淺談曳引式電梯的上行超速保護裝置

姚穎超

（廈門市特種設備檢驗檢測院，福建 廈門 361000）

0 引言

自1852年美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯先生發明電梯安全鉗系統以來，安全鉗系統以其可靠性、實用性和穩定性推動了整個電梯產業的發展。然而，當初奧的斯先生發明安全鉗系統，是為了防止強制式驅動的電梯在發生鋼絲繩斷裂的情況下，對下行超速的電梯進行有效保護。現如今，這套久經考驗的系統可以說是行之有效的，安全可靠的。但是我們必須看到，對于曳引式電梯來說，轎廂上行超速也是有可能發生的，然而，此時安全鉗系統是無法提供可靠保護的。一直到歐洲EN81-1電梯標準1998版本的面世，“曳引驅動電梯應裝設符合條件的轎廂上行超速保護裝置”的想法才開始被提出來，人們才逐漸意識到，曳引式電梯和強制式電梯在安全隱患方面，除了下行超速，上行超速的問題也應該被重視，加以研究和解決。該文主要介紹曳引式電梯的上行超速保護裝置。

1 電梯上行超速保護裝置的種類

目前，由于電梯本身的種類繁多，形式各異，其造型結構和安裝條件也是各種各樣，使電梯的上行超速保護裝置也五花八門。但是，大致還是可以分成以下3類。1）以傳統限速器為基礎，增加上行速度監控，在對重側增加下行安全鉗或者在轎廂側增設雙向安全鉗作為減速元件。2）以傳統限速器為基礎，增加上行速度監控，在曳引鋼絲繩上增設夾繩器作為減速元件。3）以自身速度監控系統為基礎，采用永磁同步電機的電梯將制動器直接作為減速元件[1]。

2 電梯上行超速保護裝置的動作試驗方法

2.1 上行超速保護裝置采用在轎廂或對重上裝安全鉗時

將空轎廂停于行程下部，轎廂檢修上行，人為動作限速器上行電氣開關，電梯應能立即停止運行；短接該電氣安全開關，繼續檢修上行，人為讓限速器機械動作，安全鉗應能動作，同時電梯應立即停止運行（表明安全鉗聯動開關有效），短接該安全鉗聯動開關，操縱檢修上行，觀察轎廂是否能繼續運行[3]。

判定方法：如果曳引鋼絲繩在曳引輪上出現打滑，或是曳引輪和曳引鋼絲繩均無法運轉，轎廂應無法繼續被提起，表明安全鉗動作可靠有效。

2.2 采用在曳引輪或最靠近曳引輪的曳引輪軸上的制動器時

目前，運用這種上行超速保護裝置的基本上都是采用無齒輪永磁同步電動機的電梯。對于這種電梯，我們不能簡單的使用“轎廂在底層松閘溜車”的方法來試驗，因為采用無齒輪永磁同步電動機的電梯，往往會在永磁同步電機輸入端或者變頻器輸出端增加一組常閉觸點，當我們使轎廂在底層溜車上行時，轎廂在不斷加速的過程中，電機將處于發電狀態，會產生感應電動勢及感應電流，從而提供了一個強大的制動力矩。轎廂運行的速度越快，制動力矩越大，一直到制動力和引起轎廂上溜的動力相等，轎廂將會近似勻速運行。因此，采用“封芯”的永磁同步電梯，發生上行超速的可能性較低，而這類電梯的上行超速裝置測試方法也等同于電梯制動器的功能測試。

