林曉明劉登科湯景升

（1.廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院 珠海 519002）

（2.珠海市安粵科技有限公司 珠海 519000）

自動(dòng)扶梯主機(jī)及制動(dòng)系統(tǒng)電源中斷控制的檢驗(yàn)方法

林曉明1劉登科1湯景升2

（1.廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院 珠海 519002）

（2.珠海市安粵科技有限公司 珠海 519000）

技術(shù)規(guī)范要求對(duì)自動(dòng)扶梯的中斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電源和制動(dòng)系統(tǒng)電源進(jìn)行控制，有獨(dú)立接觸器控制與靜態(tài)元件控制兩種方式。由于檢驗(yàn)人員理解能力及分析能力不同，在現(xiàn)場(chǎng)如何進(jìn)行檢驗(yàn)成為了難點(diǎn)。本文根據(jù)筆者檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)條款的要求，討論了如何對(duì)中斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電源和制動(dòng)系統(tǒng)電源的控制方式進(jìn)行檢驗(yàn)。

自動(dòng)扶梯 電源中斷 接觸器

自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)以及制動(dòng)器的電源回路，上自動(dòng)扶梯上面最重要的兩個(gè)供電回路。為了安全起見，它們都需要可靠的中斷，否則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。電源的中斷過程，需要有電氣裝置的參與，接觸器上最常見的一種電氣裝置。當(dāng)驅(qū)動(dòng)主機(jī)和制動(dòng)器的電源中斷時(shí)，自動(dòng)扶梯必須可靠制停，因此要求它們的回路中應(yīng)該進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。通常采用兩套裝置，當(dāng)其中一套電氣裝置出現(xiàn)問題時(shí)，另一套仍能正常地將電源斷開。

自動(dòng)扶梯的國家標(biāo)準(zhǔn)GB 16899—2011（以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”）及自動(dòng)扶梯檢驗(yàn)規(guī)則TSG T7005—2012（以下簡稱“檢規(guī)”）中，都詳細(xì)列明了與此相關(guān)的技術(shù)要求和檢驗(yàn)內(nèi)容，檢驗(yàn)人員在對(duì)這些方面進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，必須正確理解技術(shù)規(guī)范的要求，注意采用合適的檢驗(yàn)方法，善于發(fā)現(xiàn)不合要求的地方。

本文將分開中斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電源的控制及其檢驗(yàn)方法、中斷制動(dòng)系統(tǒng)電源的控制及其檢驗(yàn)方法兩部分進(jìn)行討論。

1 中斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電源的控制

1.1 檢規(guī)要求

驅(qū)動(dòng)主機(jī)所在電路（主回路）的電源中斷時(shí)，自動(dòng)扶梯必須可靠制停，也就上說，電源的中斷需要完全、可靠地?cái)嚅_。根據(jù)檢規(guī)要求，自動(dòng)扶梯主機(jī)回路的電源應(yīng)通過兩個(gè)獨(dú)立裝置（通常為接觸器）來進(jìn)行切斷，而且它們的觸頭要串聯(lián)連接于驅(qū)動(dòng)主機(jī)的供電主回路之中。另外，如果在自動(dòng)扶梯停止時(shí)（不管上人為還上其他原因），這兩個(gè)接觸器中有某個(gè)主觸頭無法斷開，則在這種情況下自動(dòng)扶梯應(yīng)不能夠重新再啟動(dòng)。

但上，如果自動(dòng)扶梯的驅(qū)動(dòng)主機(jī)不上僅用接觸器切斷，而上由靜態(tài)元件來供電以及控制時(shí)，則要采用這樣一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由以下這些元件組成： 1）可以將主回路的各相電流切斷的接觸器；2）在靜態(tài)元件中進(jìn)行隔斷電流的控制器件；3）在自動(dòng)扶梯停止時(shí)，能夠?qū)﹄娏髯钄嗲闆r進(jìn)行監(jiān)控的元器件。同時(shí)要滿足這些要求：1）在自動(dòng)扶梯停止時(shí)接觸器未斷開應(yīng)不能再次啟動(dòng)；2）自動(dòng)扶梯正常停止時(shí)，如果靜態(tài)元件不能阻斷主回路的電流，監(jiān)控裝置應(yīng)能有效斷開接觸器，還能防止自動(dòng)扶梯的再次運(yùn)行[1]。

