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        電梯維護和定期檢驗技術(shù)的研究與應(yīng)用

        2021-01-02 02:17:07趙世博
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年33期
        關(guān)鍵詞:電梯檢修狀態(tài)

        趙世博

        (湖南賽德檢驗檢測有限公司,湖南 長沙410000)

        隨著城市建設(shè)的加速推進,現(xiàn)代化場館和高層建筑的大量涌現(xiàn),我國已經(jīng)成為全球電梯保有量最多的國家。截至2020年底,全國特種設(shè)備總量高達(dá)1648.41萬臺,其中電梯786.55萬臺。雖然近年來電梯保有量不斷提升,但從人均電梯保有量上看,中國每萬人電梯保有量約55臺,人均電梯保有量仍落后于歐美發(fā)達(dá)國家,長期來看我國的電梯保有量仍有較大提升空間。電梯在長期運行中會出現(xiàn)部件老化、耗損等問題,嚴(yán)重影響電梯的安全性和舒適性,直接影響了建筑使用者的使用體驗和人身安全。目前電梯設(shè)備的監(jiān)管主要通過定期檢驗、檢測實現(xiàn),但在電梯保有量飛速增長的今天,怎樣在保證質(zhì)量的情況下有效提高維修與檢驗效果,保障設(shè)備安全可靠的運行,成為了監(jiān)管單位和維保單位面臨的新問題,因此必須對現(xiàn)有維護與檢驗技術(shù)進行研究,對電梯關(guān)鍵部件以及運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測、預(yù)警。

        1 維修技術(shù)

        電梯是建筑物中應(yīng)用頻率較高的設(shè)施,在長期荷載運行中,電梯元部件會發(fā)生常規(guī)耗損,降低電梯整體性能,并存在故障風(fēng)險,影響使用安全。為促進電梯安全運行,應(yīng)對電梯加強日常維修保養(yǎng)管理,監(jiān)控運行狀態(tài),及時排除故障,處理潛在風(fēng)險,預(yù)防意外事故。從根本上降低故障的發(fā)生率,從而保障使用者的生命財產(chǎn)安全。

        1.1 檢查內(nèi)容

        在檢查時首先應(yīng)檢查轎廂內(nèi)部操作面板情況,保證開關(guān)門功能正常,防止門夾人保護裝置功能正常,按鈕可靈敏反應(yīng),信號指示燈可正常使用。其次應(yīng)檢查門機性能,保證開啟電梯門和關(guān)閉電梯門時,反應(yīng)速度穩(wěn)定,開關(guān)過程中無異響。此外還應(yīng)對電梯運行狀況進行檢查,確保無異?,F(xiàn)象發(fā)生。觀察層樓顯示情況和層站呼梯面板,應(yīng)當(dāng)功能正常、指示正確、動作無誤。對電梯上運行平層和下運行平層情況進行檢查,確保未超出限定范圍。檢查電梯曳引機運行有無異響,制動時制動閘瓦是否緊密均勻地貼合在制動輪上,運行時,制動閘瓦與制動輪不應(yīng)發(fā)生摩擦。查看曳引機齒輪箱儲油情況,保證油位正常。

        1.2 檢修安全管理

        日常檢修時應(yīng)加強安全管理,避免檢修事故。與常規(guī)機械設(shè)備相比,電梯設(shè)備具有特殊構(gòu)造,檢修電梯時存在風(fēng)險性,應(yīng)落實安全要求,進行規(guī)范維修。電梯維修時應(yīng)有多人在場,避免檢修人員單獨行動,以防止出現(xiàn)意外事故無法及時救援。多個檢修人員聯(lián)合維修時,應(yīng)加強配合,保持思想行動一致。電梯檢修前層門外應(yīng)做好警示、圍擋措施,避免人員意外進入。使用專業(yè)鑰匙開啟電梯層門時,應(yīng)先確定轎廂所處位置,通過具體觀察定位,而非主觀臆斷。開啟層門后,將檢修開關(guān)旋轉(zhuǎn)至檢修檔位,按下急停按鈕后進入轎頂。離開轎頂時,應(yīng)先將層門開啟,安全到達(dá)層站后復(fù)位急停開關(guān)與檢修開關(guān),并將廳門關(guān)閉。在轎廂運行狀態(tài)下應(yīng)避免將身體探出欄桿。進入地坑前,應(yīng)先令地坑檢修箱中安全開關(guān)處于切斷狀態(tài)。確保廳門為開啟狀態(tài),避免在地坑內(nèi)有非必要的停留。出地坑時檢修人員先爬出地坑,然后接通安全開關(guān),最后關(guān)門。短接進行故障排查時,先將電梯設(shè)置為檢修狀態(tài),檢修完成后切斷電梯短接線,復(fù)位電梯。斷電檢修時,應(yīng)設(shè)置禁止合閘的標(biāo)志,電動工具操作檢修前,應(yīng)進行防觸電準(zhǔn)備,防范觸電風(fēng)險。

