電梯上行超速保護裝置典型功能故障分析及處理

王森強

（福建省特種設備檢驗研究院漳州分院，福建 漳州 363000）

0 引言

上行超速保護裝置是電梯最重要的安全部件之一，完成電梯異常上行超速時對電梯的保護，避免出現沖頂事故的發生。GB7588－2003《電梯制造與安裝安全規范》［1］9.10條明確規定：曳引驅動電梯應裝設符合條件的轎廂上行超速保護裝置，該裝置可獨立完成保護功能，當檢測出上行轎廂的速度失控時，應能夠使轎廂制停，或至少使其速度降低至對重緩沖器的設計范圍。9.10.5條同時規定：該裝置動作時，應當使一個電氣安全裝置動作。上行超速保護裝置失效的形式有很多，包括異步機中關鍵傳動系統部件斷裂、曳引能力異常、制動器故障等［2－3］。一旦發生異常超速沖頂事故，較大可能發生電梯嚴重變形損壞，甚至人員傷亡的情況。因此對上行超速保護裝置功能的有效性檢驗尤為重要。在電梯安裝階段，應嚴格把關上行超速保護裝置的型式試驗相關證書文件是否符合要求，并根據型式試驗規則進行充分地運行實驗［4－5］。定期檢驗時，同樣對電梯上行超速保護功能進行試驗，多維度檢驗上行超速保護功能的有效性。現有常見上行超速保護裝置出現故障，多與電梯維護保養人員的日常維護疏漏不重視有較大關系［6－7］。發現功能故障問題，應立即進行停梯維護處理，避免出現安全事故。

查閱國內對上行超速保護裝置的相關文獻，均不同程度地對上行超速保護裝置的動作過程、檢驗方法、失效形式進行了探究［8－11］，但不同于本文遇到的動作故障情況，國外相關研究中也未發現類似狀況。本文通過對檢驗中發現的上行超速保護裝置典型故障情況作深入地分析，為檢驗檢測人員在對上行超速保護裝置的實際檢驗工作提供新思路，避免同類情況再次發生。

1 上行超速保護裝置分類

根據對上行超速保護裝置的功能分析，上行超速保護裝置主要為實現轎廂上行超速時的制停或降速保護。結合電梯的整體結構和各部件的位置情況可知，該裝置可直接作用于轎廂，如圖1所示的雙向限速器－雙向安全鉗；也可以作用于鋼絲繩系統，如圖1所示的鋼絲繩制動器（又稱夾繩器）；也可與圖1的冗余式曳引輪制動器并用等等。不同類型的超速保護裝置主要使用的電梯類型有所區別，目前最常見的是曳引輪制動器兼作上行超速保護功能，主要用于永磁同步的乘客電梯［8］；其次是鋼絲繩制動器，主要用于客貨兩用的噸位較大的電梯；其他類型的上行超速保護裝置使用相對較少，少數年限較早的電梯，如富士達使用雙向安全鉗作為上行超速保護裝置。

圖1 不同類型的上行超速保護裝置

上行超速保護裝置分類如下。

（1）曳引輪制動器兼作上行超速保護裝置的情況，作用部位在主機的曳引輪處，要求曳引輪制動器要有冗余性設計，即有兩套能夠獨立完成制動工作的制動裝置，當其中一套出現故障時，另外一套能夠獨立完成制動的功能而不出現事故。

（2）雙向安全鉗作制停部件時，作用部位是在轎廂處，當出現上行超速失控時，由限速器動作拉動安全鉗的繩端，實現安全鉗的動作制停。

（3）鋼絲繩制動器作為制停部件時，作用部位是主機曳引鋼絲繩，當上行超速失控時，通過限速器拉動鋼絲繩制動器的繩端實現夾繩動作制停。

2 上行超速保護裝置典型功能故障原因分析

在一次電梯定期檢驗過程中，檢驗員依據檢規對轎廂上行超速保護裝置的要求，對某臺設備的上行超速保護裝置，即鋼絲繩制動器（簡稱“夾繩器”）進行現場檢驗。圖2所示為限速器－夾繩器的動作視圖，為檢驗員對現場情況的部分情景還原。在維保人員準備試驗之前，檢驗員首先對夾繩器的設計動作過程進行觀察確認。根據圖2所示的配置情況可知，夾繩器的設計動作是通過限速器的動作帶動聯動鋼絲繩，從而實現限速器－夾繩器的聯動，達到上超保護的目的。