圖1 無齒輪永磁同步電動機的電梯

2.3 夾繩器現場試驗操作方法

2.3.1 首先進行夾繩器的靜態制動試驗，具體操作方法如下

將電梯轎廂置于最底層，人為松開夾繩器掛鉤，使夾繩器動作，確認夾繩器兩摩擦片能可靠夾緊鋼絲繩，然后將夾繩器復位，重復上述操作1～2次，確認夾繩器動作靈活可靠。

人為觸發夾繩器，確認動作正常后，松開抱閘，仔細觀察電梯鋼絲繩與夾繩器是否有劃移，如果沒有劃移現象才可以進行下一步試驗，否則中止試驗。

進行夾繩器聯動試驗：如圖1所示為正常運行時限速器上行棘輪撥桿的位置，檢修開動電梯使棘輪撥桿處在圖1所示位置，以方便以后復位；向上拔動棘爪支架，使棘爪卡住上行棘輪，如圖2所示繼續檢修上行，使電氣開關動作；屏蔽限速器電氣開關，繼續檢修上行，夾繩器應可以可靠動作；最后將棘爪和各個電氣開關復位[2]。

2.3.2 進行夾繩器制動試驗

將夾繩器護罩卸下，將電梯轎廂置于最底層，正常速度上行，此時，人為將抱閘線圈通電使之處于強制打開狀態，待電梯達到額定速度或超速狀態時，用硬物敲擊夾繩器掛鉤尾部，人為觸發夾繩器，進行制動試驗。

3 幾種上行超速保護裝置的擴展探討

3.1 探討夾繩器作用可能性

圖2 夾繩器聯動試驗

下面介紹可能發生的情況：某電梯在中間樓層平層開門，人員開始進出電梯，但是此時制動器突然失效，轎廂和對重由于重量差使轎廂開始由慢到快溜梯，此時，門鎖雖然正常斷開，但是，由于制動器原因抱閘無效，由此各種電氣保護開關也一并失效；而由于溜梯速度達不到限速器的觸發速度，這樣一來，安全鉗也不可能將電梯制停，于是就極易發生剪切事故。因此，筆者認為制動器失效以后，現有的安全措施和安全保護裝置對于超速情況下沖頂蹲底等情況都有了很好的預防和補救措施來使損失或傷害降到最低，但是對于開門狀態下電梯由慢速溜梯引起的剪切就無能為力了。筆者認為必須有另外一種制動裝置來提供制動器失效的二次保護，理由有3個。1）制動器使用頻繁，磨損程序大大高于其他安全部件，而由于程序控制原因很多電梯會延時松閘，加劇磨損，而制動器的磨損平時往往不易察覺。2）制動器一旦失效，所有的電梯電氣安全裝置就基本都失效了，因為他們都是建立在“電動機失電－制動器抱閘－停梯”這一過程中的，一旦制動器失效，則整個安全回路形同虛設。3）在制動器工作時，往往是平層到站人員進出的時候，此時是開門狀態，一旦失效溜梯，剪切事故就會發生，后果不堪設想。

3.2 永磁同步類電動機作用的穩妥性

鋼絲繩在曳引輪上嚴重打滑。此時，由于曳引輪沒有發生轉動，僅是鋼絲繩的運動，這時無論電動機出線端是短接還是沒短接，都不會有感應電動勢存在，制動電流就無從談起了，轎廂將由慢到快向上運動，直到沖頂。

鋼絲繩處在將滑而未滑的臨界狀態下，此時電梯到站開門人員進出，由于轎廂重量變化引起的臨界狀態被打破，將發生鋼絲繩打滑轎廂移動的現象，就極易發生電梯溜梯產生開門剪切的事故。

4 結語

電梯作為現代生活的交通工具，給人們出行提供方便的同時其安全運行也關系到每個公民的人身安全，因此，對電梯安全部件可靠性和實用性的研究必不可少。以上是筆者關于曳引式電梯上行超速保護裝置的一些淺略的思考，筆者從曳引式電梯設置上行超速保護裝置的原因出發，通過對幾種上行超速保護裝置的介紹，并結合相關的工作經驗，對各種電梯上行超速保護裝置的優缺點進行分析，并提出了該裝置的擴展性用途，有助于提高對電梯日常維護和安全檢查的質量。