        1.3 安全回路故障排查

        應(yīng)用安全回路是保證電梯在發(fā)生安全部件異常時可及時停運。在機房中設(shè)有控制屏急停開關(guān)和限速器開關(guān),此外還有熱繼電器與相序繼電器等開關(guān)等。井道中設(shè)有上下極限開關(guān)。地坑中設(shè)有斷繩保護開關(guān)和緩沖器開關(guān)、檢修箱急停開關(guān)。轎廂中設(shè)有操縱箱急停開關(guān)。轎頂設(shè)有安全鉗和安全窗及檢修箱急停開關(guān)。電梯停運時,信號無法登記,慢車及快車都不能運行,此時疑似回路故障。

        應(yīng)通過機房控制屏分析安全繼電器情況。安全繼電器正常釋放電流,可確定為安全回路故障。排查輸入電源相序,查看是否有缺相錯相問題,該類問題可造成相序繼電器動作。熱繼電器動作誘因可能為電梯長期超負(fù)荷運載,或者長期堵轉(zhuǎn)。限速器開關(guān)啟動可能是因為限速器超速。極限開關(guān)動作時,應(yīng)排查是否發(fā)生電梯沉底或電梯沖頂情況。地坑斷繩開關(guān)發(fā)生異常動作時應(yīng)排查限速器繩,排除超長或跳出問題。安全鉗發(fā)生動作時,故障誘因眾多,應(yīng)檢查限速器是否發(fā)生超速動作或因油位不足發(fā)生誤動作,排除地坑繩輪失油或異物卷入問題,檢測安全契塊是否保持科學(xué)間隙。安全窗發(fā)生開關(guān)動作可能是因其被人頂起。急停開關(guān)被啟動也可能產(chǎn)生安全回路異常動作。應(yīng)檢查上述開關(guān),經(jīng)檢查都無問題,應(yīng)對觸點接觸質(zhì)量進行檢查,并查看接線是否緊密連接。檢修時,常見電梯安全回路無異常且安全繼電器良好吸合,難以確定回路故障誘因,此時應(yīng)從繼電器中取樣,通過危急檢測常開觸點,確定是否為繼電器自身接觸不良問題誘發(fā)安全回路故障。

        應(yīng)用門鎖回路可促進電梯安全運行。在電梯廳門、轎門中設(shè)有電氣聯(lián)鎖開關(guān),當(dāng)系統(tǒng)中部分電梯門未關(guān)閉時,電梯無法啟動運行,全部聯(lián)鎖開關(guān)接通后,控制屏門鎖繼電器可有效吸合,電梯可常規(guī)運行。門鎖回路斷開故障表現(xiàn)為,電梯門全部關(guān)閉,通過控制屏可見門鎖繼電器為釋放狀態(tài)。針對此種故障,應(yīng)先檢查電梯停止層門鎖,排除此故障后,了解層門開啟情況,并使用三角鑰匙在廳外再次開關(guān)廳門。設(shè)置電梯為檢修狀態(tài)后,使用控制屏切斷廳門鎖、短接廳門鎖,分別排查轎門故障和廳門故障。經(jīng)過檢查,確定為廳門故障,設(shè)置檢修狀態(tài)后,對廳門鎖回路進行短接處理,在檢修速度下操控電梯試運行,對各個廳門、被動門聯(lián)鎖接觸質(zhì)量進行檢測。門鎖回路故障排除后,應(yīng)先將門鎖短接線去除,然后恢復(fù)電梯至快車狀態(tài)。

