電梯控制柜故障診斷及排查措施

摘要：控制柜在電梯的控制系統(tǒng)中是一個非常重要的組成部分，控制柜內(nèi)主要由電梯的回路、主控板、控制系統(tǒng)、電氣元器件等組成。對電梯控制柜故障進行診斷是電梯故障檢測的重要部分，能夠有效確保電梯控制柜的功能檢測合理性和全面性。通過對電梯控制柜進行概述，根據(jù)實際檢驗中遇到的控制柜相序故障、繼電器故障、線路接線故障等案例進行分析，指出以上幾種案例引起的危害，特別是繼電器故障案例，造成繼電器異響是由于觸頭接點有嚴重銹蝕和黑色附著物，這會導致觸電電流減少，使得電磁吸力減少，這樣會在自復位彈簧的作用下導致吸合不緊，會連續(xù)異常聲響。根據(jù)案例中碰到的問題提出電梯控制柜故障的診斷方法：斷路故障檢查方法和短路故障檢查方法。以此來保證控制柜的正常運行，保證電梯能平穩(wěn)運作，也為控制柜的維修提供參考。

關(guān)鍵詞：電梯;控制柜;故障診斷;排查措施

中圖分類號：TU857文獻標志碼：A文章編號：1009-9492（2021）12-0304-03

Elevator Control Cabinet Fault Diagnosis and Troubleshooting Measures

Chen Bitian

（Quanzhou Branch， Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute ， Quanzhou， Fujian 362200， China）

Abstract： In the whole elevator control system， the elevator control cabinet is a very important component， which mainly integrates the maincontrol board of the elevator， safety circuit signal， internal selection and external call signal， etc. The fault diagnosis of the elevator controlcabinet is an important part of the elevator fault detection， which can effectively ensure the rationality and comprehensiveness of the functiondetection of the elevator control cabinet. Based on the overview of the elevator control cabinet， according to the actual inspection of the controlcabinet phase sequence fault， relay fault， line wiring fault and other cases， the harm caused by the above cases was pointed out， and suggestionsfor the maintenance of the control cabinet were put forward. And according to the actual situation of the elevator control cabinet fault diagnosismethod： open circuit fault inspection method and short circuit fault inspection method， in order to ensure the normal operation of the controlcabinet， ensure the smooth operation of the elevator， also provide reference for the maintenance of the control cabinet.

Key words： elevator; control cabinet; fault diagnosis; investigation measures

0 引言

電梯控制柜是電梯整體系統(tǒng)一個非常重要的部件，控制柜的穩(wěn)定運作，對電梯系統(tǒng)的安全運行起到了非常重要的作用。因此，在控制柜內(nèi)發(fā)生故障或者出現(xiàn)錯誤代碼后，能合理、全面地排查故障或者代碼對電梯的安全運行起到一個至關(guān)重要的作用[1]。控制柜一般由控制主板、變頻器、繼電器、變壓器、線路、其他元器件等組成。作為電梯控制系統(tǒng)的主要載體，其一般被放置在電梯的機房內(nèi)或者井道內(nèi)[2]。其中，無機房的電梯控制柜則被放置在井道內(nèi)。控制柜由金屬框架結(jié)構(gòu)、螺栓拼裝組成。同時，金屬框架尺寸統(tǒng)一，所以便可以使用塑料銷釘很方便地將其掛上和取下[3]。在正面的面板上裝著可旋轉(zhuǎn)的銷鉤，從而組合成為可以鎖住的轉(zhuǎn)動門，以便從前面接觸到裝在控制柜內(nèi)的全部元器件，使控制柜可以靠近墻壁安裝[4]。對于有機房電梯的控制柜，則一般放置在機房內(nèi)，其組成也無機房類似，但是其操作面板和無機房不同，操作面板直接放置于控制柜內(nèi)，無機房則放置在緊急操作屏上[5]。

本文根據(jù)平時檢驗中遇到的控制柜的故障進行說明，主要介紹了電梯控制柜幾種常見故障案例：控制柜相序故障、繼電器故障、線路接線故障;根據(jù)其不同的故障，分析了此故障引起的危害，并介紹了兩種檢查故障的方法：斷路故障檢查方法和短路故障檢查方法。

1 電梯控制柜內(nèi)相序故障案例

在電梯控制柜系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)在一般使用的是變頻器，變頻器主要使用的是三相380 V 的交流電[6]，三相交流電的使用可能存在缺相或者錯相，因此需要一個相序保護。

