解读电梯“轿厢防意外移动”

林晓明 苏宇航 孔令昌

(广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002)

解读电梯“轿厢防意外移动”

林晓明 苏宇航 孔令昌

(广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002)

GB 7588—2003第1号修改单中增加了电梯轿厢意外移动保护要求的条款，文章试图对标准修改单的内容进行逐条解读，分析了轿厢意外移动的原因，以及常用的保护功能设置，并结合笔者的工作经验，提出相应的检验方法和检验中应注意的事项。

电梯轿厢 意外移动 保护装置 制停距离

随着经济飞速发展,城市面貌也日新月异,各式各样的高层建筑日渐增多。安装在高层建筑里的电梯在人们生活中所起的作用也越来越大,成为了人们日常出行的重要交通工具。同时,电梯作为一种机电类特种设备,其使用安全也越来越为人们所重视。

电梯轿厢的意外移动对乘客来说是非常危险的,一旦发生所造成的后果也异常惨重。2013年深圳发生的“5·15长虹大厦电梯事故”正是由于在电梯层、轿门开着情况下,轿厢发生意外移动,造成一名女乘客被剪切死亡,引起了社会严重关注[1]。另一起事故是在2014年9月,华侨大学厦门校区一名男大学生在进入电梯轿厢时,电梯轿厢意外移动离开层站,导致该学生被卡在轿厢地面与层门门头之间被挤压身亡。其他的意外移动事故(不管人员伤亡与否)也屡见不鲜,因此必须引起业界的高度重视。

电梯轿厢的意外移动是一种极端危险的状态,是剪切、挤压等事故的主要诱因,直接影响到乘客的生命安全。因此,利用电梯上的装置监测轿厢的运行状况并且检测其是否发生意外移动,及时通过相关部件来制停轿厢,是电梯上面的一项重要保护措施[2]。GB 7588—2003第1号修改单中,增加了电梯轿厢意外移动保护要求的条款,本文试图对标准修改单的内容进行逐条解读,分析了轿厢意外移动的原因以及常用的保护功能设置,并结合笔者的工作经验,提出相应的检验方法。

1 总体要求

电梯轿厢意外移动通常有三种原因:

1)由于曳引轮轮槽磨损或润滑过度,导致电梯的曳引条件发生变化,此时制动器虽然能够将曳引轮制停,但是与轿厢连接的曳引钢丝绳自身的滑移则会引起轿厢在开门状态下的意外移动。

2)如果层门或轿门开关被人为短接,导致门锁工作不正常,此时即使制动器动作无误,控制系统也无法得知真实的层门与轿门状态,甚至误认为层门和轿门已经关闭,照常启动电梯,这将造成轿厢在开门状态下离开层站。

3)制动器发生故障,导致无法闭合或者制动力不足,在轿厢和对重的重量不平衡时,轿厢将受到重力作用缓慢向上或向下,离开当前的层站。

GB 7588—2003的第1号修改单(以下简称修改单)中9.11.1项要求,在层门未被锁住且轿门未关闭时,对于电梯驱动主机失效或者电梯驱动控制系统的任何单一元件失效,所引起的轿厢意外移动,电梯应具有防止该移动或使移动停止的装置[3]。

此项提到了驱动主机和控制系统是轿厢意外移动发生时的两种可能失效的装置,而悬挂绳、链条和曳引轮、滚筒、链轮的失效是不能看作意外移动的原因的(曳引轮的失效包含曳引能力的突然丧失),即对于上述1)中所述内容并未规定采取相应的保护措施,电梯制造商和用户须利用其他方式来进行预防。注意,对于因为曳引钢丝绳的伸长缩短所引起的、轿厢在人员进出时发生的小范围移动,也不应看作是轿厢意外移动[4]。

修改单中9.11.1项提及了不需要检测轿厢意外移动的电梯,这些电梯不能进行符合14.2.1.2项提及的开门情况时的平层、再平层和预备操作,并且其制动器应符合9.11.3和9.11.4的要求。本项要求是针对那些不能在层门和轿门打开时,进行平层和再平层(开锁区域内的运行、平层速度不超过0.8m/s、再平层速度不超过0.3m/s)的电梯,同时这些电梯的制动器还必须能够实现自监测[5]。

另外,修改单还要求轿厢意外移动制停时,计算验证制停距离应曳引条件变化所造成的任何滑动,对于在制停时由于摩擦力不足造成的钢丝绳滑移等因素应予以关注。同时,从动作的瞬间到轿厢完全停止所经过的距离要满足9.11.5项对制停轿厢的距离(见下文)。

修改单中9.11.2项要求轿厢意外移动保护装置应能够检测到轿厢的意外移动,制停轿厢且使其保持停止状态。此项提出了三点要求:对意外移动进行检测、动作并制停轿厢、使轿厢保持停止,即同时满足监测、动作和保持。对监测装置的基本要求是:最迟在轿厢从开锁区域离开时,它应能检测到轿厢的意外移动。