        在電梯運行中,有時會出現(xiàn)快車無法上行、慢車可以上行的故障。分析此類故障,多是因為上行強直減速限位損壞斷開,故而發(fā)生此故障。

        1.4 安全觸板故障維修

        電梯轎門中設(shè)置光電安全觸板或者光幕安全觸板,可使電梯關(guān)閉時智能識別電梯門環(huán)境,避免夾住乘客。安全觸板是防夾人的機械裝置,電梯關(guān)門時安全觸板觸碰到人體會自動內(nèi)縮,帶動下方微動開關(guān),通過觸板開關(guān)動作促使電梯門開啟。光幕和光電裝置運行原理相同,但前者發(fā)射點與接收點更多。

        該部位故障表現(xiàn)為電梯門無法關(guān)閉,或未徹底關(guān)閉即再次開啟,檢修狀態(tài)下可正常關(guān)閉。發(fā)生此故障后,應(yīng)先檢查觸板開關(guān)是否損壞,如有損壞則更換安全觸板。無損壞的情況下,檢查觸板開關(guān)是否調(diào)正,是否出現(xiàn)卡住問題,排除誘因。檢查光電電源和光電部件,確保電源供電良好且部件無損壞。避免光電處于正確位置,無異物遮擋。安全觸板失效時,應(yīng)排查是否發(fā)生斷線情況,或觸板開關(guān)損壞。維修時,應(yīng)先確定原因,解除誘因故障即可排除。

        關(guān)門力限開關(guān)故障。此開關(guān)的作用是在關(guān)閉電梯門時受到阻力后無法關(guān)閉,該開關(guān)促使電梯門開啟。部分變頻門機通過其他裝置實現(xiàn)此功能,其變頻器可對門機電流進行計算,抵達(dá)設(shè)定值仍未關(guān)閉,則開啟電梯門。該類故障表現(xiàn)為開關(guān)誤動作后門未自動關(guān)閉。開關(guān)門按鈕的作用是通過開門按鈕控制可持續(xù)開門狀態(tài),便于乘客進出,按關(guān)門按鈕后門可及時關(guān)閉。故障表現(xiàn)為操作按鈕后,按鈕卡住未彈出,導(dǎo)致開關(guān)門功能異常。出現(xiàn)此類故障后,應(yīng)調(diào)整按鈕至靈活狀態(tài),可排除故障。

        1.5 元部件故障排查

        電流、電弧較易損傷接觸器,導(dǎo)致線圈燒毀,接觸器回路喪失功能。線圈微小損傷可能導(dǎo)致回路短路,重度損傷如電氣觸點損毀,會引起回路故障。受此影響,回路長期維持接通或者短路情況,導(dǎo)致電梯系統(tǒng)加重誤動作故障,影響穩(wěn)定運行。應(yīng)使用萬能表對元件進行接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)檢測,觀察電阻值,分析故障原因,進而消除故障。元部件外部絕緣材料較易發(fā)生老化,應(yīng)加強日常維護,定期檢查并更換部件,保證絕緣性能,預(yù)防故障發(fā)生。

        2 定期檢驗工藝

        為防止不符合技術(shù)規(guī)范的電梯出現(xiàn),在電梯安裝和改造時須由國家專業(yè)部門進行監(jiān)督檢驗合格后才能投入使用。投入使用后需要按照國家相關(guān)政策要求進行定期檢驗或檢測,如果使用未經(jīng)國家相關(guān)部門檢驗檢測的電梯,可能會給使用者的生命財產(chǎn)安全造成巨大的危脅。

        2.1 安全性檢驗

        預(yù)警監(jiān)管系統(tǒng)綜合傳統(tǒng)安全系統(tǒng),結(jié)合信息化技術(shù),系統(tǒng)性能更加智能。該系統(tǒng)聯(lián)合故障報警和安全預(yù)警系統(tǒng),可對電梯進行遠(yuǎn)程監(jiān)管,是一體化系統(tǒng),在垂直電梯日常狀態(tài)監(jiān)測中可使用。該系統(tǒng)的一些功能在檢測自動扶梯時也可應(yīng)用。應(yīng)用該系統(tǒng)不僅可以促進電梯安全性管理,而且還可以促進智慧城市建設(shè)。