現(xiàn)實檢驗中，由于相序保護在正常情況下對電梯保護起不到保護作用，因此容易被人為取消。例如：現(xiàn)場檢驗中發(fā)現(xiàn)，某公司電梯的相序保護裝置在輸出端兩個接線短接使用，如圖1所示。在進行相序項目檢驗時，相序保護裝置未起作用，存在燒毀電動機等安全隱患。根據(jù)現(xiàn)場實物中提供的接線圖（圖2）所示，該相序保護器的正確接線方式應為：將電源三相線分別接入 L1， L2，L3三個接口中，并使用其提供的一副常閉觸點，即接口11和接口12，串聯(lián)到控制回路中，當電源相序發(fā)生錯相或缺相、欠壓時，該常閉觸點斷開，能使電梯停止運行或無法啟動。而圖1中所示，雖然設置了相序保護裝置，但維保人員卻將其短接使用，即將原本應在接口11和接口12的接線全部接到接口11中（圖1），使相序保護器的輸出端為永久的閉合信號，當相序發(fā)生故障時，常閉觸點無法斷開，相序保護器無法起到保護作用。現(xiàn)場檢驗員要求維保單位立即檢查該相序保護器是否損壞，若未損壞則應按正確的接線方式來接線;否則應重新更換相匹配的相序保護裝置，并嚴格按照其所提供的接線方式來接入控制回路。

2 接觸器故障案例分析

接觸器在控制柜中是一種重要電氣元器件，接觸器主要發(fā)生的故障通常都集中在繼電器的觸點上，當較大電流流過觸點或者電弧將觸點燒蝕，就會造成由觸點黏連導致的短路[7]。如果當鐵心上面出現(xiàn)有少量的粉塵的時候，也很容易發(fā)生觸點跳動的情況。這樣不管是觸點發(fā)生短路或者是跳動的情況，都很容易導致電梯在控制環(huán)節(jié)的電路發(fā)生失效的情況，從而不利于電梯的正常運行[8]。檢驗中遇到一則接觸器失效的案例。

2. 1 缺陷描述

近日檢驗人員在對一臺電梯進行檢驗過程中發(fā)現(xiàn)其電梯主接觸器在運行過程中頻繁吸合，有異常聲響。

2. 2 原因分析

交流接觸器作為系統(tǒng)中直接控制負載的一個開關(guān)器件（非通即斷），它可以頻繁地接通或分斷交流電路，主要作用于電梯啟動和停止的控制，具有控制容量大、使用壽命長、簡單經(jīng)濟等特性，但由于其只是一個開關(guān)元器件，在實際使用過程中，并不會引起線路中電流電壓的變化，因此，交流接觸器在使用過程中發(fā)生故障的很大部分原因都是因非正常因素所致，這些非正常因素與安裝使用地的電網(wǎng)條件、環(huán)境以及所控的負載的工況正常與否等息息相關(guān)。其典型故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：線圈故障和觸頭故障。交流接觸器包括主要由絕緣系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、電磁系統(tǒng)、滅弧裝置組成。根據(jù)麥思韋電磁理論電磁吸力公示，電磁力與線圈電流成正比，與空氣隙面積成正比，與空氣隙厚度成反比。現(xiàn)有接觸器的故障：（1） 吸合時有振動和噪聲異響。其主要原因有電源電壓過低、銜鐵與鐵心的接觸不良、短路環(huán)損壞、觸點彈簧壓力變化。（2）線圈通電，接觸器不能吸合，其主要原因有線圈故障、觸點彈簧壓力和超程調(diào)整過大、電源電壓過低。（3）線圈斷電后接觸器不能釋放，其主要原因磁路故障、觸點熔焊、機械部分卡住等原因。通過拆解該繼電器后發(fā)現(xiàn)其彈簧、電磁鐵都正常。通過圖3可以發(fā)現(xiàn)，其觸頭接點有嚴重銹蝕和黑色附著物，這會導致觸電電流減少，根據(jù)公式，會使得電磁吸力 F 減少，這樣會在自復位彈簧的作用下導致吸合不緊，會連續(xù)異常聲響。

2. 3 后期處理

（1） 維保單位人員在日常維護保養(yǎng)中應嚴格按照電梯維護保養(yǎng)規(guī)則（TSG T5002-2017）所要求項目來進行正確的維護保養(yǎng)，對發(fā)現(xiàn)損壞的零部件應及時更換，嚴禁使用短接行為來實現(xiàn)電梯帶病運行。