现场检验时,可以查看保护装置是否由监测装置和制停部件两部分组成。其中监测装置用来判断电梯轿厢是否意外移动,通常是利用电梯的平层感应装置和安全控制系统来共同组成。而制停部分则可以根据修改单9.11.4项来判断(见下文)。

2 作用部件及其位置

修改单中9.11.3项要求:在没有电梯正常运行时控制速度、减速制停轿厢或保持停止状态的部件参与时,轿厢意外移动保护装置应能满足要求,除非这些部件存在内部的冗余且自监测正常工作。

显然,只要是电梯没有装设除工作制动器以外的防意外移动制动部件,无论该电梯是否需要装设防意外移动装置,都需要有对制动器的动作和制动力进行检测,也就是都需要工作制动器的自监测。也就是说,如果电梯装设了钢丝绳制动器、夹轨器等防意外移动制动部件,则不需要有对制动器动作和制动力的监测,而其他电梯都需要有工作制动器的自监测。

此项还要求在制动器作为轿厢意外移动保护装置的情况下,其自监测包括了对制动器的机械装置正确提起、释放的验证,以及对制动器的制动力验证。由此可见,自监测的内容包括两个,一是制动器的动作正确与否,二是制动器的制动力大小。按照要求,监测前者的,则定期维保时要检测后者(周期15天);监测后者的,则每天都要定时监测;两者同时监测的,则同样是15天为一周期。如果检测到失效情形,电梯控制系统应关闭轿门和层门,并防止电梯的正常启动。另外,对于能够实现自监测的装置,应进行型式试验来确保其有效性。现场检验时由于时间不允许,可以通过查看型式试验报告来检查其是否满足要求。

根据修改单中9.11.4项,制停部件可以作用的位置和上行超速保护装置的作用部件类似,都是轿厢、对重、曳引绳、曳引轮以及曳引轮轴。此项允许制停部件(停止装置)可与下行或上行的超速保护功能的装置共用,但用于上行和下行方向的制停部件可以不同。显然,这些部件可以是安全钳、夹绳器、永磁同步的主机制动器等。同时,上行和下行的制停可以分别用不同的部件实现,如下行时利用安全钳来制停,上行时利用夹绳器来制停。

可见,制停部件作用在轿厢和对重这两个位置时,可以利用轿厢安全钳和对重安全钳来达到制停,此时防止轿厢意外移动的保护装置就由监测系统、限速器－安全钳组成;制停部件作用在悬挂钢丝绳位置时可以利用夹绳器来实现制停,此时防止轿厢意外移动的保护装置就由监测系统、夹绳器组成;制停部件作用在曳引轮可以利用制动器来实现,此时防止轿厢意外移动的保护装置就由监测系统、制动器组成。

注意,制停部件不仅仅只是使轿厢停止,它还必须使轿厢处于停止状态,即制停后还应有持续的作用力一直使轿厢不能够再次移动。

对于蜗轮蜗杆式的有齿轮曳引机,防止轿厢意外移动保护装置的常见方式是利用安装在轿厢上面的传感器装置来检测轿厢是否产生意外移动,同时利用夹绳器或者曳引轮制动装置来制停电梯。现场的检测方法如下:

1)确认电梯轿厢处于空载无人状态,将电梯开到某一层站并平层停站。此时电梯轿厢门通常会关闭,可以根据电梯制造厂提供方式,使电梯门锁回路处于断开模式,以模拟轿厢意外移动时的门锁回路情形。

2)安装好松闸扳手,通过松开制动器,使电梯缓慢向上溜车(如有必要,可以利用装载砝码来试验向下溜车情况)。当轿厢离开原来的层站位置时,防止轿厢意外移动保护措施中的检测装置应适时响应,并触发夹绳器或者曳引轮制动装置,中止溜车过程,如图1所示。

图1 用松闸扳手松开制动器

对于无齿轮曳引机,通常的防止轿厢意外移动保护装置的设计方式,是利用安装在轿厢上面的传感器装置来检测是否有意外移动,而通过制动器本身(冗余设计)来制停电梯。现场的检测方法如下:

1)确认电梯轿厢处于空载无人状态,将电梯开到某一层站并平层停站。此时电梯轿厢门通常会关闭,可以根据电梯制造厂提供方式,使电梯门锁回路处于断开模式,以模拟轿厢意外移动时的门锁回路情形。

2)通过检修操作或者其他方式,使电梯缓慢向上或向下运行。当轿厢离开原来的层站位置时,防止轿厢意外移动保护措施中的检测装置应适时响应,并触发制动器动作下闸,中止溜车过程。

3 制停的距离和减速度

修改单中9.11.5项对制停轿厢的距离提出了要求,这些数值在轿厢载荷不到满载、平层位置从静止开始移动的情况下均应满足:如与发生意外移动处的层站的距离不大于1.20m;同时,地坎到护脚板最低处的垂直距离不应大于0.20m,并且轿厢地坎与层门门楣(或层门地坎与轿厢门楣)之间的垂直距离不小于 1.00m。

1)不管是向上还是向下意外移动,轿厢与原先所在的层站之间的距离应不大于1.2m,如图2所示。该距离的测量通常以层门地坎到轿门地坎的距离为准。此距离的要求主要是保证发生意外移动时,轿厢和层站之间留有足够的空间确保人员在发生意外移动后不会受到挤压;