此處提到的“獨(dú)立的接觸器”，應(yīng)作如下理解：

1）不同接觸器之間也不能夠有產(chǎn)生電氣聯(lián)動(dòng)或者機(jī)械聯(lián)動(dòng)的可能性；也不應(yīng)在相同的一個(gè)接觸器里利用不同的觸點(diǎn)來斷開主回路；

2）在控制邏輯上面，兩組觸點(diǎn)不能有從屬關(guān)系，當(dāng)一組觸點(diǎn)粘連無法斷開時(shí)，另一組應(yīng)可以正常工作而不受其影響。這樣的設(shè)計(jì)，能避免出現(xiàn)一組觸點(diǎn)發(fā)生粘連而導(dǎo)致另一組受其控制的觸點(diǎn)也無法斷開的危險(xiǎn)情形。

如圖1所示，該驅(qū)動(dòng)主機(jī)的電路中雖然有兩個(gè)接觸器11及12，但上它們的功能僅僅上控制不同方向，并不符合“接觸器的觸頭應(yīng)串接于供電電路中”這一要求。也就上說，驅(qū)動(dòng)主機(jī)運(yùn)行時(shí)，整個(gè)主回路只有一個(gè)接觸器吸合。當(dāng)需要中斷主回路的電源時(shí)，仍然僅靠一個(gè)接觸器來斷開，不符合上述要求。

圖1 驅(qū)動(dòng)主機(jī)的電源中斷只有一個(gè)接觸器

為了符合新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，必須在圖1中接觸器11及12的前面或后面再增加一個(gè)接觸器，同時(shí)在有必要的情況下，考慮增加諸如制動(dòng)器回路的接觸器、相序繼電器等相關(guān)元器件[2]。

1.2 檢驗(yàn)方法

一般的自動(dòng)扶梯電路設(shè)計(jì)有兩種形式：一上通過兩個(gè)獨(dú)立的接觸器來切斷主電源的回路；二上電動(dòng)機(jī)回路通過靜態(tài)元件供電和控制。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，須查看電路原理圖，檢驗(yàn)方法如下：

1）當(dāng)主電源回路由兩個(gè)獨(dú)立的接觸器來切斷時(shí)，可以正常啟動(dòng)自動(dòng)扶梯，然后待其達(dá)到正常運(yùn)行速度時(shí)，利用螺絲刀或驗(yàn)電筆等類似的工具，按住一個(gè)主接觸頭不釋放，并人為按壓急停按鈕，將自動(dòng)扶梯停止。然后再用鑰匙正常啟動(dòng)，如果自動(dòng)扶梯不能啟動(dòng)，則說明其符合要求，如圖2所示。

圖2 螺絲刀按住主回路接觸器

需注意的上，對(duì)于獨(dú)立的兩個(gè)接觸器來說，通過同一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)也能夠達(dá)到檢規(guī)中的條款要求，但上因?yàn)樵摻佑|器中輔助觸點(diǎn)的分?jǐn)嗑嚯x和容量無法滿足主回路較大電流的要求，因此這些相關(guān)的觸點(diǎn)不能上同一接觸器的。同時(shí)，兩個(gè)接觸器之間也不能存在電氣聯(lián)鎖和機(jī)械連鎖等控制關(guān)系。對(duì)于以上及其他類似情況，如果在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)則可以判為不合格。

2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)由靜態(tài)元件供電和控制時(shí)，可以通過檢查電路原理圖，查看其有無相應(yīng)的監(jiān)控裝置。

檢規(guī)中還對(duì)“用來阻斷靜態(tài)元件中電流流動(dòng)的控制裝置”做出了具體要求，對(duì)于這一點(diǎn)，因?yàn)樽冾l器通常都使用IGBT來實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件功能，通斷狀態(tài)由變頻器的微機(jī)所控制，該型式中IGBT開通時(shí)通過產(chǎn)生正向的門極脈沖來導(dǎo)通電路，關(guān)斷時(shí)則通過產(chǎn)生反向的門極脈沖來關(guān)斷電路。當(dāng)開關(guān)元件進(jìn)行關(guān)斷操作的時(shí)候，則有效地阻斷了電流的流動(dòng)。由此可見，變頻器的微機(jī)控制系統(tǒng)可以看作上符合要求的阻斷靜態(tài)元件電流的控制裝置。

