淺析電梯電氣安全回路故障檢測方法

摘要：首先簡要闡述了電梯電氣安全回路的結構組成和故障發生原因，然后介紹了電梯電氣安全回路故障檢測方法，包括電位差比較法、分段電壓數值測量法和脈沖定位反射法，最后根據工作經驗總結了安全回路故障檢測的優化建議。

關鍵詞：電梯故障;電氣安全回路;故障檢測;脈沖反射

0 引言

隨著近年來高層建筑數量不斷增加，電梯使用頻次和故障發生率呈現出上升趨勢。在電梯運行管理中，工作人員除了做好日常維護工作外，還必須掌握故障檢測和應急搶修技術，以切實保障人員安全，降低經濟損失。

根據電梯常見故障統計情況來看，電氣控制系統中的安全回路是故障高發點。技術人員可以利用一些特殊的檢測工具，例如萬用表、脈沖收發器等，實時監測并精確分析電氣安全回路狀態參數，輔助技術人員判定安全回路的故障信息，為故障處理提供參考。

1 電梯電氣安全回路的結構組成

安全回路中的重要電氣元件主要有保護繼電器、限位開關、限速器、緩沖器、急停按鈕等。這些元件大多采用串聯方式連接，其中任何一個元件發生故障，造成短路或斷路，都會影響電梯的正常運行。其中，保護繼電器的功能是電梯失電時，繼電器動作，切斷安全回路，保護主機馬達，避免造成更大的損失，并為下一步檢修工作的安全開展提供必要條件;限速器的作用主要是在電梯轎廂實際運行速度超過額定運行速度后，限度器動作斷開安全回路，進而使電梯制動停下，避免安全事故的發生。

2 電梯電氣安全回路故障發生原因

2.1 ? ?電氣設備自身故障

電梯長時間運行后，電氣安全回路中包含的各種動作開關、電氣元件，容易因為自身疲勞、接觸不良等各種原因而無法正常運行，造成安全回路故障。例如，極限開關在檢測到電梯轎廂到達端層但是仍然繼續行駛時，會強制將常閉接點斷開，使安全回路斷電，轎廂制動。極限開關的常閉接點在反復幾次斷開、閉合后，容易出現接觸不良的情況。在下次出現類似異常運行情況時，極限開關無法發揮自身作用。而電氣安全回路中的其他一些部件，如底坑急停開關、緩沖器開關、限速器開關等也存在此類問題。

2.2 ? ?故障檢測不及時，檢測方法不合理

近年來電梯電氣安全回路的結構設計和系統組成變得更加復雜，一旦出現安全回路故障，檢修人員往往需要花費更多時間尋找故障發生位置，給故障判斷的精準性、故障維修的時效性等造成了負面影響。

另外，現有的一些檢測方法，多數情況下都是圍繞故障發生位置，檢查線路及設備是否完好，無法檢測出安全回路的其他部位是否存在質量隱患，這也是造成電梯安全回路故障頻發的一個重要原因。

3 電梯電氣安全回路故障檢測方法

3.1 ? ?電位差比較法

廳門電氣安全回路中，在相鄰兩個門鎖開關之間串聯一個由三極管、電容、繼電器和整流電路等組成的門鎖保護裝置。當層門關閉，層門門鎖開關接通后，工作電壓進入安全裝置，在三極管形成基極電流，發射極接地，從而形成回路，當三極管飽和，發光二極管點亮，繼電器觸點接通，門鎖回路導通，電梯正常運行。當門鎖回路對地短路或者斷路時，三極管不能工作，繼電器斷開，二極管滅，廳門電氣安全回路斷開，電梯不能運行。因此，可以通過觀察二極管是否點亮，定位廳門電氣安全回路的故障位置。

3.2 ? ?分段電壓數值測量法

通過測量電氣安全回路各個部分電壓值的大小，判斷各電氣安全裝置是否被短接，并通過光敏傳感器檢測門聯鎖電路電氣觸點的拉弧次數、強度和發生概率，判斷廳門鎖觸點的工作狀態，并預測廳門鎖觸點發生故障的可能性。檢測裝置通過在電氣安全回路中安裝電壓測量器，分別測量安全電路、廳門鎖回路、轎門鎖回路的電壓值，并通過比較得出電氣安全回路是否被短接。

