黃 華

（來賓市特種設(shè)備檢驗所，廣西 來賓546100）

1 電梯轎廂意外移動的概念及其危害

電梯轎廂意外移動是指在電梯層門未被鎖住且轎門未關(guān)閉的情況下，由于轎廂安全運行所依賴的驅(qū)動主機(jī)或者驅(qū)動控制系統(tǒng)的任何單一部件失效引起轎廂離開層站的意外移動。其包括曳引機(jī)故障、制動器故障、門鎖電路故障造等造成電梯轎廂在開門靜止?fàn)顟B(tài)下突然移動離開層站，也就是人們常說的電梯意外溜梯。

電梯轎廂意外移動會造成電梯沖頂、蹲底事故，尤其在乘客進(jìn)出電梯轎廂時發(fā)生轎廂意外動，層門和轎門剪切、擠壓乘客，造成人員傷亡事故。2014年9月14日，廈門某大學(xué)的一男生在走出電梯時，電梯轎廂突然向上運行，致使該男生因身體被轎廂門地檻和層門上檻夾住而死亡。2017年8月2日，杭州市某小區(qū)一電梯停止時發(fā)生意外運行，造成一名電梯維保人員因被電梯轎廂剪切而死亡。上述兩起事故均為電梯轎廂意外移動造成的事故。2018年2月，某省特種設(shè)備安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)公布的2017年電梯事故狀況表中，共16起電梯事故里面就有7起為電梯轎廂意外移動造成的事故，接近占事故總數(shù)的一半。由此可見，電梯轎廂意外移動造成的事故占事故總數(shù)的比例是比較大的，應(yīng)給予重視。

2 電梯轎廂意外移動原因分析

2.1驅(qū)動主機(jī)曳引能力失效

目前使用最廣泛的電梯驅(qū)動主機(jī)是采用曳引形式的驅(qū)動主機(jī)，由曳引輪槽和曳引繩之間產(chǎn)生的摩擦力（曳引力）提拉電梯轎廂向上運行或者向下運行。當(dāng)曳引繩和曳引輪之間的包角α（見圖1）不足時，或者曳引輪經(jīng)過長期運轉(zhuǎn)，輪槽磨損導(dǎo)致輪槽變寬、曳引繩直徑因磨損而變小、曳引輪槽有油污等，都會導(dǎo)致曳引繩在曳引輪槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)f減小。當(dāng)曳引能力efa

圖1 曳引繩和曳引輪之間的包角α

2.2制動器機(jī)械故障失效

制動器是電梯的主要安全部件，每臺電梯都會配備兩套獨立的工作制動器，每套制動器都應(yīng)能獨立使額定載荷正常運行的電梯進(jìn)行減速制停。制動系統(tǒng)失效形式主要為制動器的頂桿卡阻、制動輪和制動片間隙過大、制動輪因失圓與制動片發(fā)生周期性碰撞、制動片嚴(yán)重磨損鉚釘外露、制動輪表面有油污等，都會引起制動力減小，造成轎廂意外移動[1]。

2.3電氣控制系統(tǒng)失效

電梯的啟動加速、正常速度運行、減速制停，以及轎門層門的開閉都是靠電氣控制系統(tǒng)所發(fā)出的指令來完成的。電梯電氣控制系統(tǒng)由所有的電氣元件和可編程的程序構(gòu)成。如果任一電器元件出現(xiàn)故障或者控制程序出現(xiàn)故障導(dǎo)致控制回路失效，都有可能造成電梯運行異常，甚至造成開門走梯事故。

3 電梯轎廂意外移動的對策

3.1防止驅(qū)動主機(jī)曳引能力失效的措施

（1）定期檢查測量驅(qū)動主機(jī)部件的磨損量，可以有效地防止曳引能力失效。檢查曳引輪槽的磨損量，發(fā)現(xiàn)磨損量超過電梯整機(jī)制造單位的設(shè)計值時，要更換相同型號規(guī)格曳引輪。檢查鋼絲繩的磨損量，如果發(fā)現(xiàn)鋼絲繩直徑小于公稱直徑的90%，要更換相同型號規(guī)格的曳引鋼絲繩。

