探讨电梯电气控制系统故障和维修技术

2021-08-12庄明展

建材与装饰 2021年23期

庄明展

（福建省中侨富士电梯有限公司，福建泉州 362005）

1 电气控制系统

电梯的电气控制系统主要由操控装置、平层装置、选层器及位置显示器、控制柜等分管系统组成，能实现对电梯运行进行实时的操控和监管显示电梯的运行状态。电梯使用电气控制系统，主要是为了解决安全问题。确保电梯安全是依靠电气安全回路实现的。目前我国使用的电梯大部分都是设有安全控制点、安全触点以及安全电路的电气系统，其特点是电梯主要的驱动装置都是直接使用硬件连接加以控制。这种电路结构既能防止软件程序错误对电梯关键安全控制环节的威胁又能够有效防止部分电磁干扰对电梯关键安全控制电气环节的影响。目前电梯控制电气设计结构中，存在着某些通过数字技术无法直接连接的管控方式。特别是在关乎使用者安全的电气安全回路中最重要的门锁触点，目前为止还处于直接控制驱动装置的回路之外。这些程序的设计者过分依赖集成电路的便捷性，却忽视了电气安全回路使用集成电路控制的不可靠性，没有将门锁触点通过程序控制器连接到控制主驱动装置的电器上，这种控制方法在实践中已经对广大使用者产生了严重的影响。所以，目前的电梯的电气控制系统是不成熟但便捷的控制系统，在整个电梯组成中，担任了“大脑”的工作角色，电梯电气控制系统图如图1所示。

图1 电梯电气控制系统

2 系统故障

2.1 操控装置故障

（1）操控装置故障是最常见故障，由于操控装置的异常而导致驱动装置、制动器控制电器的失控将可能直接造成轿厢开门状态运动，极易发生剪切事故。操控装置故障最直观的故障在于影响了电梯门联锁系统的正常运作。电梯门线路组成中控制轿门和厅门的系统多为串联组成，正常工作的电梯门轿门是优先接受信号控制主动开关，而厅门系统是由轿门被动牵引而开关的，其二者多为联动工作。例如在事故中，电梯就出现了电梯运行停止但是当受害者强行开启轿门时，厅门也一起跟着打开导致。因此，电梯门的电气操控装置出现问题，通常只会影响到电梯双门的正常运行。

（2）操控装置会影响安全保护系统，安全保护系统是防止乘客人身安全受到危害的重要系统，其中受电气操作装置影响的部分有电梯限速器以及电梯超载限制装置。主要的故障表现为，电梯速度过快或者过慢，超重未提示等问题。而这类问题属于隐蔽的故障类型，其系统故障大部分没有直接的表象会提前预知，因此这类故障也是在电梯日常保养中应该重点排查的安全隐患。

（3）操控装置故障会影响曳引机的运行而导致曳引系统失灵，这是导致电梯失速的主要原因。在这次事故中，电梯停在了6~7楼的高空中，属于停转式失速。除此之外，由于电梯曳引机多使用三相异步电动机，因此还容易出现飞车式失速，导致电梯快速的上升或者下降，对乘客造成伤害。

2.2 平层装置故障

平层装置是电梯确定位置的电气系统装置，平层装置故障会导致电梯无法正确停在电梯门口处，导致错层夹层问题。例如在这次事故中，电梯的平层装置就发生了故障，电梯并没有准确停靠在楼层的厅门处，而是停在了6~7楼的夹层之间，直接导致受害者从电梯和厅门之间滑落。在其他电梯事故事件中由于平层装置的失灵还导致轿厢体损坏、曳引钢丝绳脱落以及导向轮反绳轮损坏。

2.3 选层器及位置显示器故障

选层器系统故障会引起电梯轿厢停靠楼层错误亦或者无法选择楼层，显示器故障会导致屏幕显示停靠楼层错误或者电梯运行状态以及显示载重错误。在事故中，电梯的选层器就先出现了无法工作，而显示器本应显示六或七楼，却意外显示了二楼，导致了受害者误判了楼层高度[2]。

