解讀電梯“轎廂防意外移動”

林曉明 蘇宇航 孔令昌

(廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002)

解讀電梯“轎廂防意外移動”

林曉明 蘇宇航 孔令昌

(廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002)

GB 7588—2003第1號修改單中增加了電梯轎廂意外移動保護要求的條款，文章試圖對標準修改單的內容進行逐條解讀，分析了轎廂意外移動的原因，以及常用的保護功能設置，并結合筆者的工作經驗，提出相應的檢驗方法和檢驗中應注意的事項。

電梯轎廂 意外移動 保護裝置 制停距離

隨著經濟飛速發展,城市面貌也日新月異,各式各樣的高層建筑日漸增多。安裝在高層建筑里的電梯在人們生活中所起的作用也越來越大,成為了人們日常出行的重要交通工具。同時,電梯作為一種機電類特種設備,其使用安全也越來越為人們所重視。

電梯轎廂的意外移動對乘客來說是非常危險的,一旦發生所造成的后果也異常慘重。2013年深圳發生的“5·15長虹大廈電梯事故”正是由于在電梯層、轎門開著情況下,轎廂發生意外移動,造成一名女乘客被剪切死亡,引起了社會嚴重關注[1]。另一起事故是在2014年9月,華僑大學廈門校區一名男大學生在進入電梯轎廂時,電梯轎廂意外移動離開層站,導致該學生被卡在轎廂地面與層門門頭之間被擠壓身亡。其他的意外移動事故(不管人員傷亡與否)也屢見不鮮,因此必須引起業界的高度重視。

電梯轎廂的意外移動是一種極端危險的狀態,是剪切、擠壓等事故的主要誘因,直接影響到乘客的生命安全。因此,利用電梯上的裝置監測轎廂的運行狀況并且檢測其是否發生意外移動,及時通過相關部件來制停轎廂,是電梯上面的一項重要保護措施[2]。GB 7588—2003第1號修改單中,增加了電梯轎廂意外移動保護要求的條款,本文試圖對標準修改單的內容進行逐條解讀,分析了轎廂意外移動的原因以及常用的保護功能設置,并結合筆者的工作經驗,提出相應的檢驗方法。

1 總體要求

電梯轎廂意外移動通常有三種原因:

1)由于曳引輪輪槽磨損或潤滑過度,導致電梯的曳引條件發生變化,此時制動器雖然能夠將曳引輪制停,但是與轎廂連接的曳引鋼絲繩自身的滑移則會引起轎廂在開門狀態下的意外移動。

2)如果層門或轎門開關被人為短接,導致門鎖工作不正常,此時即使制動器動作無誤,控制系統也無法得知真實的層門與轎門狀態,甚至誤認為層門和轎門已經關閉,照常啟動電梯,這將造成轎廂在開門狀態下離開層站。

3)制動器發生故障,導致無法閉合或者制動力不足,在轎廂和對重的重量不平衡時,轎廂將受到重力作用緩慢向上或向下,離開當前的層站。

GB 7588—2003的第1號修改單(以下簡稱修改單)中9.11.1項要求,在層門未被鎖住且轎門未關閉時,對于電梯驅動主機失效或者電梯驅動控制系統的任何單一元件失效,所引起的轎廂意外移動,電梯應具有防止該移動或使移動停止的裝置[3]。

此項提到了驅動主機和控制系統是轎廂意外移動發生時的兩種可能失效的裝置,而懸掛繩、鏈條和曳引輪、滾筒、鏈輪的失效是不能看作意外移動的原因的(曳引輪的失效包含曳引能力的突然喪失),即對于上述1)中所述內容并未規定采取相應的保護措施,電梯制造商和用戶須利用其他方式來進行預防。注意,對于因為曳引鋼絲繩的伸長縮短所引起的、轎廂在人員進出時發生的小范圍移動,也不應看作是轎廂意外移動[4]。

修改單中9.11.1項提及了不需要檢測轎廂意外移動的電梯,這些電梯不能進行符合14.2.1.2項提及的開門情況時的平層、再平層和預備操作,并且其制動器應符合9.11.3和9.11.4的要求。本項要求是針對那些不能在層門和轎門打開時,進行平層和再平層(開鎖區域內的運行、平層速度不超過0.8m/s、再平層速度不超過0.3m/s)的電梯,同時這些電梯的制動器還必須能夠實現自監測[5]。

