)超過(guò)安全鉗動(dòng)作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度；

（3）制動(dòng)輪以機(jī)械方式與曳引輪或卷筒、鏈輪直接剛性連接；

（4）正常運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)在持續(xù)通電下保持松開(kāi)狀態(tài)；

（5）斷開(kāi)制動(dòng)器的釋放電路后，電梯應(yīng)毫無(wú)延遲地被有效制動(dòng)；

（6）應(yīng)能用手松開(kāi)制動(dòng)器并需要以一持續(xù)力保持其松開(kāi)狀態(tài)；

（7）用有導(dǎo)向的壓縮彈簧或重鉈向制動(dòng)閘瓦或襯墊施加壓力；

（8）非帶式制動(dòng)器，阻燃制動(dòng)襯片。

所以可以利用電梯的制動(dòng)器作為電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的制停子系統(tǒng)，制停電梯。

自監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是對(duì)制停子系統(tǒng)的制動(dòng)能力進(jìn)一步驗(yàn)證。其主要由控制裝置+調(diào)速裝置+旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成：當(dāng)電梯運(yùn)行停止后，在關(guān)門狀態(tài)，門鎖回路導(dǎo)通，在抱閘制動(dòng)狀態(tài)下，控制器控制曳引電機(jī)輸出制動(dòng)器測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)力矩，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號(hào)，檢測(cè)轎廂是否發(fā)生移動(dòng)。如果驅(qū)動(dòng)主機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng)，即轎廂能移動(dòng)，則制動(dòng)器制動(dòng)力不能滿足設(shè)計(jì)要求，控制電梯立即停止運(yùn)行，并且在主板顯示故障代碼，實(shí)現(xiàn)防止電梯轎廂意外移動(dòng)。

對(duì)不具備在開(kāi)鎖區(qū)域內(nèi)開(kāi)門運(yùn)行功能的，并且電梯制動(dòng)器是采用存在內(nèi)部冗余的機(jī)-電式、驅(qū)動(dòng)主機(jī)制動(dòng)器的電梯，因?yàn)殡娞蓦娐凡淮嬖凇昂须娮釉陌踩娐贰?，安全電路由機(jī)械開(kāi)關(guān)控制通斷，所以設(shè)置由制停子系統(tǒng)和自監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)組成的電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置就可以防止電梯轎廂意外移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)標(biāo)GB7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》的第一號(hào)修改單和電梯國(guó)家安全技術(shù)規(guī)范的修訂和實(shí)施，有關(guān)單位對(duì)電梯轎廂意外移動(dòng)的研究也越來(lái)越深入，防止電梯轎廂意外移動(dòng)裝置的安全部件形式也越來(lái)越多，電梯保護(hù)功能越來(lái)越完善，相信發(fā)生電梯轎廂移動(dòng)事故的概率會(huì)越來(lái)越低。電梯會(huì)越來(lái)越安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓向青.防止電梯轎廂意外移動(dòng)的保護(hù)裝置研究[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2016（3）：166-166.