电梯制动器自监测要求浅析

张怀继

【摘 要】欧洲标准增加了对制动臂（块）的动作情况或制动力进行自监测要求。我国标准提高了电梯制动器自监测的要求，要求对制动器制动臂（块）的动作情况和制动力均要进行自监测或定期人为检查。为了规范电梯制动器自监测的实现，应该进一步规定其实现的安全完整性等级至少要达到SIL2。

【关键词】电梯；制动器；自监测

截至2016年底，我国在用电梯的保有量超过了500万台。随着在用电梯数量的高速增长，近年来由于电梯制动器故障所引起的轿厢意外移动、冲顶和蹲底而导致的电梯乘客伤害事故呈现增加的趋势，为了降低这类事故发生，自2016年7月1日开始实施的国家标准GB7588-2003 《电梯制造与安装安全规范》第一号修改单，新增加了电梯“轿厢意外移动保护装置”要求，增加了用于意外移动保护装置的冗余性工作制动器自监测的要求。当前，电梯制动器自监测要求成为了业界讨论的焦点，本文笔者对制动器自监测的要求进行了分析和讨论，以供读者参考。

1 欧洲标准电梯制动器自监测的要求

2007年6月，欧洲标准EN81-1：1998+A3：2008修正案发布，提出了轿厢意外移动保护装置新要求，并规定用于意外移动保护功能的冗余型工作制动器需要增加自监测功能。2014年3月，新发布的EN81-20标准进一步规定轿厢意外移动保护装置应该符合以下要求：

“在没有电梯正常运行时控制速度或减速、制停轿厢或保持停止状态的部件参与的情况下，该装置应能达到规定的要求，除非这些部件存在内部的冗余且自监测正常工作。

注：符合12.4.2要求的制动器认为是存在内部冗余。 在使用驱动主机制动器的情况下，自监测是指对机械装置的正确提起或释放的验证或对制动力的验证。”

2 我国标准电梯制动器自监测要求

我国标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》是修改采用欧洲EN81标准。2016年7月1日，GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第一号修改单开始实施，对欧洲标准有关制动器自监测的要求进行重大修改，新增要求如下：

“在没有电梯正常运行时控制速度或减速、制停轿厢或保持停止状态的部件参与的情况下，该装置应能达到规定的要求，除非这些部件存在内部的冗余且自监测正常工作。

注：符合12.4.2要求的制动器认为是存在内部冗余。

在使用驱动主机制动器的情况下，自监测包括对机械装置正确提起（或释放）的验证和（或）对制动力的验证。对于采用对机械装置正确提起（或释放）验证和对制动力验证的，制动力自监测的周期不应大于15天；对于仅采用对机械装置正确提起（或释放）验证的，则在定期维护保养时应检测制动力；对于仅采用对制动力验证的，则制动力自监测周期不应大于24小时。”

另外，标准GB/T24478-2009《电梯曳引机》也提出了电梯制动器动作的监测要求，其条款4.2.2.2规定：

“所有参与向制动轮（盘）施加制动力的制动器机械部件应至少分两组设置，应监测每组机械部件，如果其中一组部件不起作用，则曳引机应停止运行或不能启动，并应仍有足够的制动力使载有额定载重量以额定速度下行的轿厢减速下行。”

3 我国标准提高制动器自监测要求的目的

国家标准GB7588-2003 《电梯制造与安装安全规范》第一号修改单，允许使用靠近曳引轮的曳引机冗余型工作制动器（冗余是指制动器机械部件两组设置，且一组就可以使额定速度下行的满载轿厢减速）作为“轿厢意外移动保护装置”和“轿厢上行超速保护装置”制动装置。

由于永磁同步无齿轮曳引机大量使用，电梯制造商多采用工作制动器作为的安全保护的制动装置。但是，面对由于制动器失效和制动器制动力矩不足等原因造成电梯事故多发的现状，业界对电梯制动器其本身安全性和可靠性不足，标准要求不完善的共识也不断增强。

为了提高电梯制动器可靠性，欧洲标准增加了制动器的自监测要求：对制动器制动臂（块）的动作情况或制动力进行监测。对于制动臂（块）动作情况的自监测可以解决一组制动臂（块）部件失效造成全部或部分制动功能丧失和制动器电磁铁线圈断电但制动臂（块）不能释放这两种失效情况，而制动力自监测的要求主要针对制动表面间磨擦系数降低和制动器弹簧变形等导致制动力矩不足的情况，两种自监测要求针对不同制动器失效模式，所以，欧洲标准对自监测两者选择其一的要求可能存在较大隐患。

国家标准GB7588-2003 《电梯制造与安装安全规范》第一号修改单对于制动器自监测的要求进一步提高，原则上要求对制动器制动臂（块）的动作情况和制动力均要进行自监测或定期人为检查。而且，标准GB/T24478-2009《電梯曳引机》监测曳引机制动器动作情况的要求也被最新版的技术法规所引用，使得国内对于制动器自监测要求变得更加严格：所有电梯制动器都需要有机械动作的自监测；用于轿厢意外移动保护和上行超速保护的冗余型工作制动器还应该增加制动力自监测或人为定期检测制动器制动力。

4 电梯制动器自监测要求进一步提高的空间

对于制动臂（块）动作情况的自监测一般采用制动臂（块）加装微动开关的方式。对于制动力验证的自监测采用“电梯空闲”时通过电梯曳引电机给“闭合”状态的制动器提供验证扭矩的方式。这两种自监测方式的实现，均需要对监测对象的状态进行采集、对比、分析和发出应对指令，实现方式属于可编程电子安全相关系统的要求，而采用传统的安全电路是几乎不可能实现自监测功能的。

无独有偶，GB16899‐2011《自动扶梯和自动人行道制造与安装安全规范》也规定了驱动主机制动器自监测的要求：“5.4.2.1.1 自动扶梯和自动人行道启动后，应有一个装置（见表6 的l）监测制动体统的释放”，并规定驱动主机制动器自监测功能属于监测或电梯安全装置（功能），实现的安全完整性等级至少要达到SIL1。

欧洲标准和我国标准都没有将电梯制动器自监测列入电梯安全装置（功能），也没有规定自监测功能实现的具体要求，能造成实现方式存在较大的随意性，而且安全要求不明确可能造成在自监测功能实现的过程中又增添了新的安全隐患。因此，为了规范电梯制动器自监测功能的实现，应该将其纳入电梯安全保护装置（功能），完善实现自监测功能的具体要求，并规定其实现的安全完整性等级至少要达到SIL2。

5 总结

为了提高电梯制动器可靠性，最新的欧洲标准增加了电梯对制动器制动臂（块）的动作情况或制动力进行自监测的要求。中国标准提高了电梯制动器自监测的要求：所有电梯制动器均需要有机械动作的自监测功能；用于轿厢意外移动保护和上行超速保护的冗余型工作制动器还需要增加制动力自监测功能或人为定期检测制动器制动力。

电梯制动器自监测要求的实现将有效地降低电梯伤害事故发生概率。为了规范制动器自监测功能的实现，应将其纳入电梯安全保护装置（功能），规定实现的安全完整性等级至少要达到SIL2。

[责任编辑：张涛]endprint