另外,修改單還要求轎廂意外移動制停時,計算驗證制停距離應曳引條件變化所造成的任何滑動,對于在制停時由于摩擦力不足造成的鋼絲繩滑移等因素應予以關注。同時,從動作的瞬間到轎廂完全停止所經過的距離要滿足9.11.5項對制停轎廂的距離(見下文)。

修改單中9.11.2項要求轎廂意外移動保護裝置應能夠檢測到轎廂的意外移動,制停轎廂且使其保持停止狀態。此項提出了三點要求:對意外移動進行檢測、動作并制停轎廂、使轎廂保持停止,即同時滿足監測、動作和保持。對監測裝置的基本要求是:最遲在轎廂從開鎖區域離開時,它應能檢測到轎廂的意外移動。

現場檢驗時,可以查看保護裝置是否由監測裝置和制停部件兩部分組成。其中監測裝置用來判斷電梯轎廂是否意外移動,通常是利用電梯的平層感應裝置和安全控制系統來共同組成。而制停部分則可以根據修改單9.11.4項來判斷(見下文)。

2 作用部件及其位置

修改單中9.11.3項要求:在沒有電梯正常運行時控制速度、減速制停轎廂或保持停止狀態的部件參與時,轎廂意外移動保護裝置應能滿足要求,除非這些部件存在內部的冗余且自監測正常工作。

顯然,只要是電梯沒有裝設除工作制動器以外的防意外移動制動部件,無論該電梯是否需要裝設防意外移動裝置,都需要有對制動器的動作和制動力進行檢測,也就是都需要工作制動器的自監測。也就是說,如果電梯裝設了鋼絲繩制動器、夾軌器等防意外移動制動部件,則不需要有對制動器動作和制動力的監測,而其他電梯都需要有工作制動器的自監測。

此項還要求在制動器作為轎廂意外移動保護裝置的情況下,其自監測包括了對制動器的機械裝置正確提起、釋放的驗證,以及對制動器的制動力驗證。由此可見,自監測的內容包括兩個,一是制動器的動作正確與否,二是制動器的制動力大小。按照要求,監測前者的,則定期維保時要檢測后者(周期15天);監測后者的,則每天都要定時監測;兩者同時監測的,則同樣是15天為一周期。如果檢測到失效情形,電梯控制系統應關閉轎門和層門,并防止電梯的正常啟動。另外,對于能夠實現自監測的裝置,應進行型式試驗來確保其有效性?，F場檢驗時由于時間不允許,可以通過查看型式試驗報告來檢查其是否滿足要求。

根據修改單中9.11.4項,制停部件可以作用的位置和上行超速保護裝置的作用部件類似,都是轎廂、對重、曳引繩、曳引輪以及曳引輪軸。此項允許制停部件(停止裝置)可與下行或上行的超速保護功能的裝置共用,但用于上行和下行方向的制停部件可以不同。顯然,這些部件可以是安全鉗、夾繩器、永磁同步的主機制動器等。同時,上行和下行的制?？梢苑謩e用不同的部件實現,如下行時利用安全鉗來制停,上行時利用夾繩器來制停。

可見,制停部件作用在轎廂和對重這兩個位置時,可以利用轎廂安全鉗和對重安全鉗來達到制停,此時防止轎廂意外移動的保護裝置就由監測系統、限速器－安全鉗組成;制停部件作用在懸掛鋼絲繩位置時可以利用夾繩器來實現制停,此時防止轎廂意外移動的保護裝置就由監測系統、夾繩器組成;制停部件作用在曳引輪可以利用制動器來實現,此時防止轎廂意外移動的保護裝置就由監測系統、制動器組成。

注意,制停部件不僅僅只是使轎廂停止,它還必須使轎廂處于停止狀態,即制停后還應有持續的作用力一直使轎廂不能夠再次移動。

對于蝸輪蝸桿式的有齒輪曳引機,防止轎廂意外移動保護裝置的常見方式是利用安裝在轎廂上面的傳感器裝置來檢測轎廂是否產生意外移動,同時利用夾繩器或者曳引輪制動裝置來制停電梯?，F場的檢測方法如下:

