浅析电梯电气安全回路故障检测方法

摘要：首先简要阐述了电梯电气安全回路的结构组成和故障发生原因，然后介绍了电梯电气安全回路故障检测方法，包括电位差比较法、分段电压数值测量法和脉冲定位反射法，最后根据工作经验总结了安全回路故障检测的优化建议。

关键词：电梯故障;电气安全回路;故障检测;脉冲反射

0 引言

随着近年来高层建筑数量不断增加，电梯使用频次和故障发生率呈现出上升趋势。在电梯运行管理中，工作人员除了做好日常维护工作外，还必须掌握故障检测和应急抢修技术，以切实保障人员安全，降低经济损失。

根据电梯常见故障统计情况来看，电气控制系统中的安全回路是故障高发点。技术人员可以利用一些特殊的检测工具，例如万用表、脉冲收发器等，实时监测并精确分析电气安全回路状态参数，辅助技术人员判定安全回路的故障信息，为故障处理提供参考。

1 电梯电气安全回路的结构组成

安全回路中的重要电气元件主要有保护继电器、限位开关、限速器、缓冲器、急停按钮等。这些元件大多采用串联方式连接，其中任何一个元件发生故障，造成短路或断路，都会影响电梯的正常运行。其中，保护继电器的功能是电梯失电时，继电器动作，切断安全回路，保护主机马达，避免造成更大的损失，并为下一步检修工作的安全开展提供必要条件;限速器的作用主要是在电梯轿厢实际运行速度超过额定运行速度后，限度器动作断开安全回路，进而使电梯制动停下，避免安全事故的发生。

2 电梯电气安全回路故障发生原因

2.1    电气设备自身故障

电梯长时间运行后，电气安全回路中包含的各种动作开关、电气元件，容易因为自身疲劳、接触不良等各种原因而无法正常运行，造成安全回路故障。例如，极限开关在检测到电梯轿厢到达端层但是仍然继续行驶时，会强制将常闭接点断开，使安全回路断电，轿厢制动。极限开关的常闭接点在反复几次断开、闭合后，容易出现接触不良的情况。在下次出现类似异常运行情况时，极限开关无法发挥自身作用。而电气安全回路中的其他一些部件，如底坑急停开关、缓冲器开关、限速器开关等也存在此类问题。

2.2    故障检测不及时，检测方法不合理

近年来电梯电气安全回路的结构设计和系统组成变得更加复杂，一旦出现安全回路故障，检修人员往往需要花费更多时间寻找故障发生位置，给故障判断的精准性、故障维修的时效性等造成了负面影响。

另外，现有的一些检测方法，多数情况下都是围绕故障发生位置，检查线路及设备是否完好，无法检测出安全回路的其他部位是否存在质量隐患，这也是造成电梯安全回路故障频发的一个重要原因。

3 电梯电气安全回路故障检测方法

3.1    电位差比较法

厅门电气安全回路中，在相邻两个门锁开关之间串联一个由三极管、电容、继电器和整流电路等组成的门锁保护装置。当层门关闭，层门门锁开关接通后，工作电压进入安全装置，在三极管形成基极电流，发射极接地，从而形成回路，当三极管饱和，发光二极管点亮，继电器触点接通，门锁回路导通，电梯正常运行。当门锁回路对地短路或者断路时，三极管不能工作，继电器断开，二极管灭，厅门电气安全回路断开，电梯不能运行。因此，可以通过观察二极管是否点亮，定位厅门电气安全回路的故障位置。

3.2    分段电压数值测量法

通过测量电气安全回路各个部分电压值的大小，判断各电气安全装置是否被短接，并通过光敏传感器检测门联锁电路电气触点的拉弧次数、强度和发生概率，判断厅门锁触点的工作状态，并预测厅门锁触点发生故障的可能性。检测装置通过在电气安全回路中安装电压测量器，分别测量安全电路、厅门锁回路、轿门锁回路的电压值，并通过比较得出电气安全回路是否被短接。

