黃奶秋

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院寧德分院，福建寧德 352100）

0 引言

電梯在日常生活出行中被廣泛應(yīng)用，因電網(wǎng)供電電源停電或電梯故障保護(hù)而發(fā)生停梯困人現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這給乘客造成較大心理恐慌困擾。如果此時(shí)救援不及時(shí)甚至處理不當(dāng)，則極易發(fā)生人員剪切、墜落、擠壓等各類特種設(shè)備安全事故。當(dāng)然，如果應(yīng)急救援時(shí)未嚴(yán)格按照相關(guān)的應(yīng)急救援程序?qū)嵤┚仍?，同樣可能給設(shè)備、乘客、甚至給救援人員帶來致命的嚴(yán)重后果。而應(yīng)急救援操作裝置的設(shè)計(jì)制造缺陷，同樣不容忽視。本文對(duì)一起應(yīng)急救援狀態(tài)下電梯轎廂沖頂事件進(jìn)行分析，對(duì)制造單位設(shè)計(jì)制造的某型號(hào)電梯的應(yīng)急救援操作裝置提出改進(jìn)措施，呼吁制造單位建立救援操作裝置本質(zhì)安全的設(shè)計(jì)理念，盡量避免本是救援的操作變成傷人的動(dòng)作。

1 事件基本經(jīng)過描述

圖1 電容器燒毀

圖2 轎廂沖頂

2020年8月，筆者對(duì)某品牌型號(hào)的電梯進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)，該臺(tái)電梯基本信息參數(shù)：額定載重量為1050 kg，額定速度為1.75 m/s，層站數(shù)為21層21站（有負(fù)一層），制造日期為2019年11月21日。根據(jù)《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)程——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（TSG T7001-2009 含第1 號(hào)修改單和第2號(hào)修改單）（以下簡(jiǎn)稱《電梯檢規(guī)》）的相關(guān)要求，在機(jī)房進(jìn)行《電梯檢規(guī)》附件A的8.7 項(xiàng)應(yīng)急救援試驗(yàn)，將空載轎廂?？吭? 層，斷開電梯供電電源，模擬停電和停梯故障，按照電梯制造單位提供的應(yīng)急救援程序進(jìn)行操作。該電梯制動(dòng)器為塊式兩側(cè)分布制動(dòng)器，應(yīng)急救援操作裝置主要包括松閘用開放杠桿、內(nèi)六角開放螺栓及墊圈（未配置盤車手輪）。該操作由兩位經(jīng)培訓(xùn)授權(quán)的專業(yè)人員進(jìn)行，當(dāng)兩側(cè)作業(yè)人員對(duì)內(nèi)六角開放螺栓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與制動(dòng)器內(nèi)螺紋聯(lián)接過程中，曳引主機(jī)曳引輪突然旋轉(zhuǎn)且進(jìn)一步加速，幾秒后，控制柜內(nèi)電路板上冒煙，曳引輪再次加速運(yùn)行，底坑內(nèi)發(fā)出一聲巨響，轎廂沖頂，井道頂部也傳來金屬碰撞聲?，F(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)：機(jī)房?jī)?nèi)出現(xiàn)濃煙且?guī)М愇?，控制柜?nèi)驅(qū)動(dòng)電路板上電容燒毀，如圖1所示，限速器電氣開關(guān)已動(dòng)作，轎廂?？吭陔x頂層（20層）上方約2.1 m處，如圖2 所示，轎頂6 根懸掛鋼絲繩均松弛，轎廂上安全鉗動(dòng)作抱緊在導(dǎo)軌上，轎廂上除附著于導(dǎo)軌的上兩個(gè)油杯破裂外其余部件均未受損。底坑內(nèi)對(duì)重框上墩子變形、液壓側(cè)液壓緩沖器處于被完全壓縮至極限狀態(tài)，如圖3所示，對(duì)重框?qū)蜉喩? 根懸掛鋼絲繩也呈松弛散亂分布，如圖4 所示?，F(xiàn)場(chǎng)所幸未造成人員傷害，但給在場(chǎng)人員造成不小驚嚇。