图2 轿厢意外移动的距离示意图

2)向上意外移动时,该层门地坎与轿厢护脚板最低部分之间的垂直距离应不大于0.20m,如图2(b)所示。此距离的要求主要是保证发生意外移动时,轿厢护脚板和层门地坎之间的空隙不会导致人员从该处跌落井道;

3)如果是井道围壁,则轿厢地坎与面对轿厢入口处的井道壁最低部件之间的距离不大于0.20m,如图2(a)所示。此距离的要求主要是保证发生意外移动时,轿厢地坎和井道围壁部件之间的空隙不会导致人员从该处跌落井道;

4)轿厢地坎与该层门门楣之间、层门地坎与轿厢门楣之间的垂直距离不小于1.0m,见图2。此距离的要求主要是保证发生意外移动时,轿厢地坎和层门门楣之间、层门地坎与轿厢门楣之间留有足够的空间,确保人员在发生意外移动后不会受到挤压。

上述数值在轿厢载有不超过100%额定载重量的任何载荷情况下均应满足,并且移动距离应从电梯平层的停止位置开始计算。

修改单中9.11.6项还要求在制停过程中,轿厢意外移动保护装置的制停部件在空轿厢向上意外移动时,不应使轿厢减速度超过1gn(即9.8m/s2),该数值相当于重力加速度G,保证乘客不会因制停而被上抛;以及不应超过自由坠落保护装置动作时允许的减速度(向下意外移动),即安全钳动作时的减速度。因此,防止轿厢意外移动保护是否符合要求,除了观察电梯轿厢是否能够被制停,还应注意其制停距离和减速度是否满足标准要求。

现场检验时,制停距离通常利用卷尺来测量,当轿厢被制停之后,检验人员利用三角钥匙打开层门,测量以下三个距离,看其是否满足上文的相关内容:1)轿门地坎和层门地坎之间的距离;2)轿厢地坎与层门门楣的距离;3)护脚板和层门地坎之间的距离。而对于减速度,必要时可以利用电梯测试仪器来进行检测,获知其减速度,然后对比标准条款检查是否满足要求。

4 电气安全装置及其复位

修改单中9.11.7项要求:最迟在轿厢离开开锁区域时,电气安全装置应能检测到轿厢的意外移动。同时,9.11.8项还要求该装置动作时,应使电气安全装置动作。此两项类似于限速器电气开关的要求,通常的设计是两个装置合二为一,既能检测到意外移动从而使保护装置动作,又能在动作时再将安全回路断开。现场检验时,通过手动动作电气安全装置,检查其能否断开电气安全回路;再通过实际的动作试验,检查其是否能正确动作。

修改单中9.11.9项提到当该装置被触发或当自监测显示制停部件失效时,应由称职人员释放、复位。称职人员是指经过培训掌握了相关电梯技术的人员,如电梯安装维保人员等,现场检验需检测相关人员的有效证件。

修改单中9.11.10项、9.11.11项要求:释放该装置应不需要接近轿厢、对重或平衡重。释放后,该装置应处于工作状态。这两项条款是指释放该装置的时候,人员可以不用进入井道里,而且释放之后应马上可以恢复到正常的状态,该装置可以继续使用。现场检验时,目测释放装置的可接近性。

修改单中9.11.12项要求,如果通过外部能量来驱动该装置,当能量不足时应使电梯停止并保持在停止状态(带导向的压缩弹簧除外)。通常来说,制停部件需要外界施加能量才能完成保护动作,能量不足(如电压不够等)则有可能导致动作时失效。但是,能量不足并不一定为人所知,因此必须有相应的预防措施使得外界人员得知其问题所在。现场检验时,可以模拟其失去能量的状态(如拆除施加能量的部件)来验证。

5 结束语

电梯轿厢的意外移动作为电梯事故的主要原因之一,已经引起了业界的高度重视,国家也颁布了有关电梯轿厢意外移动保护的技术条款,并强制要求实施。轿厢防意外移动装置能有效制停电梯并保持制停状态,减少事故发生。

作为电梯检验人员,在对该装置进行检测时,须掌握其保护原理和动作方式,采取恰当的检测方法,发现并消除潜在隐患,切实保障电梯运行质量,保证乘客安全。

[1] 佘昆，代清友．关于轿厢意外移动保护系统检测电路的探讨[J]．机电工程技术，2014(08)：127-129+156．

[2] 刘铁．电梯轿厢意外移动检测及保护装置的研究与设计[D]．北京：北京工业大学，2015．

[3] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范 第1号修改单[S]．

[4] 马培忠．电梯轿厢意外移动保护专题——论电梯轿厢意外移动保护装置的要求及作用[J]．中国电梯，2015，26（13）：7-14+17．

[5] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范[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

林晓明（1981～)，男，本科，高级工程师，从事特种设备技术检验及特种设备检测仪器开发研究工作。

林晓明，E-mail： 3929670@qq．com。

2017-05-15）