（2）建立健全的電梯維保制度，防止曳引輪槽和鋼絲繩出現(xiàn)油污，也能防止驅(qū)動主機(jī)曳引能力失效。

（3）定期進(jìn)行1.25倍載荷試驗、電梯減速度測試能有效的確認(rèn)驅(qū)動主機(jī)曳引能力，防止電梯正常運行時曳引能力失效。按照GB7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》9.3的規(guī)定，要定期往轎廂裝載1.25倍額定載荷，進(jìn)行1.25額定載荷試驗，觀察電梯轎廂是否下滑；如果下滑，則曳引能力失效。測試電梯減速度，計算確認(rèn)減速度是否小于0.5 m/s2，如果小于0.5 m/s2，則曳引能力失效。發(fā)現(xiàn)曳引能力失效，要立即停止使用電梯，檢查和更換失效部件，使電梯保持設(shè)計的曳引能力。

3.2防止制動系統(tǒng)失效的措施

維護(hù)保養(yǎng)單位要按照TSG T5002-2017《電梯維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》的要求按時對制動器進(jìn)行檢查，特別是對制動片磨損量和壓力彈簧的壓力檢測，嚴(yán)格按照制造單位的要求調(diào)整制動片與制動輪的間隙和壓力彈簧的壓力。按照TSGT7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》的要求，定期用1.25倍額定載荷進(jìn)行下行制動試驗，確認(rèn)制動器兩組機(jī)械部件的每一組都能單獨制停轎廂。另外，目前在用的電梯中，仍有部分制動器是冗余度不足的非安全制動器。由于電梯制造標(biāo)準(zhǔn)的更新，這些制動器雖然不符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于制動器的相關(guān)要求，但是只要其制動功能有效，國家也沒有強(qiáng)制使用單位對這類非安全制動器進(jìn)行更新改造的要求。由于非安全制動器存在的安全隱患，電梯維保單位應(yīng)加強(qiáng)對該型式制動器的日常檢查工作，密切關(guān)注這類制動器的工作狀態(tài)，加強(qiáng)對制動器外觀及機(jī)械動作情況的檢驗，結(jié)合轎廂空載上行制動試驗、1.25倍額定載荷下行制動試驗來間接評估制動器的制動效果，及時排除潛在的事故隱患。同時，還應(yīng)將該型式制動器本體存在的缺陷和潛在的安全風(fēng)險及時告知使用單位，并建議其進(jìn)行更換升級，提高制動器的安全等級。

3.3防止電氣系統(tǒng)失效的措施

設(shè)置帶有電路檢測功能的防止電梯轎廂意外移動保護(hù)裝置來實現(xiàn)電氣系統(tǒng)失效保護(hù)。

對具有開門運行（平層、再平層）功能的電梯，這類電梯電氣系統(tǒng)有“含有電子元件的安全電路”，也就是說安全電路里面的電子元件帶有自動通斷功能。因為這些電子元件故障可能會導(dǎo)致安全電路失效，所以防止電梯轎廂意外移動保護(hù)裝置應(yīng)由檢測子系統(tǒng)、制停子系統(tǒng)、自監(jiān)測子系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)檢測子系統(tǒng)檢測到電梯電氣系統(tǒng)發(fā)生第一故障導(dǎo)致電梯轎廂意外移動時，能使電梯停止運行。根據(jù)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的規(guī)定，電梯安全電路如果某個故障（第一故障）與隨后的另一個故障（第二故障）組合導(dǎo)致危險情況，那么最遲應(yīng)在第一故障元件參與的下一個操作程序中使電梯停止。只要第一故障仍存在，電梯的所有進(jìn)一步操作都應(yīng)是不可能的。在第一故障發(fā)生后而在電梯按上述操作程序停止前，發(fā)生第二故障的可能性不予考慮。所以設(shè)置對電梯安全電路檢測的功能，能檢測到對于安全電路自身元件可能發(fā)生“導(dǎo)致電梯出現(xiàn)危險”的第一故障，并且使電梯停止運行。其工作原理示意圖如圖2所示。電梯正常運行并且?？亢?，電梯門打開的過程中一旦出現(xiàn)電路故障導(dǎo)致電梯轎廂意外移動，在含有電子元件的安全電路的作用下，控制板切斷安全回路，制動器接觸器斷開，制停子系統(tǒng)動作，電梯制停并顯示故障信息代碼。