圖3 緩沖器被壓縮

圖4 鋼絲繩松弛

2 轎廂沖頂原因分析

在機(jī)房進(jìn)行應(yīng)急救援試驗(yàn)前，已進(jìn)行過《電梯檢規(guī)》附件A中機(jī)房和設(shè)備相關(guān)項(xiàng)目的檢驗(yàn)，同時(shí)也進(jìn)行了各類試驗(yàn)，包括平衡系數(shù)試驗(yàn)、轎廂上行超聲保護(hù)裝置試驗(yàn)、轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置試驗(yàn)、轎廂限速器-安全鉗試驗(yàn)、運(yùn)行試驗(yàn)、空載曳引檢查試驗(yàn)、上行制動(dòng)工況曳引檢查試驗(yàn)、下行制動(dòng)工況曳引檢查試驗(yàn)、制動(dòng)試驗(yàn)［1]。以上各類試驗(yàn)均滿足要求。調(diào)閱施工單位提交的監(jiān)督檢驗(yàn)資料：安裝說明書、電氣工作原理圖、機(jī)房井道施工土建布置圖。

關(guān)于電梯應(yīng)急救援，《電梯檢規(guī)》明確規(guī)定“能夠通過操縱手動(dòng)松閘裝置松開制動(dòng)器，并且需要以一個(gè)持續(xù)力保持其松開狀態(tài)，進(jìn)入手動(dòng)緊急操作時(shí)，易于觀察到轎廂是否在開鎖區(qū)。在各種載荷工況下，按照相應(yīng)的應(yīng)急救援程序?qū)嵤┎僮?，能夠安全、及時(shí)地解救被困人員”?！峨娞葜圃炫c安裝安全規(guī)范》（GB 7588—2003）中規(guī)定“裝有手動(dòng)緊急操作裝置的電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)，應(yīng)能用手松開制動(dòng)器并需要以一持續(xù)力保持其松開狀態(tài)。如果向上移動(dòng)裝有額定載重量的轎廂所需的操作力不大于400 N，電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)應(yīng)裝設(shè)手動(dòng)緊急操作裝置，以便借用平滑且無輻條的盤車手輪能將轎廂移動(dòng)到一個(gè)層站。如果力大于400 N，機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置一個(gè)符合規(guī)定的緊急電動(dòng)運(yùn)行的電氣操作裝置。在機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)易于檢查轎廂是否在開鎖區(qū)［2]?！痹撾娞莅l(fā)生轎廂沖頂是在實(shí)施應(yīng)急救援試驗(yàn)過程中未進(jìn)行松閘作業(yè)前發(fā)生的，而在該救援過程中作業(yè)人員除安裝完應(yīng)急救援操作裝置對(duì)制動(dòng)器相關(guān)部件進(jìn)行操作外，并未對(duì)電梯任何部件進(jìn)行動(dòng)作。因此該臺(tái)電梯的應(yīng)急救援操作裝置明顯存在缺陷。結(jié)合事件發(fā)生后現(xiàn)場(chǎng)曳引機(jī)左右兩側(cè)制動(dòng)器狀況（圖5、6），制動(dòng)器制動(dòng)塊與制動(dòng)輪間并無明顯間隙，制動(dòng)器制動(dòng)塊與制動(dòng)輪之間有殘余的制動(dòng)塊表面保護(hù)膜。即可初步判定：該起轎廂沖頂事件是由于應(yīng)急救援操作時(shí)，救援裝置在安裝過程中降低了制動(dòng)器制動(dòng)力矩，破壞曳引輪兩側(cè)的平衡狀態(tài)，造成制動(dòng)能力不足產(chǎn)生曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而引起轎廂失速“溜車”。造成制動(dòng)器制故障的可能原因是制動(dòng)器電氣控制裝置故障或者制動(dòng)器機(jī)械部件故障。