2.4 控制柜装置故障

控制柜系统关系着承载人能否正常使用电梯功能，控制柜故障直接表现为电梯运行与选层器脱轨。例如在这次事故中便出现了这种情况，乘客选择了二楼，但是电梯却默认将电梯抬升到了六楼，而且位置显示器却没有对其做出判断。这也说明了控制柜装置控制其他装置大部分都是分离控制的，其他任意两个装置出现故障大部分不会相互影响，但是一旦身为电梯“心脏”的控制柜发生故障，就会引起别的装置发生故障。

3 电气控制系统的故障排查和维修

3.1 电梯运行前电气系统故障处理

电梯在运行安装及投入运作之前都要进行电气系统的故障排查，主要是为了避免电梯在运行过程中产生的故障。在安装之前，虽然目前电梯使用多为集成驱动装置，有着良好的抗干扰能力，但是在电梯投入使用前首先要减少大功率变压器及大规模集成电路对电气控制系统的电磁干扰。电气控制系统是依靠集成电路数模转换的方法实现控制，因此，电磁干扰会严重影响电气控制系统的稳定运作。在安装时，工程师就应该原理高频率的动力线，压缩中线路的宽度并且尽可能缩短线路长度，以减少电气控制系统受到的影响[1]。其次，为了保证电梯运行安全，要在电梯正式投入运行之前检查安全部件，电梯所有安全部件都串联在一个安全开关上，要在电梯投入运行之前，确保所有的安全部件安装完成并且与安全开关完美吸合才能允许电梯投入使用。

3.2 电梯运行后电气系统故障处理

若电梯投入使用之后出现了故障，我们首先应该冷静分析，捋清维修思路，遵循先直观后隐藏，有外至里，由易到难的问题处理顺序进行。以事故的善后维修工作为例，首先由直观法确认电梯目前处于停止的状态，且主控中心无法直接受到电梯异常的信号，曳引机停止运行，电梯门紧闭不开，这时应该怀疑是控制装置发生故障，那便要优先解决这类直观问题。维修时遵循从外到里的原则，优先处理控制电梯门系统出现的问题，因为80%的电梯门开关异常都是由于控制系统异常而导致关门机故障而引起的库门紧闭。这时，应该先对电梯门系统回路进行排查。确保人员的安全的情况下，首先维修电梯停止层的门锁的故障。之后确保在检修状态下，在控制屏分别短接厅门锁和厅门锁，控制变量法即可分出是厅门部分出现故障还是轿门部分出现故障。如果是厅门部分发生故障，则在检修状态下，短接厅门锁回路，以检修速度运行电梯，逐层检查每道厅门联锁接触情况。排除电梯门系统的故障后，再去排查其他隐藏的故障。

3.3 电梯维护过程中电气系统故障处理

在电梯日常维护排故中，电气控制系统出现故障80%以上的原因是由于电梯所选的电器元件不能适应电梯运行的要求。其中继电器、接触器组成的有触点控制的电梯，由于其接头和触头敏众多，常常是事故的多发地带，因此所有电梯大多都配置了故障嗡测保护器。用来监测电梯的工作及外电源的当前状况，有了这个保护器就能对当前的状况进行快速分析，快速地给出确切结果，如果出现了未知错误的警报，就要进行人工排查，切断电梯的拖动，使用保护器进行排故。多见的维护时的故障主要有几个常见的问题和解决办法：①最常见的故障是位置显示器失灵，表现大部分都是楼层显示错误。处理办法是先确认是否是位置显示的LED显示器失灵导致的显数错误，若LED显示器工作正常则检查内置的数字选择器工作是否正常，若是数字集成电路损坏或接触不良导致，也要先通知控制台开启维修模式后断电进行更换或者维修工作；②排键按钮失灵，其表现为，无法通过排键按钮对电梯进行控制，导致这种问题的主要原因有两种：a.控制柜程序错误，使电梯无法接受到正常的控制信号，但是这种情况往往伴随电梯其他问题不会单独出现；b.按键与控制板接触不良或者按键损坏，这样的情况下只要在维修模式下更换新的按钮即可；③对电梯的超载轻载等信号不做反应，轻载时发出超载的情况很容易在日常维护中发现，而超载不警报的情况却不易辨别，这便要求我们在日常检修中不能停留在眼前的故障，要对潜在的故障一次进行排查与排故工作，方法与前文维修平层装置的方法一致。