自动扶梯和自动人行道防逆转保护分析研究

2013-08-20王博

科技视界 2013年5期

王博

（上海市特种设备监督检验技术研究院，中国上海200333）

商场、地铁、火车站等公共场所，都普遍安装都自动扶梯或自动人行道。由于是人员密集场所，由于自动扶梯或自动人行道超载或保养不到位而引起的运行逆转事故时有发生。特别是近几年来国内外就发生过多起逆转事故，行人均有受伤。如2003 年，上海莘庄地铁站北广场的一台自动扶梯向上运行时发生故障，逆转向下溜车，造成十几名乘客不同程度的受伤。如2010 年12 月14 号，深圳地铁国贸站一台自动扶梯，在上行时突然逆行，导致行人从自动扶梯上滚下而多人受伤。这些事故的发生不得不引起我们的重视和思考，因此如何保证防逆转保护装置正确有效动作，从而避免此类事故的不再发生成为重中之重。

1 设置防逆转保护装置的目的

自动扶梯或自动人行道“逆转”是指自动扶梯或自动人行道在运行中非人为的改变其运动方向的一种现象，自动扶梯或自动人行道无论是上行还是下行，都有可能发生逆转。在逆转事故中，满载、上行的工况发生逆转的概率较高，但满载、下行的工况下发生逆转故障的风险指数最高，两者均容易造成下跌、滚落、挤压、踩踏事件。因此GB16899-2011《规范》中规定，为避免发生自动扶梯或自动人行道发生“逆转”现象而产生的事故，应当设置一个保证其在运行方向改变时自动停止运行的装置。

2 防逆转保护装置设置的要求

GB16899-2011《规范》对轿厢上行超速保护装置的设置有如下规定：

（1）自动扶梯或α≧6°的倾斜式自动人行道应设置一个装置，使其在梯级。踏板或胶带改变规定运行方向时，自动停止运行；

（2）该装置动作后，只有手动复位故障锁定，并操作开关或检修控制装置才能重新启动自动扶梯和自动人行道。即使电源发生故障或恢复供电，此故障锁定应始终保持有效。

3 引起运行逆转的原因

3.1 电气方面的原因

电网错相、断相、失压等造成电动机反转或驱动力不足，造成上行的自动扶梯或自动人行道逆转，特别是在重在上行的工况下；低压元件或装置发生短路、粘连、断路等故障，或安全电路、制动器控制回路等发生故障，使之失效，不能起到该有的保护、控制、制停等作用，使自动扶梯或自动人行道逆转。

3.2 机械方面的原因

机械方面导致自动扶梯发生逆转现象的风险相对简单，主要有：1）零部件有缺陷；2）驱动传动装置、梯级、踏板及胶带的驱动装置松动、打滑、断裂、过分伸长导致牵引力和制动力不足或缺失；3）制动器的动作元件因制造、安装、磨损等原因，动作不可靠，使之失效，导致制动力不足或缺失，如工作制动器的制动带与制动轮之间的间隙太大、制动带（刹车片）的磨损、使用过程中因油污、灰尘的堆积造成附加制动器动作受阻、不能达到工作位置等；4）自动扶梯或自动人行道上行时，严重超载，造成电动机力矩不足而导致向下溜车，倾斜角越大，这种现象越容易发生。

4 防逆转保护装置常见型式及其特点

4.1 利用机械式开关作为防逆转保护装置

机械式防逆转保护装置工作原理一般是通过机械方式触碰电气开关从而使自动扶梯或自动人行道停止运行的。图1 中所示的就是其中一种型式。图中摆杆的前端压住链轮的侧面，两者之间产生一定的摩擦力。正常上行时，链轮带动摆杆前端往下摆动一定角度，其后端相应地往上摆动，出发上部检测开关断开。正常下行时，下部检测开关断开。如果梯级在上行过程中突然改变运行方向，摆杆将触发下部的检测开关断开。这将切断控制电路，使设备停止运行。

图1

这种型式的防逆转装置随着自动扶梯或人行道的运行而工作，不能够被屏蔽，能保证其有效性。但是由于要对准开关才能动作，所以动作时间一般较长。

4.2 利用接近式开关作为防逆转保护装置

这种保护装置的动作装置是接近式开关，制动停止装置是工作制动器。它利用测速原理，飞轮或者其他类似的能周期性通过的装置经接近式开关接受信号。在自动扶梯发生逆转，也就是曳引机改变规定的运转方向的过程中，必然会经历一个低于额定速度的临界点，速度由快到慢直至停止然后反向的过程，此时接近开关动作，切断工作制动器电源和主机电源，使自动扶梯或自动人行道停止运行。图2 中所示的就是其中利用电磁式接近开关的一种型式。磁铁吸附在惯性轮上，当磁铁旋转到磁开关附近时就产生一个脉冲，当扶梯逆转时，速度由快到慢至停止后反向，这个过程中磁铁经过磁开关的周期发生变化，产生的脉冲也随着变化，控制回路将得到脉冲进行比较后，动作保护，停止运行。