        機房中設(shè)有安全分析單元ESAU,內(nèi)嵌邏輯判斷、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算等算法,在電梯關(guān)鍵部件位置安裝監(jiān)測傳感器,分別負(fù)責(zé)電梯定位、電壓和電流監(jiān)測、軌道垂直度監(jiān)測、安全回路監(jiān)測、速度監(jiān)測以及振動監(jiān)測等,使用預(yù)警監(jiān)管系統(tǒng)進行電梯安全性檢測。利用無線信號傳輸檢測數(shù)據(jù),ESAU通過計算和判斷監(jiān)測電梯運行和預(yù)警報警系統(tǒng)狀態(tài)。ESAU通過無線網(wǎng)絡(luò)將上述狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)管平臺,利用監(jiān)管平臺可集中監(jiān)管區(qū)域內(nèi)電梯。利用互聯(lián)網(wǎng)將狀態(tài)信息上傳至上級監(jiān)管平臺,促進大范圍電梯監(jiān)管。電梯安全管理人員可利用終端設(shè)備登錄平臺服務(wù)器,在授權(quán)之后調(diào)取指定區(qū)域電梯信息,實施電梯管理。

        檢測系統(tǒng)應(yīng)用ESAU內(nèi)嵌算法分析電梯運行狀態(tài)參數(shù),及時捕捉電梯異常狀態(tài),進行故障預(yù)測,故而事故發(fā)生前系統(tǒng)可進行預(yù)警,提醒維修人員及時排查故障,并可促使乘客及時疏散,促進運行安全。電梯狀態(tài)參數(shù)是對電梯內(nèi)部系統(tǒng)穩(wěn)定性的真實反映,及時檢測出相關(guān)信息可提升電梯故障預(yù)警水平。常規(guī)情況下,電梯運行中平衡系數(shù)應(yīng)維持在0.4~0.5之間,保證平穩(wěn)運行,通過超速檢驗等可分析電梯平穩(wěn)性。不同電梯其安裝位置、服役周期、維修保養(yǎng)情況等各不相同,缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),在常規(guī)情況難以進行同步管理。使用新型預(yù)警監(jiān)管系統(tǒng),可對電梯電流電壓狀態(tài)、溫度情況、振動情況和噪音等進行數(shù)據(jù)綜合分析,研究歷史數(shù)據(jù),并對其常規(guī)運行狀態(tài)、預(yù)警或報警狀態(tài)等進行檢測分析,建立關(guān)系模型,通過模型實時分析被測設(shè)備,分析參數(shù)狀態(tài),對指定時段運行狀態(tài)進行概率計算,進而可對預(yù)警狀態(tài)進行預(yù)判,發(fā)出預(yù)警。ESAU綜合邏輯判斷分析電梯狀態(tài),實時檢測運行情況,并及時報警突發(fā)情況,當(dāng)發(fā)生斷電停梯導(dǎo)致乘坐人員受困時,可促進快速救援。

        2.2 舒適度檢驗

        電梯定期檢驗可促進故障徹底排查,完善系統(tǒng)缺陷。當(dāng)前電梯定檢技術(shù)水平較高,聯(lián)合智能移動終端和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可對電梯進行精細(xì)化檢修。舒適度檢測系統(tǒng)是借助智能終端設(shè)備進行操作的檢測系統(tǒng),如平板電腦、手機等,采用無線通信方式連接。在終端設(shè)備中同時連接測試盒裝置和遠(yuǎn)程服務(wù)器,連接完畢后,舒適度測試盒利用藍(lán)牙連接終端設(shè)備,再通過無線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程服務(wù)器。此種測試盒外形小巧,以嵌入式計算機系統(tǒng)為核心系統(tǒng),系統(tǒng)中設(shè)有噪聲傳感器和加速度傳感器。設(shè)置系統(tǒng)后,可通過設(shè)備檢測電梯運行噪聲和穩(wěn)定性。在系統(tǒng)使用中,通過藍(lán)牙信號傳輸,智能終端可實時獲取測試數(shù)據(jù),定檢人員可通過智能終端全程控制檢測過程。

        在使用該測試系統(tǒng)時,需要在終端設(shè)備中安裝測試APP,按測試預(yù)期設(shè)定測試參數(shù),然后在APP中使用測試盒。系統(tǒng)分析處理測試數(shù)據(jù)后,對電梯運行過程進行自動識別與智能分析,通過屏幕可查看電梯運行中速度、加速度、位移、振動、制動和噪聲曲線。通過乘運質(zhì)量參數(shù)運算,分析振動頻率和ISO、數(shù)字濾波,評價電梯性能。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理。該系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸,遠(yuǎn)程服務(wù)器接收測試數(shù)據(jù)后,電梯公司可對電梯乘運質(zhì)量進行宏觀數(shù)據(jù)分析,利用分析結(jié)果優(yōu)化電梯系統(tǒng)設(shè)計,指導(dǎo)電梯科學(xué)使用和日常檢修等。