3.3 ? ?脈沖反射定位法

在電梯電氣安全回路的總開關輸入端施加一個脈沖電壓，此電壓會沿著電纜依次經過電氣安全回路的各個支線和所有電器元件。脈沖電壓流動過程中，如果線路正常通路，則不反射信息;如果有斷路、斷路等情況，因為阻抗發生變化，會產生一個脈沖反射。該信息可以被相關的儀器靈敏捕捉到，并進一步分析該信息的發出位置以及脈沖反射的時間，從而判斷故障點位置。另外，對于不同的故障類型，脈沖波形的峰值、波峰間距也不盡相同，技術人員需要正確理解脈沖反射定位法的用法，才能借助這一新型故障檢測法，找到安全回路故障所在。

4 電梯電氣安全回路故障檢測的優化策略

4.1 ? ?嚴格遵循故障檢測步驟

大量電梯故障檢測經驗表明，即便是同一種故障表現，造成故障的原因不盡相同。在故障檢測中，如果沒有嚴格遵循相關流程步驟，很有可能因為漏檢導致一些潛在故障沒有及時檢出，無法得到有效處理，給電梯運行帶來安全隱患。為此，技術人員必須結合《電梯型式試驗規則》（TSG T7007—2016）等相關文件規定，針對不同型式的電梯，制定詳細的電氣安全回路故障檢測方案，依次對電梯的整個電氣回路開展檢測。例如，先檢查上、下極限開關是否動作，如無動作，則檢查極限開關的接觸點是否斷開;如果接觸點斷開，則將其連接。此時電氣安全回路正常，則故障排除。如果仍然顯示故障，則繼續檢查轎廂內緊急停止按鈕是否被按下。依次將整個電氣回路排查一遍，直到所有故障隱患都被排查出來并解決掉。

4.2 ? ?對電梯安全回路進行改進

為了更加及時、精確地找到電梯電氣安全回路的故障所在，除了采取優化檢測步驟的外部措施外，還可以嘗試通過改進電梯安全回路，提高故障檢測的反應速度。在原來的安全回路檢測系統中，增加一個CPU控制與分析裝置，運用CAN（區域網絡控制器）總線傳輸技術，將整個電氣安全回路連接為一個全閉環控制系統。控制中心會動態獲取電梯電氣回路中各個開關（松繩開關、廳門鎖開關、限速器開關等）的安全保護信號。安全保護信號和運行控制信號作為輸入信號進入到CPU中，并經過CPU的參數分析，輸出對應的控制指令。檢測到的故障會展示在顯示屏上，以便于技術人員了解問題和采取處理措施。改進后的電氣安全回路檢測流程如圖1所示。

4.3 ? ?加強電梯電氣安全裝置的防護

電梯電氣安全回路中包含較多類型的功能元件，例如繼電器、安全鉗、廳門鎖等。這些電氣元件大多采取串聯的方式連接，意味著只要其中一個元件發生故障，就會對整個安全回路運行產生影響。隨著電梯投入使用年限的增加，由于長時間高負荷運行以及電器元件自身老化和磨損，安全回路的故障發生率呈現出上升趨勢。為了減輕故障檢測與維護壓力，同時切實保障電梯運行安全，有必要針對電氣安全回路中的一些核心電器元件，加裝狀態參數傳感器，獨立獲取各個元件信息，以便于控制中心能夠精準反映電氣安全回路中的故障問題。

5 結語

電梯電氣安全回路中的故障問題具有發生突然、危害嚴重的特點，對故障檢測與維修人員提出了極高要求，技術人員一方面需要熟悉不同型式電梯的內部結構，特別是安全回路中的主要電氣元件、動作開關，另一方面要選擇恰當的檢測方法，借助專門的儀器設備，通過比較電位差、獲取脈沖反射等方法，準確判斷故障位置、故障原因，及時制定檢修對策，讓電梯重新恢復運行。

[參考文獻]

[1] 何比干.電梯門回路檢測的常見電路設計原理、缺陷和隱患分析[J].中國電梯，2019，30（5）：63-67.

[2] 馬立群.淺談青海地區電梯檢驗時常見的幾種電氣回路短接現象[J].中國標準化，2018（S1）：275-278.

收稿日期：2020-02-08

作者簡介：韋昌材（1978—），男，廣西河池人，工程師，研究方向：特種設備檢驗。