1)確認電梯轎廂處于空載無人狀態,將電梯開到某一層站并平層停站。此時電梯轎廂門通常會關閉,可以根據電梯制造廠提供方式,使電梯門鎖回路處于斷開模式,以模擬轎廂意外移動時的門鎖回路情形。

2)安裝好松閘扳手,通過松開制動器,使電梯緩慢向上溜車(如有必要,可以利用裝載砝碼來試驗向下溜車情況)。當轎廂離開原來的層站位置時,防止轎廂意外移動保護措施中的檢測裝置應適時響應,并觸發夾繩器或者曳引輪制動裝置,中止溜車過程,如圖1所示。

圖1 用松閘扳手松開制動器

對于無齒輪曳引機,通常的防止轎廂意外移動保護裝置的設計方式,是利用安裝在轎廂上面的傳感器裝置來檢測是否有意外移動,而通過制動器本身(冗余設計)來制停電梯?，F場的檢測方法如下:

1)確認電梯轎廂處于空載無人狀態,將電梯開到某一層站并平層停站。此時電梯轎廂門通常會關閉,可以根據電梯制造廠提供方式,使電梯門鎖回路處于斷開模式,以模擬轎廂意外移動時的門鎖回路情形。

2)通過檢修操作或者其他方式,使電梯緩慢向上或向下運行。當轎廂離開原來的層站位置時,防止轎廂意外移動保護措施中的檢測裝置應適時響應,并觸發制動器動作下閘,中止溜車過程。

3 制停的距離和減速度

修改單中9.11.5項對制停轎廂的距離提出了要求,這些數值在轎廂載荷不到滿載、平層位置從靜止開始移動的情況下均應滿足:如與發生意外移動處的層站的距離不大于1.20m;同時,地坎到護腳板最低處的垂直距離不應大于0.20m,并且轎廂地坎與層門門楣(或層門地坎與轎廂門楣)之間的垂直距離不小于 1.00m。

1)不管是向上還是向下意外移動,轎廂與原先所在的層站之間的距離應不大于1.2m,如圖2所示。該距離的測量通常以層門地坎到轎門地坎的距離為準。此距離的要求主要是保證發生意外移動時,轎廂和層站之間留有足夠的空間確保人員在發生意外移動后不會受到擠壓;

圖2 轎廂意外移動的距離示意圖

2)向上意外移動時,該層門地坎與轎廂護腳板最低部分之間的垂直距離應不大于0.20m,如圖2(b)所示。此距離的要求主要是保證發生意外移動時,轎廂護腳板和層門地坎之間的空隙不會導致人員從該處跌落井道;

3)如果是井道圍壁,則轎廂地坎與面對轎廂入口處的井道壁最低部件之間的距離不大于0.20m,如圖2(a)所示。此距離的要求主要是保證發生意外移動時,轎廂地坎和井道圍壁部件之間的空隙不會導致人員從該處跌落井道;

4)轎廂地坎與該層門門楣之間、層門地坎與轎廂門楣之間的垂直距離不小于1.0m,見圖2。此距離的要求主要是保證發生意外移動時,轎廂地坎和層門門楣之間、層門地坎與轎廂門楣之間留有足夠的空間,確保人員在發生意外移動后不會受到擠壓。

上述數值在轎廂載有不超過100%額定載重量的任何載荷情況下均應滿足,并且移動距離應從電梯平層的停止位置開始計算。

修改單中9.11.6項還要求在制停過程中,轎廂意外移動保護裝置的制停部件在空轎廂向上意外移動時,不應使轎廂減速度超過1gn(即9.8m/s2),該數值相當于重力加速度G,保證乘客不會因制停而被上拋;以及不應超過自由墜落保護裝置動作時允許的減速度(向下意外移動),即安全鉗動作時的減速度。因此,防止轎廂意外移動保護是否符合要求,除了觀察電梯轎廂是否能夠被制停,還應注意其制停距離和減速度是否滿足標準要求。

