基于电梯进水、积水、渗水报警系统的研究

孙哲波，董爽，王天晨

（绍兴市特种设备检测院，浙江 绍兴 312000）

近年来，随着城镇化建设的不断深入，电梯保有量呈直线上升，电梯已经成为人们必不可少的出行工具，电梯安全关系到人们的生命和财产安全。电梯从机房——井道——底坑整个运行路线上布满了电气安全部件和安全触点，一旦电梯进水、渗水，将极大可能造成电气触点出现短路或损坏，致使电梯故障，引发人身安全。新梯在施工完成后由于土建部分防水未完善，将会出现机房漏水、井道渗水、底坑积水等现象，尤其是近年来新梯保有量不断攀升，电梯积水、渗水问题受到了人们的广泛关注。

1 电梯进水、积水、渗水的危害

电梯进水、渗水主要发生在底坑、各个层门口以及机房门窗等这些地方。电梯井道的底坑是低于地面的，如果电梯到达地下室，电梯底坑面是低于地下室地面的，如果地下室出现积水，电梯井道底坑很容易渗水或倒灌积水。电梯底坑铺设有110V安全电路和220V检修电路，在底坑积水的情况下极易漏电，不仅会造成电梯维修人员触电，而且由于电梯是整体的金属结构，电流会直接传到轿厢，造成乘客触电。另外，电梯底坑积水、浸水后，会导致位于电梯底坑的限速器张紧轮锈死或打滑，而位于电梯轿厢底部的补偿链在高速运动中将积水带到电梯轨道、厅门、轿顶及钢丝绳上，钢丝绳一旦打滑，限速器安全钳就是电梯最后一道安全防线，由于限速器张紧轮不能正常工作，限速器安全钳也无法启动，会造成坠梯。长期积水的底坑，过高的湿度会造成电梯主体金属结构锈蚀，各金属触点锈蚀失效，电梯极易产生异响、卡顿、过度摩擦等故障，故障率提高，电梯部件及整梯寿命将缩短，人们乘梯恐慌情绪也会加大。层门口进水会造成门机和门机电路烧毁，引发开门走梯、电梯困人等事故。电梯报警系统通过检测感应线电流信号，当出现进水渗水现象时，电流异常引发报警信号，使电梯运行至顶层进入“保护状态”，从而使电梯免于进一步破坏，人员免于伤亡。

2 电梯报警系统简介

本系统是由一条或多条感应线缆和一个带报警的控制器（图1）连接电梯控制系统构成。感应线由2条轻质的高密度聚乙烯导线围绕螺旋中轴压制而成，具有强韧的机械性能与耐腐蚀、耐磨损性能，感应线灵敏度高，可以检测到线缆上沿线任何位置水的出现。当感应线缆检测到进水时，感应线缆将信号送往控制器，经微处理器处理后，将泄漏信息上传至电梯控制系统，电梯控制系统控制电梯向上运行到最高层站开门停靠并同时报警。感应线缆由2根或4根不同类型的导线组成，其中两根由导电聚合物加工而成，其单位长度电阻被精密加工并为定值。无进水时，其中两根导线间电流值为正常，当感应线检测有水时，两根导电聚合物之间被短接，所测电流值发生变化，促使控制器向电梯控制系统发出信号，从而完成“保护状态”。

图1 电梯报警系统感应线缆及控制器

“保护状态”是指当感应线检测到水后电梯所做出的一系列控制指令，具体为：当感应线缆检测到进水时，感应线缆将信号送往漏水控制器，漏水控制器触发继电器信号并传送至电梯控制柜。电梯控制系统实时采集记录当前电梯轿厢所在的楼层位置，发出轿厢往上运行至顶层的命令，同时轿厢内发出声光报警信号，提示乘客电梯进水并引导乘客有序撤离轿厢。电梯轿厢运行到顶层后轿门打开并一直维持开启状态，声光报警也一直持续。电梯控制系统控制信息发送模块发送故障信息给电梯保养单位及使用单位的管理人员，工作流程图如图2所示。

图2 工作流程图

逻辑功能说明：各当水位感应线检测信号有效时，水位检测继电器K1工作，其相应触点动作，电梯水位检测输入点X20得到信号，电梯门机关门继电器B2动作，电梯执行关门动作，同时声光报警继电器Y3动作，开门到位信号X3丢失；电梯关门动作执行完成后，门机关门到位反馈X5得到信号，电梯运行控制继电器Y1输出，抱闸控制继电器Y2延时输出；电梯运行至最顶层后Y2停止输出，Y1延时停止输出；电梯门机开门继电器B1动作，电梯执行开门，电梯开门动作执行完成后，门机开门到位反馈X3得到信号，Y3停止输出;当水位监测信号无效时，K1停止工作，X20丢失信号，B2继电器延时输出，电梯执行关门动作，开门到位信号X3丢失，电梯关门动作执行完成后,关门到位信号X5有效，此时，电梯恢复正常，控制时序图如图3。

3 感应线缆的布置方式

图3 控制时序图

感应线缆的布置方式决定了该报警系统的灵敏程度，既应该保证该报警系统在遇到进水、渗水情况时能够迅速做出反应，又应该保证不会因天气湿度变化而造成误报警。该报警系统在机房、井道和底坑全面监测，因此，感应线缆的布置方式也分别进行讨论。

机房的电气设备和接线触点主要在控制柜、主机和控电箱里，因此，感应线缆主要布置在控制柜、主机和控电箱上方，紧密贴合在正上方的墙壁上，为了增加检测灵敏度，可呈盘旋状布置。

电梯井道防水主要是防止层门处因卫生清洁或消防栓喷洒而造成的层门处进水，层门处进水在很大程度上会造成门机短路或者烧毁，因此，井道感应线的布置主要围绕门机部分进行，主要分为两种方案：一种是感应线布置在每个层门地坎下面，监测层门处进水状况；另一种是感应线布置在电梯轿厢顶部偏侧于层门进口，门机的下方容易积水的凹槽处。经过测试发现：第一种方法对层门口的进水情况监测效果很好，但是，所要布置的感应线数量随着楼层数的增加而增加，经济成本随之上升。第二种方法感应线只需要布置一条，监测的灵敏度并没有降低，能很好地保护电梯的门机系统及轿顶上的相关电气设备，可以大大降低经济成本。因而，综合考虑下采取第二种方法，如图4所示。

图4 感应线缆布置方式

4 结语

本文讨论了由一种感应线缆布置的电梯机房及层门进水、底坑积水的触发报警系统，该报警系统通过对电梯机房、井道、底坑等不同部位的布置方式来灵敏地反馈进水、积水情况，从而可以大大避免类似情况所造成的电梯困人和伤亡事件。另外，该报警系统发出信号后，消控室及救援人员应当快速积极地做出反应，第一时间的现场事故处理和救援才是电梯安全运行的保障。