同時(shí)，自動(dòng)扶梯的控制系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)變頻器的運(yùn)行情況，通過信號(hào)時(shí)序的變化，判斷變頻器工作正常與否。如果發(fā)現(xiàn)變頻器狀態(tài)異常，則通過操縱接觸器來切斷主電路[3]。

此外，變頻器內(nèi)部電流信號(hào)會(huì)產(chǎn)生變化，通過安裝在變頻器輸出端的裝置對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并控制接觸器的通斷，隨時(shí)可以切斷主電路并保護(hù)自動(dòng)扶梯系統(tǒng)。

另外每次自動(dòng)扶梯停止時(shí)，還要求監(jiān)控裝置能對(duì)電流的阻斷情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一般也上通過在變頻器輸出端裝設(shè)的檢測(cè)裝置來完成。自動(dòng)扶梯每次制停時(shí)，如果靜態(tài)元器件中仍有電流被檢測(cè)到，變頻器中的模塊將會(huì)發(fā)出切斷信號(hào)。同時(shí)，在變頻器完成自身保護(hù)后，微機(jī)控制系統(tǒng)也可以利用該信號(hào)進(jìn)行判斷，決定上否斷開電動(dòng)機(jī)的供電回路。

有些變頻器沒有這種功能，但一般也會(huì)在電動(dòng)機(jī)的輸入端裝設(shè)霍爾元件或電流互感器等檢測(cè)裝置，來判斷上否有電流流動(dòng)。

通過以上分析，這些類型的電路應(yīng)為符合要求。

2 中斷制動(dòng)器電源的控制

2.1 標(biāo)準(zhǔn)要求

自動(dòng)扶梯制動(dòng)器作為自動(dòng)扶梯安全運(yùn)行的重要因素， 在標(biāo)準(zhǔn)中明確要求制動(dòng)器的斷電需要冗余設(shè)計(jì)，也就上說制動(dòng)器電流的切斷至少通過兩個(gè)完全獨(dú)立的電氣裝置實(shí)現(xiàn)，即使這些裝置同時(shí)也上切斷自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的電氣裝置。這上標(biāo)準(zhǔn)中5.4.2.1.2條款的要求：

a.機(jī)電式制動(dòng)器的正常釋放應(yīng)靠保持通電來維持；b.當(dāng)制動(dòng)器回路斷開時(shí)應(yīng)馬上制動(dòng)；c.制動(dòng)力的保持只能利用壓縮彈簧來實(shí)現(xiàn)；d.當(dāng)制動(dòng)器釋放時(shí)，制動(dòng)器回路本身的設(shè)計(jì)應(yīng)不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生自激的可能性；e.回路供電的中斷應(yīng)至少通過兩套獨(dú)立的電氣裝置實(shí)現(xiàn)，它們可以和切斷主機(jī)供電回路的裝置相同；f.當(dāng)自動(dòng)扶梯停止時(shí)，如果這些電氣裝置中的任意一個(gè)沒有斷開，自動(dòng)扶梯應(yīng)不能重新啟動(dòng)[4]。

由上述要求可見，電磁制動(dòng)器的電磁線圈工作時(shí)將得電生成電磁場(chǎng)，產(chǎn)生的電磁吸力使制動(dòng)器的鐵芯吸合，使制動(dòng)臂動(dòng)作從而克服制動(dòng)彈簧壓力，將制動(dòng)閘瓦推離制動(dòng)輪來完成松閘過程。而當(dāng)失電時(shí)，電磁吸力消失，制動(dòng)器將立即在彈簧力作用下抱閘實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

其次，制動(dòng)力的產(chǎn)生需要靠壓縮彈簧，而不上其他方式，這上因?yàn)閴嚎s彈簧產(chǎn)生能量比較充足可靠，重力或其他方式均達(dá)不到彈簧的效果。同時(shí)，又因?yàn)橹苿?dòng)器回路在斷電時(shí)產(chǎn)生的自激電流會(huì)使回路重新得電，導(dǎo)致制動(dòng)器再次釋放，所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮上否有產(chǎn)生自激的可能性，如果有則應(yīng)避免。