現場檢驗時,制停距離通常利用卷尺來測量,當轎廂被制停之后,檢驗人員利用三角鑰匙打開層門,測量以下三個距離,看其是否滿足上文的相關內容:1)轎門地坎和層門地坎之間的距離;2)轎廂地坎與層門門楣的距離;3)護腳板和層門地坎之間的距離。而對于減速度,必要時可以利用電梯測試儀器來進行檢測,獲知其減速度,然后對比標準條款檢查是否滿足要求。

4 電氣安全裝置及其復位

修改單中9.11.7項要求:最遲在轎廂離開開鎖區域時,電氣安全裝置應能檢測到轎廂的意外移動。同時,9.11.8項還要求該裝置動作時,應使電氣安全裝置動作。此兩項類似于限速器電氣開關的要求,通常的設計是兩個裝置合二為一,既能檢測到意外移動從而使保護裝置動作,又能在動作時再將安全回路斷開?，F場檢驗時,通過手動動作電氣安全裝置,檢查其能否斷開電氣安全回路;再通過實際的動作試驗,檢查其是否能正確動作。

修改單中9.11.9項提到當該裝置被觸發或當自監測顯示制停部件失效時,應由稱職人員釋放、復位。稱職人員是指經過培訓掌握了相關電梯技術的人員,如電梯安裝維保人員等,現場檢驗需檢測相關人員的有效證件。

修改單中9.11.10項、9.11.11項要求:釋放該裝置應不需要接近轎廂、對重或平衡重。釋放后,該裝置應處于工作狀態。這兩項條款是指釋放該裝置的時候,人員可以不用進入井道里,而且釋放之后應馬上可以恢復到正常的狀態,該裝置可以繼續使用?，F場檢驗時,目測釋放裝置的可接近性。

修改單中9.11.12項要求,如果通過外部能量來驅動該裝置,當能量不足時應使電梯停止并保持在停止狀態(帶導向的壓縮彈簧除外)。通常來說,制停部件需要外界施加能量才能完成保護動作,能量不足(如電壓不夠等)則有可能導致動作時失效。但是,能量不足并不一定為人所知,因此必須有相應的預防措施使得外界人員得知其問題所在?，F場檢驗時,可以模擬其失去能量的狀態(如拆除施加能量的部件)來驗證。

5 結束語

電梯轎廂的意外移動作為電梯事故的主要原因之一,已經引起了業界的高度重視,國家也頒布了有關電梯轎廂意外移動保護的技術條款,并強制要求實施。轎廂防意外移動裝置能有效制停電梯并保持制停狀態,減少事故發生。

作為電梯檢驗人員,在對該裝置進行檢測時,須掌握其保護原理和動作方式,采取恰當的檢測方法,發現并消除潛在隱患,切實保障電梯運行質量,保證乘客安全。

[1] 佘昆，代清友．關于轎廂意外移動保護系統檢測電路的探討[J]．機電工程技術，2014(08)：127-129+156．

[2] 劉鐵．電梯轎廂意外移動檢測及保護裝置的研究與設計[D]．北京：北京工業大學，2015．

[3] GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規范 第1號修改單[S]．

[4] 馬培忠．電梯轎廂意外移動保護專題——論電梯轎廂意外移動保護裝置的要求及作用[J]．中國電梯，2015，26（13）：7-14+17．

[5] GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規范[S]．

Discuss on the “Unintended Car Movement Protection” for Elevator

Lin Xiaoming Su Yuhang Kong Lingchang
(Zhuhai Branch, Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)

There are added clauses of the unintentional car movement protection for elevator, or UCMP, in the GB 7588-2003 No.1 modi fi cation. This paper tries to interpret the contents of the modi fi cation item by item. It also analyzes the reasons of the unintentional car movement and the conventional protecting devices. Combined with the author's working experience, this paper comes up with the relevant inspecting methods and the things needing to pay attention to during the inspection.

Elevator car Unintended movement Protection device Stop distance

X941

B

1673-257X(2017)11-0005-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.11.002

林曉明（1981～)，男，本科，高級工程師，從事特種設備技術檢驗及特種設備檢測儀器開發研究工作。

林曉明，E-mail： 3929670@qq．com。

2017-05-15）