（1）制動(dòng)器電氣控制裝置故障分析

調(diào)閱該設(shè)備電氣工作原理圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)狀況。制動(dòng)器用2個(gè)獨(dú)立的電氣裝置控制，控制制動(dòng)器工作的一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)發(fā)生粘連、卡阻等故障未打開，制動(dòng)器則無法打開，電梯停止運(yùn)行。進(jìn)行應(yīng)急救援前已將電梯供電電源斷開，且在進(jìn)行應(yīng)急救援操作前，進(jìn)行各類相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，制動(dòng)器都能在失電狀態(tài)下或故障監(jiān)測(cè)狀態(tài)下完成制動(dòng)功能?？刂乒駜?nèi)控制制動(dòng)器工作的接觸器能正常動(dòng)作，連接觸器結(jié)構(gòu)和安裝狀況正常，沒有出現(xiàn)觸點(diǎn)燒蝕、粘連、卡阻等缺陷?；九懦蛑苿?dòng)器電氣控制裝置故障引起制動(dòng)器制動(dòng)性能降低。

圖5 左側(cè)制動(dòng)器

圖6 右側(cè)制動(dòng)器

（2）制動(dòng)器機(jī)械部件故障分析

圖7 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

現(xiàn)場(chǎng)查看事件發(fā)生后曳引機(jī)兩側(cè)制動(dòng)器狀態(tài)，制動(dòng)器制動(dòng)塊壓在制動(dòng)輪上，制動(dòng)塊與制動(dòng)輪之間能塞進(jìn)0.02 mm的塞尺。制動(dòng)器固定螺栓無松動(dòng)、間隙調(diào)整螺栓標(biāo)記完整、制動(dòng)器整體無損，在既有現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)下按壓兩側(cè)開放杠桿，制動(dòng)器制動(dòng)塊動(dòng)作靈活，并無卡阻現(xiàn)象。先前進(jìn)行的上行制動(dòng)工況曳引檢查試驗(yàn)、125%額定載重量下行制動(dòng)試驗(yàn)均表示該制動(dòng)器在安裝應(yīng)急救援操作裝置前制動(dòng)性能、曳引輪曳引能力符合要求。因此，可判定該制動(dòng)器在安裝應(yīng)急救援操作裝置前制動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)正常，完全滿足制動(dòng)性能要求。該設(shè)備制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖7所示，主要由制動(dòng)塊、連接制動(dòng)塊的銜鐵、磁軛、彈簧、線圈組成，制動(dòng)器線圈得電時(shí)銜鐵受到磁力作用，克服彈簧作用帶動(dòng)制動(dòng)塊，制動(dòng)塊脫離制動(dòng)輪完成抱閘打開動(dòng)作。線圈失電時(shí)，制動(dòng)塊在彈簧作用下，抱緊制動(dòng)輪，完成抱閘打開動(dòng)作。應(yīng)急救援操作裝置主要由內(nèi)六角螺栓、開放杠桿、墊片組成，通過將內(nèi)六角螺栓與銜鐵內(nèi)匹配的螺紋聯(lián)接，持續(xù)間歇按壓開放杠桿，完成救援操作?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)同批次一臺(tái)同型號(hào)規(guī)格設(shè)備的制動(dòng)器（閉合狀態(tài)）、應(yīng)急救援操作裝置進(jìn)行測(cè)繪，如圖8、9所示，具體制動(dòng)器及救援操作裝置相關(guān)尺寸如表1所示。此時(shí)：S+B+E+D+H+d=12 mm+56 mm+3 mm +1 mm+13 mm+1 mm =86 mm ＞L=79 mm。