3.3    脉冲反射定位法

在电梯电气安全回路的总开关输入端施加一个脉冲电压，此电压会沿着电缆依次经过电气安全回路的各个支线和所有电器元件。脉冲电压流动过程中，如果线路正常通路，则不反射信息;如果有断路、断路等情况，因为阻抗发生变化，会产生一个脉冲反射。该信息可以被相关的仪器灵敏捕捉到，并进一步分析该信息的发出位置以及脉冲反射的时间，从而判断故障点位置。另外，对于不同的故障类型，脉冲波形的峰值、波峰间距也不尽相同，技术人员需要正确理解脉冲反射定位法的用法，才能借助这一新型故障检测法，找到安全回路故障所在。

4 电梯电气安全回路故障检测的优化策略

4.1    严格遵循故障检测步骤

大量电梯故障检测经验表明，即便是同一种故障表现，造成故障的原因不尽相同。在故障检测中，如果没有严格遵循相关流程步骤，很有可能因为漏检导致一些潜在故障没有及时检出，无法得到有效处理，给电梯运行带来安全隐患。为此，技术人员必须结合《电梯型式试验规则》（TSG T7007—2016）等相关文件规定，针对不同型式的电梯，制定详细的电气安全回路故障检测方案，依次对电梯的整个电气回路开展检测。例如，先检查上、下极限开关是否动作，如无动作，则检查极限开关的接触点是否断开;如果接触点断开，则将其连接。此时电气安全回路正常，则故障排除。如果仍然显示故障，则继续检查轿厢内紧急停止按钮是否被按下。依次将整个电气回路排查一遍，直到所有故障隐患都被排查出来并解决掉。

4.2    对电梯安全回路进行改进

为了更加及时、精确地找到电梯电气安全回路的故障所在，除了采取优化检测步骤的外部措施外，还可以尝试通过改进电梯安全回路，提高故障检测的反应速度。在原来的安全回路检测系统中，增加一个CPU控制与分析装置，运用CAN（区域网络控制器）总线传输技术，将整个电气安全回路连接为一个全闭环控制系统。控制中心會动态获取电梯电气回路中各个开关（松绳开关、厅门锁开关、限速器开关等）的安全保护信号。安全保护信号和运行控制信号作为输入信号进入到CPU中，并经过CPU的参数分析，输出对应的控制指令。检测到的故障会展示在显示屏上，以便于技术人员了解问题和采取处理措施。改进后的电气安全回路检测流程如图1所示。

4.3    加强电梯电气安全装置的防护

电梯电气安全回路中包含较多类型的功能元件，例如继电器、安全钳、厅门锁等。这些电气元件大多采取串联的方式连接，意味着只要其中一个元件发生故障，就会对整个安全回路运行产生影响。随着电梯投入使用年限的增加，由于长时间高负荷运行以及电器元件自身老化和磨损，安全回路的故障发生率呈现出上升趋势。为了减轻故障检测与维护压力，同时切实保障电梯运行安全，有必要针对电气安全回路中的一些核心电器元件，加装状态参数传感器，独立获取各个元件信息，以便于控制中心能够精准反映电气安全回路中的故障问题。

5 结语

电梯电气安全回路中的故障问题具有发生突然、危害严重的特点，对故障检测与维修人员提出了极高要求，技术人员一方面需要熟悉不同型式电梯的内部结构，特别是安全回路中的主要电气元件、动作开关，另一方面要选择恰当的检测方法，借助专门的仪器设备，通过比较电位差、获取脉冲反射等方法，准确判断故障位置、故障原因，及时制定检修对策，让电梯重新恢复运行。

[参考文献]

[1] 何比干.电梯门回路检测的常见电路设计原理、缺陷和隐患分析[J].中国电梯，2019，30（5）：63-67.

[2] 马立群.浅谈青海地区电梯检验时常见的几种电气回路短接现象[J].中国标准化，2018（S1）：275-278.

收稿日期：2020-02-08

作者简介：韦昌材（1978—），男，广西河池人，工程师，研究方向：特种设备检验。