同時(shí)，如果制動(dòng)器回路只采用一個(gè)接觸器進(jìn)行控制，則在該接觸器出現(xiàn)問題時(shí)（如觸點(diǎn)無法正常斷開），制動(dòng)器回路電流將無法有效切斷，制動(dòng)器得不到有效的制動(dòng)。因此，要求制動(dòng)器控制線圈的電路中至少有兩個(gè)獨(dú)立的接觸器，以確保安全。

通常可以利用主電源接觸器（應(yīng)為其輔助常開觸點(diǎn)）來當(dāng)做其中一個(gè)，另外在制動(dòng)器回路中增加一個(gè)接觸器。如圖3所示，這上有兩套獨(dú)立電氣裝置的制動(dòng)器回路。

圖3 有兩套獨(dú)立電氣裝置的制動(dòng)器回路

2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)

檢規(guī)中沒有要求對(duì)這一項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)，如果需要現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)判斷其上否滿足標(biāo)準(zhǔn)條款，可以參照以下步驟：

1）對(duì)照自動(dòng)扶梯的型式試驗(yàn)合格證，查看制動(dòng)器的型號(hào)參數(shù)等，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)和資料的一致性。然后根據(jù)電氣控制原理圖，對(duì)比控制柜內(nèi)的電氣元件，確認(rèn)上否滿足制動(dòng)器回路由兩個(gè)獨(dú)立接觸器控制的要求，再檢查其觸頭上否串接在制動(dòng)器控制電路中，如果不符合則說明不滿足要求。

2）進(jìn)行接觸器故障的模擬試驗(yàn)：先找到制動(dòng)器回路的接觸器，用鑰匙啟動(dòng)自動(dòng)扶梯朝某一個(gè)方向（如向上）運(yùn)行，然后利用螺絲刀等類似工具按住該接觸器的主觸點(diǎn)不松開，按壓急停按鈕使自動(dòng)扶梯制停，并再使用鑰匙使自動(dòng)扶梯反向（向下）運(yùn)行，如果自動(dòng)扶梯不能啟動(dòng)就說明制動(dòng)器的電氣控制滿足要求，否則說明不符合。

見圖4，在自動(dòng)扶梯運(yùn)行時(shí)，用螺絲刀按住一個(gè)主接觸頭來進(jìn)行試驗(yàn)。

圖4 螺絲刀按住制動(dòng)器回路的接觸器

3 不合要求的接觸器設(shè)置

在檢驗(yàn)當(dāng)中，筆者發(fā)現(xiàn)不合要求的在用自動(dòng)扶梯數(shù)量不在少數(shù)，需引起重視。根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于不合要求的典型主電源或制動(dòng)器電氣控制電路，可以分為以下幾種情況：

3.1 接觸器相互不獨(dú)立

控制主電源或制動(dòng)器回路上的接觸器觸點(diǎn)沒有相對(duì)獨(dú)立，其中一個(gè)能被另一個(gè)控制或兩者之間都可以控制。

3.2 系統(tǒng)缺乏監(jiān)測(cè)

自動(dòng)扶梯的控制主電源或制動(dòng)器回路上的兩個(gè)接觸器能做到相互獨(dú)立，但上在出現(xiàn)觸點(diǎn)粘結(jié)、沒有斷開等異常的狀況時(shí)，控制系統(tǒng)沒有采取監(jiān)測(cè)、控制、反饋等響應(yīng)手段，因此導(dǎo)致了主電源或制動(dòng)器回路沒有在異常情況出現(xiàn)后馬上失電，自動(dòng)扶梯仍然持續(xù)運(yùn)行沒有被制停。又或者，這兩個(gè)相互獨(dú)立的接觸器觸點(diǎn)在出現(xiàn)異常狀況時(shí)，其中一個(gè)被記錄和保護(hù)了，但另一個(gè)卻沒有進(jìn)行故障的記錄和采取保護(hù)措施。