圖8 制動(dòng)器螺紋孔局部圖

圖9 救援裝置結(jié)構(gòu)示意圖

表1 制動(dòng)器及救援裝置部件尺寸

因此，當(dāng)內(nèi)六角螺桿完全與銜鐵聯(lián)接時(shí)，如果繼續(xù)旋轉(zhuǎn)內(nèi)六角螺栓，螺栓頭部壓緊在墊片上，螺桿端部外螺紋與銜鐵螺紋內(nèi)螺紋聯(lián)接，銜鐵被抬起，制動(dòng)塊隨之被提起?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，兩側(cè)制動(dòng)器同時(shí)進(jìn)行安裝內(nèi)六角螺栓操作，當(dāng)制動(dòng)器作用在制動(dòng)輪上的力矩降低到一定程度，當(dāng)M制< M轉(zhuǎn)時(shí)，曳引輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轎廂開始移動(dòng)，一旦失速“溜車”，運(yùn)行狀態(tài)下使曳引輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)所需的制動(dòng)力矩較靜止?fàn)顟B(tài)下所需的力矩大［3]，該型號(hào)規(guī)格的電梯電源控制回路中并未設(shè)置封星接觸器，主電源斷開狀態(tài)下，永磁同步電機(jī)失速處于“發(fā)電機(jī)”狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)靜止的三相繞組線切割旋轉(zhuǎn)永磁體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回饋至驅(qū)動(dòng)回路，隨著上行速度增加，電流增大到一定程度時(shí)將回路中電容器擊穿［4]。然而，該設(shè)備制造單位并未在救援程序中明確安裝內(nèi)六角螺栓的注意事項(xiàng)，導(dǎo)致過度地旋轉(zhuǎn)內(nèi)六角螺栓，引起制動(dòng)失效。

3 解決方案

應(yīng)急救援操作裝置作為電梯發(fā)生停梯困人解救的必備工具，肩負(fù)著安全轉(zhuǎn)移被困乘客的任務(wù)，該起轎廂沖頂事件是在安裝救援操作裝置過程中發(fā)生的意外事件，因此要堅(jiān)決杜絕該類事件的發(fā)生，必須從裝置上進(jìn)行改良優(yōu)化。筆者擬提供以下2種便捷的改進(jìn)方案。

（1）增加救援內(nèi)六角螺栓螺桿長(zhǎng)度，使L≥S+B+E+D+H+d。安裝螺栓時(shí)，當(dāng)螺栓端部螺紋頂住銜鐵光孔孔底，無法旋轉(zhuǎn)螺栓，即可按照救援程序說明進(jìn)行按壓開放杠桿，實(shí)施救援。當(dāng)然，為方便現(xiàn)場(chǎng)安裝和操作，結(jié)合開放杠桿形狀及銜鐵與磁軛間的間隙，以控制L-（S+B+E+D+H+d）=（3 ～5）mm為宜。

（2）將原有內(nèi)六角螺栓及墊圈安裝旋轉(zhuǎn)進(jìn)入銜鐵螺紋孔內(nèi)，直到墊圈下方預(yù)留開放杠桿的厚度H+（1～2）mm高度供杠桿容納，并在螺栓及磁軛面上作標(biāo)記。同時(shí)，將開放杠桿的環(huán)形金屬圈切出可插入螺桿的開口，以便救援時(shí)將該杠桿直接插入墊片下方，按壓完成松閘。

4 結(jié)束語

電梯的本質(zhì)安全要求在設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)、管理、維護(hù)保養(yǎng)等環(huán)節(jié)采用合理的工藝、方法，保證設(shè)備在投入使用后能被安全地使用［5]。

分析本次應(yīng)急救援狀態(tài)下轎廂沖頂事件，發(fā)現(xiàn)該電梯救援操作裝置產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在缺陷，不符合電梯本質(zhì)安全的要求。為避免類似事件的發(fā)生，必須優(yōu)化該救援操作裝置產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過闡述救援操作失敗與制動(dòng)器抱閘失效的聯(lián)系，筆者提出增加救援內(nèi)六角螺栓螺桿長(zhǎng)度和旋轉(zhuǎn)固定內(nèi)六角螺栓并切出開放杠桿開口升級(jí)救援裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的方法，從本質(zhì)上解決救援時(shí)安裝救援裝置影響制動(dòng)性能的產(chǎn)品缺陷。