圖2 限速器－夾繩器動作視圖

當限速器上行動作時，棘爪通過棘輪拉動夾持機構動作，限速器和夾繩器的聯動鋼絲繩從限速器端開始放松，順著聯動鋼絲繩到夾繩器端，發現到夾繩器端時，聯動鋼絲繩同樣會處于松弛狀態，因此檢驗員對限速器－夾繩器之間的聯動提出質疑，認為當限速器上行動作時，夾繩器是無法動作的。帶著質疑，檢驗員要求維保人員開始試驗，試驗結果和檢驗員的判斷一致。鑒于上行超速保護裝置對電梯使用安全的重要性，檢驗員立即在現場和維保人員對夾繩器不能正常動作的原因進行排查分析。

（1）按照現場限速器－夾繩器聯動的設計動作方式，當限速器處于正常狀態時，聯動鋼絲繩處于張緊狀態，限速器上行動作后，聯動鋼絲繩放松，夾繩器理應在自身彈簧力的作用下動作，而顯然夾繩器在自身鎖鉤的作用下處于自鎖狀態而無法動作。

（2）為進一步確認該類型夾繩器的動作過程，檢驗員要求維保人員將聯動鋼絲繩松開后，利用活動扳手模擬夾繩器的動作。參照圖3所示的局部放大圖中對夾繩器復位的動作說明可知夾繩器的動作方向，由于正常狀態下，夾繩器在鎖鉤的作用下處于鎖定狀態，利用活動扳手先向夾繩器的復位方向使鎖鉤處于放松狀態，將鎖鉤撥離鎖定位置，然后慢慢向夾繩器的動作方向放松活動扳手，這時發現夾繩器在自身彈簧的作用下慢慢動作，直到活動扳手徹底松開，夾繩器同步動作完成，也基本可以排除因生銹卡阻等不能動作的原因。

圖3 夾繩器動作視圖

（3）根據（2）中對夾繩器動作的模擬，能夠確認夾繩器的動作是在鎖鉤脫離鎖定位置后再在自身彈簧力的作用下完成的，那么鎖鉤的正確動作方向應朝著夾繩器內部（圖2），本臺電梯僅通過限速器上行動作放松聯動鋼絲繩的方式，無法有效地達到這個目的。

3 上行超速保護裝置功能故障處理

鑒于上行超速保護裝置的重要性和關鍵性，發現不能動作或動作不可靠等異常情況，檢驗人員、維護保養人員、使用單位主體均應高度重視，參考如下步驟完成對異常情況的處理：

（1）夾繩器不能有效動作，應立即做停梯處理，并在電梯生產廠家和維保人員的配合下查明原因；

（2）如果是在電梯的使用過程中，維保人員對限速器或夾繩器的維修不慎改變了限速器－夾繩器的聯動機構，應立即在廠家的配合下完成對原有正確動作結構的恢復；

（3）如果聯動機構確為初始安裝狀態未變（可能性較大，同一批5臺電梯均出現相同的問題），應追溯廠家和安裝單位是否確定嚴格按照型式試驗機構出具的型式試驗報告中所對應的機構形式進行安裝，并同步查找型式試驗機構出具的型式試驗合格報告進行對比；

（4）在最終確定出現問題的環節后，有針對性地對該問題進行處理，如確定維修或更換。

4 結束語

上行超速保護裝置是保證電梯安全運行的重要部件，形式有多種，較為常見的為曳引輪制動器（兼上超功能）、鋼絲繩制動器、雙向安全鉗3種。檢規中將對上行超速保護裝置的檢驗歸為C類項，曳引輪制動器的上超功能試驗較復雜、鋼絲繩制動器多數動作后較難恢復，檢驗員在對此項目檢驗時通常選擇對維保公司的自檢結果進行確認，現場實際試驗的較少。鑒于本文發現的問題，檢驗員應在日后的檢驗工作中注意以下問題：

（1）實施安裝監督檢驗的電梯，應盡可能在現場對上行超速保護進行驗證，尤其是鋼絲繩制動器和雙向安全鉗作為最終的執行機構；

（2）在定期檢驗中，考慮到目前人機比較高，為提高檢驗效率，部分可以選擇對電梯維保單位的自檢結果進行確認，但對于鋼絲繩制動器的動作過程應通過現場的觀察，確認理論上動作的可行性；

（3）對部分使用年限較久的電梯，應盡量對鋼絲繩制動器進行試驗，并要求維保人員定期通過試驗確保鋼絲繩制動器的動作可靠性。