（2） 檢驗員在檢驗過程中，應嚴格按照檢規(guī)的要求逐項檢驗，避免漏檢，加強對電梯各個電氣零部件的電氣原理圖或接線圖的認知。

（3） 使用單位若在維保單位告知零部件損壞時，應及時要求維保單位維修或更換，嚴禁電梯帶病運行。

3 線路接線故障案例

電梯控制柜內(nèi)存在大量的端子，每個端子都由不同的線路接線控制，但是如果線路老化或接線不規(guī)范，也容易引起故障[9]。檢驗中遇到一則線路故障案例。

3. 1 存在問題

在對該臺乘客電梯做限速器-安全鉗聯(lián)動試驗的時候，由于該臺電梯沒有緊急電動裝置，所以需要短接限速器安全電氣開關(guān)，發(fā)現(xiàn)維保人員將控制柜里安全回路的兩根裸露線直接搭在一起，做完限速器-安全鉗聯(lián)動試驗后，只是把兩根線分開，并未用絕緣膠布纏起來，如圖4所示。這種很容易產(chǎn)生兩根裸露的線意外搭接在一起，造成短接安全回路的現(xiàn)象。

3. 2 原因分析

在對該臺乘客電梯做限速器-安全鉗聯(lián)動試驗的時候，由于該臺電梯沒有緊急電動裝置，所以需要短接限速器安全電氣開關(guān)，發(fā)現(xiàn)維保人員將控制柜里安全回路的兩根裸露線直接搭在一起，做完限速器-安全鉗聯(lián)動試驗后，只是把兩根線分開，并未用絕緣膠布纏起來。跟維保人員溝通了解到，有些維保人員貪圖方便，這樣做限速器-安全鉗聯(lián)動試驗的時候短接方便了很多，但有可能造成短接安全回路的風險，同時限速器電氣安全開關(guān)和安全鉗電氣開關(guān)都起不了作用。沒有限速器電氣安全開關(guān)的驗證，無法確認限速器是否復位;沒有安全鉗電氣開關(guān)的驗證，無法確定安全鉗動作是否可靠，可能帶來的危害：電梯意外發(fā)生超速時，當制動器都無法使電梯制停，同時安全鉗動作不可靠，可能會出現(xiàn)電梯墜落的危險。

3. 3 處理意見

責令使用單位停止使用電梯，要求維保人員當場改正。維保人員應注意檢查控制柜中的各種線是否有裸露現(xiàn)象，裸露的線是否有造成短接的風險，特別注意安全回路被短接的可能。應加強維保人員責任心和安全意識。

4 電梯控制柜故障的排查方法

4. 1 斷路故障檢查方法

因電梯控制柜的電路很容易出現(xiàn)一些特殊的故障，如電梯尚未在內(nèi)選或者是外呼指示下就停層，這便說明了電梯控制柜中的某些觸點發(fā)生了斷路故障。在排查斷路故障的時候，應該把懷疑產(chǎn)生故障的觸點直接斷開，而當故障消失的時候則能夠說明判斷是正確的[10]。

4. 2 短路故障檢查方法

電梯的短路故障一般有局部電路上的短路和電源之間的短路。通常電源間在發(fā)生短路的時候會產(chǎn)生較大的電流，而局部短路則不會產(chǎn)生大量的電流，也不會讓熔斷器的工作受到影響[11]。因此，在電路中確定各個觸點的邏輯關(guān)系的時候，當懷疑某些觸點存在問題的時候便需要采用導線短接故障觸點。然而，當通電之后，如果故障解除則代表判斷正確，反之則可以確定為該元件已經(jīng)被損壞[12]。

5 結(jié)束語

降低電梯故障的發(fā)生概率能夠更好地維護好廣大人們的生活秩序，保證國家社會的和諧安定。對于電梯控制系統(tǒng)來說，控制柜是一個非常重要的部件，控制柜整個設計過程非常復雜、技術(shù)難度較高，平時發(fā)生故障的概率也較高。本文針對平時檢驗時遇到的控制柜內(nèi)相序保護失效的案例進行分析，介紹其危害性;針對繼電器異常情況進行分析，發(fā)現(xiàn)導致異常情況的原因是線圈故障和觸頭故障引起的;針對一則人為使線路裸露引起安全隱患的情況進行分析，分析其產(chǎn)生的危害。從以上案例分析可以發(fā)現(xiàn)控制柜故障的產(chǎn)生容易引起電梯非正常使用，需要高度注意控制柜的保養(yǎng)。最后介紹了兩種控制柜的故障診斷方法，為故障排除提供參考。

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作者簡介：陳必添（1987-），男，大學本科，研究領域為特種設備檢驗。