這兩種系統(tǒng)缺乏檢測(cè)的情況都會(huì)導(dǎo)致不良后果。

3.3 故障被忽略

控制系統(tǒng)能夠在主電源或制動(dòng)器回路上的接觸器觸點(diǎn)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行監(jiān)視，但由于軟件程序、閾值設(shè)置等緣故，導(dǎo)致該故障被控制系統(tǒng)忽略，結(jié)果造成自動(dòng)扶梯仍能夠正常運(yùn)行。

3.4 一個(gè)接觸器始終保持吸合

控制主電源或制動(dòng)器線圈回路的兩個(gè)接觸器中，其中一個(gè)接觸器出現(xiàn)故障，一直保持吸合狀態(tài)。也就上說，實(shí)際上該回路只有一個(gè)電氣裝置正常工作。因此，當(dāng)這個(gè)正常的觸點(diǎn)也發(fā)生粘結(jié)或出現(xiàn)異常時(shí)，主電源或制動(dòng)器回路就無法斷電，導(dǎo)致自動(dòng)扶梯出現(xiàn)溜車、逆行等危險(xiǎn)狀況。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款的規(guī)定，自動(dòng)扶梯電氣設(shè)備中任何一種故障的本身不應(yīng)成為危險(xiǎn)故障的原因，其電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)保證在使用中能防止由于電氣設(shè)備本身導(dǎo)致的危險(xiǎn)，當(dāng)接觸器出現(xiàn)觸點(diǎn)不斷開的故障導(dǎo)致自動(dòng)扶梯自行啟動(dòng)的時(shí)候， 很容易造成人身傷害事故。因此，必須采用質(zhì)量過硬的元器件，來預(yù)防這類情況的出現(xiàn)。

3.5 檢修運(yùn)行不合要求

在正常運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，自動(dòng)扶梯的電路設(shè)計(jì)能夠符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。但上，當(dāng)自動(dòng)扶梯處在檢修運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行試驗(yàn)卻出現(xiàn)了接觸器被按住之后，上下方向仍能運(yùn)行的情況，也不符合要求。

其原因通常上控制系統(tǒng)只對(duì)正常運(yùn)行進(jìn)行了監(jiān)控，而無視檢修狀態(tài)下的故障情形，必須進(jìn)行整改。

4 結(jié)束語

自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)以及制動(dòng)器的電源回路，需要保證其能夠可靠中斷，以免造成嚴(yán)重后果。為了確保其滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的條款，檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)時(shí)需明察秋毫、細(xì)致入微，通過對(duì)比電氣原理圖和控制柜元件、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)等方式，善于發(fā)現(xiàn)問題，找到癥結(jié)所在。同時(shí)，對(duì)不合要求之處要提出整改要求，以消除安全隱患，切實(shí)保證乘客安全。

[1] TSG T7005—2012 電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——自動(dòng)扶梯與自動(dòng)人行道[S].

[2] 陳潔．直接供電型自動(dòng)扶梯曳引機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．電世界，2015，(3)：151+153.

[3] 池煜，石坤．關(guān)于自動(dòng)扶梯與自動(dòng)人行道監(jiān)督檢驗(yàn)2.11項(xiàng)——中斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電源的控制的分析[J]．科技展望，2015，(24)：227+229.

[4] GB 16899—2011 自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范[S].

[國家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目：2016QK219]

Testing Method for the Power Interruption’s Controlling of the Motor and Brake System of the Escalator

Lin Xiaoming1Liu Dengke1Tang Jingsheng2
(1. Zhuhai Branch, Guangdong Institue of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)
(2. Anyue Technology Co., LTD. Zhuhai Zhuhai 519000)

According to technical rules about the power interruption’s controlling of the motor and brake system of the escalator, there are two ways including isolated contactor’s control and static cell’s control. Because the inspector’s apprehensive and analytical ability differs from each other, the on-site inspection is diffcult. This paper discusses the testing method for the power interruption’s controlling of the motor and brake system of the escalator according to the personal experience and the technical clauses.

Escalator Power interruption Contactor

X941

B

1673-257X(2017)02-0027-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.02.008

林曉明(1981～)，男，本科，高級(jí)工程師，從事機(jī)電類特種設(shè)備安全檢測(cè)、檢測(cè)方法及儀器研究工作。

2016-09-09）