摘要:首先簡要闡述了電梯電氣安全回路的結(jié)構(gòu)組成和故障發(fā)生原因,然后介紹了電梯電氣安全回路故障檢測方法,包括電位差比較法、分段電壓數(shù)值測量法和脈沖定位反射法,最后根據(jù)工作經(jīng)驗總結(jié)了安全回路故障檢測的優(yōu)化建議。
關鍵詞:電梯故障;電氣安全回路;故障檢測;脈沖反射
0 引言
隨著近年來高層建筑數(shù)量不斷增加,電梯使用頻次和故障發(fā)生率呈現(xiàn)出上升趨勢。在電梯運行管理中,工作人員除了做好日常維護工作外,還必須掌握故障檢測和應急搶修技術,以切實保障人員安全,降低經(jīng)濟損失。
根據(jù)電梯常見故障統(tǒng)計情況來看,電氣控制系統(tǒng)中的安全回路是故障高發(fā)點。技術人員可以利用一些特殊的檢測工具,例如萬用表、脈沖收發(fā)器等,實時監(jiān)測并精確分析電氣安全回路狀態(tài)參數(shù),輔助技術人員判定安全回路的故障信息,為故障處理提供參考。
1 電梯電氣安全回路的結(jié)構(gòu)組成
安全回路中的重要電氣元件主要有保護繼電器、限位開關、限速器、緩沖器、急停按鈕等。這些元件大多采用串聯(lián)方式連接,其中任何一個元件發(fā)生故障,造成短路或斷路,都會影響電梯的正常運行。其中,保護繼電器的功能是電梯失電時,繼電器動作,切斷安全回路,保護主機馬達,避免造成更大的損失,并為下一步檢修工作的安全開展提供必要條件;限速器的作用主要是在電梯轎廂實際運行速度超過額定運行速度后,限度器動作斷開安全回路,進而使電梯制動停下,避免安全事故的發(fā)生。
2 電梯電氣安全回路故障發(fā)生原因
2.1 ? ?電氣設備自身故障
電梯長時間運行后,電氣安全回路中包含的各種動作開關、電氣元件,容易因為自身疲勞、接觸不良等各種原因而無法正常運行,造成安全回路故障。例如,極限開關在檢測到電梯轎廂到達端層但是仍然繼續(xù)行駛時,會強制將常閉接點斷開,使安全回路斷電,轎廂制動。極限開關的常閉接點在反復幾次斷開、閉合后,容易出現(xiàn)接觸不良的情況。在下次出現(xiàn)類似異常運行情況時,極限開關無法發(fā)揮自身作用。而電氣安全回路中的其他一些部件,如底坑急停開關、緩沖器開關、限速器開關等也存在此類問題。
2.2 ? ?故障檢測不及時,檢測方法不合理
近年來電梯電氣安全回路的結(jié)構(gòu)設計和系統(tǒng)組成變得更加復雜,一旦出現(xiàn)安全回路故障,檢修人員往往需要花費更多時間尋找故障發(fā)生位置,給故障判斷的精準性、故障維修的時效性等造成了負面影響。
另外,現(xiàn)有的一些檢測方法,多數(shù)情況下都是圍繞故障發(fā)生位置,檢查線路及設備是否完好,無法檢測出安全回路的其他部位是否存在質(zhì)量隱患,這也是造成電梯安全回路故障頻發(fā)的一個重要原因。
3 電梯電氣安全回路故障檢測方法
3.1 ? ?電位差比較法
廳門電氣安全回路中,在相鄰兩個門鎖開關之間串聯(lián)一個由三極管、電容、繼電器和整流電路等組成的門鎖保護裝置。當層門關閉,層門門鎖開關接通后,工作電壓進入安全裝置,在三極管形成基極電流,發(fā)射極接地,從而形成回路,當三極管飽和,發(fā)光二極管點亮,繼電器觸點接通,門鎖回路導通,電梯正常運行。當門鎖回路對地短路或者斷路時,三極管不能工作,繼電器斷開,二極管滅,廳門電氣安全回路斷開,電梯不能運行。因此,可以通過觀察二極管是否點亮,定位廳門電氣安全回路的故障位置。
3.2 ? ?分段電壓數(shù)值測量法
通過測量電氣安全回路各個部分電壓值的大小,判斷各電氣安全裝置是否被短接,并通過光敏傳感器檢測門聯(lián)鎖電路電氣觸點的拉弧次數(shù)、強度和發(fā)生概率,判斷廳門鎖觸點的工作狀態(tài),并預測廳門鎖觸點發(fā)生故障的可能性。檢測裝置通過在電氣安全回路中安裝電壓測量器,分別測量安全電路、廳門鎖回路、轎門鎖回路的電壓值,并通過比較得出電氣安全回路是否被短接。