        3 常用測試技術(shù)

        3.1 速度和加速度檢測技術(shù)

        電梯速度和加速度直接影響電梯運行效率與穩(wěn)定性,是評價電梯性能和工作狀態(tài)的重要指標(biāo)。當(dāng)前電梯功能測試通常為無損檢測,所用設(shè)備為反射式光電轉(zhuǎn)速表設(shè)備。使用該測試設(shè)備時,無需與測試物體發(fā)生直接接觸,可操作性較強。在使用該轉(zhuǎn)速表時,首先將該檢測儀器固定在待測速轉(zhuǎn)盤部位,黑色轉(zhuǎn)盤是檢測過程的非反光面。此種檢測技術(shù)的應(yīng)用原理:轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)盤之間反射率不同,測試過程中轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,反光與無反光情況交替發(fā)生,此種反射信號被光電器件接收,并將其向電脈沖信號模式轉(zhuǎn)換,通過信號處理,可得出轉(zhuǎn)速值,以此確定電梯運行速度。在測試加速度時,位移微積分法是常見檢測方法,檢測原理:電梯加速度運行中不可避免地產(chǎn)生振動,電梯啟動以及制動過程中也會產(chǎn)生加速度,在檢測時,在轎廂底部中央部位,貼近地面裝設(shè)檢測裝置,從而獲取不同運行狀態(tài)下的加速度數(shù)據(jù)。

        3.2 平衡性檢測技術(shù)

        電梯平衡性不僅會影響運行效率,而且會影響乘坐舒適度。轎廂在不同額定荷載情況下上下運行,會顯示出不同的平衡系數(shù),進行此檢測需在轎廂對重運行達(dá)到相同水平位置時對輸入端電壓數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)速進行測量,將上述信息繪制為運行曲線圖,分析負(fù)荷曲線。在曲線圖中,定位交點部位數(shù)據(jù),即平衡系數(shù)。測試交流開環(huán)運行模式的電梯時通常進行轉(zhuǎn)速測量,而檢測交流閉環(huán)運行模式的電梯時多測量電源進線側(cè)電流,此外,直流電梯平衡系數(shù)檢測多實施電壓、電流同步檢測。

        3.3 噪聲檢測技術(shù)

        通過噪聲檢測可定位噪聲來源,分析系統(tǒng)運行缺陷,排查故障部件,改善電梯乘坐環(huán)境,并且可促進安全管理,降低電梯使用風(fēng)險。測聲壓級觸感技術(shù)是常用電梯噪聲檢測技術(shù),將測試傳感器安裝于與地面間距1.5m左右部位,科學(xué)選擇監(jiān)測點,監(jiān)測點數(shù)量應(yīng)不低于3個。測量部位為與傳感器間距1m處。在檢測時,通??砂l(fā)現(xiàn)多個噪聲來源,選取其中噪聲數(shù)據(jù)最突出的部分,分析噪聲成因。此種檢測所用設(shè)備并不復(fù)雜,可操作性較強,電梯綜合評價中也需要使用噪聲檢測數(shù)據(jù)。此類傳感器可在電梯檢驗中使用,從而獲取優(yōu)質(zhì)信號數(shù)據(jù),結(jié)合專業(yè)軟件使用,全面分析數(shù)據(jù),可對電梯運行進行科學(xué)評價。

        3.4 其他檢測技術(shù)

        上述檢測技術(shù)多為功能檢測,此外還有常用設(shè)備檢測技術(shù),例如漏磁檢測等。漏磁檢測的原理:磁鐵漏磁后產(chǎn)生磁場變化,分析漏磁場,觀察信號變化,放大信號并進行濾波處理,使用計算機判斷曳引狀態(tài)。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,在高層建筑使用中保障電梯安全舒適運行具有必要性。電梯運行狀態(tài)不僅影響使用舒適度,而且與乘坐者的安全密切相關(guān)。為預(yù)防電梯事故,促進電梯安全運載,應(yīng)加強常規(guī)維護,應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗進行全方位檢查,排除故障隱患。還應(yīng)積極應(yīng)用先進技術(shù)設(shè)備,完善電梯日常狀態(tài)監(jiān)控管理,提升電梯故障預(yù)警報警質(zhì)量。

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