圖2 電梯轎廂意外移動保護(hù)裝置工作原理示意圖

檢測子系統(tǒng)的硬件由門區(qū)傳感器+安全電路板+門鎖接觸器組成。電氣原理圖如圖3所示。該電路是轎廂意外移檢測電路，同時也是電梯平層功能和再平層功能電路，屬于含有電子元件的安全電路。圖中FL1、FL2為平層光電感應(yīng)開關(guān)開關(guān)，KM1、KM2、KM3、KM4為安全繼電器。平層功能的原理是：當(dāng)電梯運行進(jìn)入開門區(qū)域，安全電路板的X1閉合，KM1、KM2、KM3、KM4線圈都通電；KM2、KM3區(qū)信號輸出回路觸點閉合，KM2、KM3、KM4對應(yīng)的門鎖門短接輸出回路觸點閉合，電梯安全回路中的轎門鎖和層門鎖被短接，電梯提前開門的同時保持安全回路導(dǎo)通，電梯能保持減速運行至平層。如果電梯在開門狀態(tài)發(fā)生故障，轎廂頂?shù)钠綄痈袘?yīng)開關(guān)檢測到轎廂移動，主控板（安全電路板）的X1斷開，同時KM2、KM3和封門接觸器輸入回路KM4線圈失電，門區(qū)信號輸出回路觸點KM2、KM3斷開，門鎖短接輸出回路的 KM2、KM3、KM4觸點斷開，電梯安全回路斷開，抱閘接觸器斷開，電梯停止運行，故障保護(hù)，進(jìn)入安全狀態(tài)。

圖3 檢測子系統(tǒng)電氣原理圖

因為電梯制動器都滿足GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的要求，電梯制動器應(yīng)滿足以下要求：

（1）制動系統(tǒng)應(yīng)具有一個機(jī)電式制動器（摩擦型）；

（2）能制停轎廂載有1.25倍額定載荷并以額定速度向下運行的電梯，且轎廂的減速度不應(yīng)超過安全鉗動作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度；

（3）制動輪以機(jī)械方式與曳引輪或卷筒、鏈輪直接剛性連接；

（4）正常運行時，制動器應(yīng)在持續(xù)通電下保持松開狀態(tài)；

（5）斷開制動器的釋放電路后，電梯應(yīng)毫無延遲地被有效制動；

（6）應(yīng)能用手松開制動器并需要以一持續(xù)力保持其松開狀態(tài)；

（7）用有導(dǎo)向的壓縮彈簧或重鉈向制動閘瓦或襯墊施加壓力；

（8）非帶式制動器，阻燃制動襯片。

所以可以利用電梯的制動器作為電梯轎廂意外移動保護(hù)裝置的制停子系統(tǒng)，制停電梯。

自監(jiān)測子系統(tǒng)是對制停子系統(tǒng)的制動能力進(jìn)一步驗證。其主要由控制裝置+調(diào)速裝置+旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成：當(dāng)電梯運行停止后，在關(guān)門狀態(tài)，門鎖回路導(dǎo)通，在抱閘制動狀態(tài)下，控制器控制曳引電機(jī)輸出制動器測試標(biāo)準(zhǔn)力矩，通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號，檢測轎廂是否發(fā)生移動。如果驅(qū)動主機(jī)能轉(zhuǎn)動，即轎廂能移動，則制動器制動力不能滿足設(shè)計要求，控制電梯立即停止運行，并且在主板顯示故障代碼，實現(xiàn)防止電梯轎廂意外移動。

對不具備在開鎖區(qū)域內(nèi)開門運行功能的，并且電梯制動器是采用存在內(nèi)部冗余的機(jī)-電式、驅(qū)動主機(jī)制動器的電梯，因為電梯電路不存在“含有電子元件的安全電路”，安全電路由機(jī)械開關(guān)控制通斷，所以設(shè)置由制停子系統(tǒng)和自監(jiān)測子系統(tǒng)組成的電梯轎廂意外移動保護(hù)裝置就可以防止電梯轎廂意外移動，實現(xiàn)安全保護(hù)。

4 結(jié)束語

隨著國標(biāo)GB7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》的第一號修改單和電梯國家安全技術(shù)規(guī)范的修訂和實施，有關(guān)單位對電梯轎廂意外移動的研究也越來越深入，防止電梯轎廂意外移動裝置的安全部件形式也越來越多，電梯保護(hù)功能越來越完善，相信發(fā)生電梯轎廂移動事故的概率會越來越低。電梯會越來越安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓向青.防止電梯轎廂意外移動的保護(hù)裝置研究[J].機(jī)械工程與自動化，2016（3）：166-166.