浅析曳引驱动乘客电梯轿厢意外移动及其保护装置

霍佳伟 苗 荣 李 林 李唐成

（1.河南省特种设备安全检测研究院焦作分院，河南焦作454000；2.焦作市职业技术学校，河南焦作454000）

0 引言

随着我国城市化进程的不断加快以及人民群众生活水平的不断提升，城市中的高层建筑不断增多，而曳引驱动乘客电梯作为高楼大厦和公共建筑设施内垂直运送乘客和货物的重要交通工具，其安全性能也越来越被人们所关注。曳引驱动乘客电梯轿厢的意外移动极易造成乘梯人员和物品发生剪切和挤压等事故，直接影响人民群众的生命和财产安全。因此，对电梯轿厢的实时运行进行监控，能够十分可靠地检测到电梯轿厢的意外移动，并通过电梯保护装置及时采取有效的保护措施，对电梯轿厢和人员进行保护具有十分重要的意义。

1 电梯轿厢意外移动及其安全保护装置

电梯轿厢意外移动是指在开锁区域内且开门状态下，轿厢无指令离开层站的移动，不包括装卸载所引起的移动。为了防止电梯轿厢意外移动所引起的事故的发生，国家标准化管理委员会批准了GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单的实施公告，其中增加了相应的要求，即曳引驱动乘客电梯应设置有电梯意外移动安全保护装置。电梯轿厢意外移动安全保护装置是指在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下，由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或者驱动控制系统的任一元件失效所引起的轿厢离开所在层站的意外移动，电梯应具备防止该移动或使移动停止的保护装置，链条、滚筒、悬挂钢丝绳、链轮和曳引轮的失效除外，曳引轮失效包含曳引能力的突然丧失。保护装置应能够检测到轿厢的意外移动，并应制停轿厢且使其保持停止状态，并且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。该装置的制停部件应作用在电梯的轿厢、对重、钢丝绳系统（悬挂绳或补偿绳）、曳引轮或者只有两个支撑的曳引轮轴上。同时，新修订的GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单也对电梯轿厢的制停范围提出了要求，如图1所示。

（1）与检测到轿厢意外移动的层站的距离不大于1.20 m；

（2）层门地坎与轿厢护脚板最低部分之间的垂直距离不大于0.20 m；

（3）按要求设置井道围壁时，轿厢地坎与面对轿厢入口的井道壁最低部件之间的距离不大于0.20 m；

（4）轿厢地坎与层门门楣之间或层门地坎与轿厢门楣之间的垂直距离不小于1.00 m。

轿厢载有不超过100%额定载重量的任何载荷，在平层位置从静止开始移动的情况下，均应满足上述值。

图1 轿厢意外移动——向下和向上移动

在电梯制停过程中，轿厢意外移动保护装置的制停部件不应使轿厢减速度超过：空轿厢向上意外移动时为1gn，向下意外移动时为自由坠落保护装置动作时允许的减速度，并且最迟在轿厢离开开锁区域时，应能够监测到电梯轿厢的意外移动。

2 电梯轿厢意外移动的原因

随着近几年来电梯事故和电梯故障的不断发生，电梯轿厢意外移动越来越被专家和学者所重视。究其原因，大致可分为以下三类：（1）制动器故障类；（2）曳引条件变化类；（3）人为原因。

2.1 制动器故障类

由于制动器发生故障导致制动器无法正常闭合或制动器已闭合但制动器的制动力不足。制动器故障分为两种：一种是机械故障，另一种是电气故障。

2.1.1 制动器机械故障

电梯必须设置有制动系统，且应是一个机—电式制动器（摩擦型），其能够在电梯动力源失电或者控制电路电源失电的情况下自动动作，使电梯停止运行或保持静止状态。所有参与向制动轮或者制动盘施加制动力的制动器机械部件必须要分两组设置，当其中一组制动部件失效时，应仍有一组部件具有足够的制动力使载有额定量载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。

一般来说，电梯正常运行时的制动器应该在持续通电的情况下保持松开状态，与制动鼓之间没有摩擦且间隙均匀。在日常运行过程中，当电梯在停靠层站时，制动器电磁线圈失电，制动臂在压缩弹簧的作用下自动闭合，保持轿厢的静止状态。但由于电梯制动器机械部分会出现制动轮与闸瓦间有油污、制动闸瓦老化、制动鼓与制动闸瓦间隙调节不到位以及制动器长期带闸运行等情况，造成制动闸瓦因长期高温而严重磨损，在电梯停靠站时，制动器可能发生机械卡阻、制动力不足或者制动器控制回路接触器粘连等故障，从而不能正常闭合，导致电梯轿厢的意外移动。

2.1.2 制动器电气故障

切断制动器电气回路的电流，至少应用两个独立的电气安全装置来实现，不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体。当电梯需要停止时，如果其中一个接触器的主触点未能释放，那么最迟在下一次电梯运行方向改变时，应能够阻止电梯再次启动运行。但在电梯实际运行过程中，电梯的制动器控制电路存在短路故障风险，当其中一个主接触器发生粘连，无法切断制动器的电流时，制动器会自动开闸，从而导致电梯轿厢的意外移动。

2.2 曳引条件变化类

由于电梯在运行过程中，轿厢内的载荷和轿厢的位置及运行的方向都在变化，为了使电梯在各种情况下都具有足够的曳引力，根据国家标准GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》要求，电梯应满足以下曳引条件：

式中，T1为曳引钢丝绳悬挂轿厢一侧的拉力；T2为曳引钢丝绳悬挂对重一侧的拉力；C1为动力系数或加速度系数；C2为由于摩擦导致曳引轮槽断面变化的影响因数；e为自然对数的底数；f为曳引钢丝绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数；α为曳引钢丝绳在曳引轮上的包角。

如果曳引钢丝绳上有油污，或者由于磨损、锈蚀等原因导致曳引轮轮槽的磨损及曳引钢丝绳绳面磨损变平，均会使得当量摩擦系数f变小，造成电梯曳引能力不足，从而导致电梯轿厢的意外移动。

2.3 人为原因

在电梯正常使用过程中，由于电梯层轿门频繁开闭，电梯门的电气回路中安全保护装置的触点极易损坏。在电梯定期检验的过程中，经常发现一些维保人员违规操作，人为将易损坏或接触不好的安全开关进行短接，极易导致电梯在门开着的情况下溜车，使轿厢发生意外移动。

3 结语

随着GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》1号修改单和TGS T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》2号修改单的实施，新装电梯必须具备电梯轿厢意外移动保护装置。事实也证明，该装置能有效制停电梯并保持停止状态，降低事故发生的概率，对保障人员生命和财产安全起到至关重要的作用。

[1]电梯制造与安装安全规范：GB 7588—2003[S].

[2]电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯：TSG T7001—2009[S].

[3]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.