3.3 ? ?脈沖反射定位法
在電梯電氣安全回路的總開關輸入端施加一個脈沖電壓,此電壓會沿著電纜依次經(jīng)過電氣安全回路的各個支線和所有電器元件。脈沖電壓流動過程中,如果線路正常通路,則不反射信息;如果有斷路、斷路等情況,因為阻抗發(fā)生變化,會產(chǎn)生一個脈沖反射。該信息可以被相關的儀器靈敏捕捉到,并進一步分析該信息的發(fā)出位置以及脈沖反射的時間,從而判斷故障點位置。另外,對于不同的故障類型,脈沖波形的峰值、波峰間距也不盡相同,技術人員需要正確理解脈沖反射定位法的用法,才能借助這一新型故障檢測法,找到安全回路故障所在。
4 電梯電氣安全回路故障檢測的優(yōu)化策略
4.1 ? ?嚴格遵循故障檢測步驟
大量電梯故障檢測經(jīng)驗表明,即便是同一種故障表現(xiàn),造成故障的原因不盡相同。在故障檢測中,如果沒有嚴格遵循相關流程步驟,很有可能因為漏檢導致一些潛在故障沒有及時檢出,無法得到有效處理,給電梯運行帶來安全隱患。為此,技術人員必須結(jié)合《電梯型式試驗規(guī)則》(TSG T7007—2016)等相關文件規(guī)定,針對不同型式的電梯,制定詳細的電氣安全回路故障檢測方案,依次對電梯的整個電氣回路開展檢測。例如,先檢查上、下極限開關是否動作,如無動作,則檢查極限開關的接觸點是否斷開;如果接觸點斷開,則將其連接。此時電氣安全回路正常,則故障排除。如果仍然顯示故障,則繼續(xù)檢查轎廂內(nèi)緊急停止按鈕是否被按下。依次將整個電氣回路排查一遍,直到所有故障隱患都被排查出來并解決掉。
4.2 ? ?對電梯安全回路進行改進
為了更加及時、精確地找到電梯電氣安全回路的故障所在,除了采取優(yōu)化檢測步驟的外部措施外,還可以嘗試通過改進電梯安全回路,提高故障檢測的反應速度。在原來的安全回路檢測系統(tǒng)中,增加一個CPU控制與分析裝置,運用CAN(區(qū)域網(wǎng)絡控制器)總線傳輸技術,將整個電氣安全回路連接為一個全閉環(huán)控制系統(tǒng)??刂浦行臅討B(tài)獲取電梯電氣回路中各個開關(松繩開關、廳門鎖開關、限速器開關等)的安全保護信號。安全保護信號和運行控制信號作為輸入信號進入到CPU中,并經(jīng)過CPU的參數(shù)分析,輸出對應的控制指令。檢測到的故障會展示在顯示屏上,以便于技術人員了解問題和采取處理措施。改進后的電氣安全回路檢測流程如圖1所示。
4.3 ? ?加強電梯電氣安全裝置的防護
電梯電氣安全回路中包含較多類型的功能元件,例如繼電器、安全鉗、廳門鎖等。這些電氣元件大多采取串聯(lián)的方式連接,意味著只要其中一個元件發(fā)生故障,就會對整個安全回路運行產(chǎn)生影響。隨著電梯投入使用年限的增加,由于長時間高負荷運行以及電器元件自身老化和磨損,安全回路的故障發(fā)生率呈現(xiàn)出上升趨勢。為了減輕故障檢測與維護壓力,同時切實保障電梯運行安全,有必要針對電氣安全回路中的一些核心電器元件,加裝狀態(tài)參數(shù)傳感器,獨立獲取各個元件信息,以便于控制中心能夠精準反映電氣安全回路中的故障問題。
5 結(jié)語
電梯電氣安全回路中的故障問題具有發(fā)生突然、危害嚴重的特點,對故障檢測與維修人員提出了極高要求,技術人員一方面需要熟悉不同型式電梯的內(nèi)部結(jié)構(gòu),特別是安全回路中的主要電氣元件、動作開關,另一方面要選擇恰當?shù)臋z測方法,借助專門的儀器設備,通過比較電位差、獲取脈沖反射等方法,準確判斷故障位置、故障原因,及時制定檢修對策,讓電梯重新恢復運行。
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收稿日期:2020-02-08
作者簡介:韋昌材(1978—),男,廣西河池人,工程師,研究方向:特種設備檢驗。