电梯控制柜故障诊断及排查措施

摘要：控制柜在电梯的控制系统中是一个非常重要的组成部分，控制柜内主要由电梯的回路、主控板、控制系统、电气元器件等组成。对电梯控制柜故障进行诊断是电梯故障检测的重要部分，能够有效确保电梯控制柜的功能检测合理性和全面性。通过对电梯控制柜进行概述，根据实际检验中遇到的控制柜相序故障、继电器故障、线路接线故障等案例进行分析，指出以上几种案例引起的危害，特别是继电器故障案例，造成继电器异响是由于触头接点有严重锈蚀和黑色附着物，这会导致触电电流减少，使得电磁吸力减少，这样会在自复位弹簧的作用下导致吸合不紧，会连续异常声响。根据案例中碰到的问题提出电梯控制柜故障的诊断方法：断路故障检查方法和短路故障检查方法。以此来保证控制柜的正常运行，保证电梯能平稳运作，也为控制柜的维修提供参考。

关键词：电梯;控制柜;故障诊断;排查措施

中图分类号：TU857文献标志码：A文章编号：1009-9492（2021）12-0304-03

Elevator Control Cabinet Fault Diagnosis and Troubleshooting Measures

Chen Bitian

（Quanzhou Branch， Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute ， Quanzhou， Fujian 362200， China）

Abstract： In the whole elevator control system， the elevator control cabinet is a very important component， which mainly integrates the maincontrol board of the elevator， safety circuit signal， internal selection and external call signal， etc. The fault diagnosis of the elevator controlcabinet is an important part of the elevator fault detection， which can effectively ensure the rationality and comprehensiveness of the functiondetection of the elevator control cabinet. Based on the overview of the elevator control cabinet， according to the actual inspection of the controlcabinet phase sequence fault， relay fault， line wiring fault and other cases， the harm caused by the above cases was pointed out， and suggestionsfor the maintenance of the control cabinet were put forward. And according to the actual situation of the elevator control cabinet fault diagnosismethod： open circuit fault inspection method and short circuit fault inspection method， in order to ensure the normal operation of the controlcabinet， ensure the smooth operation of the elevator， also provide reference for the maintenance of the control cabinet.

Key words： elevator; control cabinet; fault diagnosis; investigation measures

0 引言

電梯控制柜是电梯整体系统一个非常重要的部件，控制柜的稳定运作，对电梯系统的安全运行起到了非常重要的作用。因此，在控制柜内发生故障或者出现错误代码后，能合理、全面地排查故障或者代码对电梯的安全运行起到一个至关重要的作用[1]。控制柜一般由控制主板、变频器、继电器、变压器、线路、其他元器件等组成。作为电梯控制系统的主要载体，其一般被放置在电梯的机房内或者井道内[2]。其中，无机房的电梯控制柜则被放置在井道内。控制柜由金属框架结构、螺栓拼装组成。同时，金属框架尺寸统一，所以便可以使用塑料销钉很方便地将其挂上和取下[3]。在正面的面板上装着可旋转的销钩，从而组合成为可以锁住的转动门，以便从前面接触到装在控制柜内的全部元器件，使控制柜可以靠近墙壁安装[4]。对于有机房电梯的控制柜，则一般放置在机房内，其组成也无机房类似，但是其操作面板和无机房不同，操作面板直接放置于控制柜内，无机房则放置在紧急操作屏上[5]。

本文根据平时检验中遇到的控制柜的故障进行说明，主要介绍了电梯控制柜几种常见故障案例：控制柜相序故障、继电器故障、线路接线故障;根据其不同的故障，分析了此故障引起的危害，并介绍了两种检查故障的方法：断路故障检查方法和短路故障检查方法。

1 电梯控制柜内相序故障案例

在电梯控制柜系统内现在一般使用的是变频器，变频器主要使用的是三相380 V 的交流电[6]，三相交流电的使用可能存在缺相或者错相，因此需要一个相序保护。

现实检验中，由于相序保护在正常情况下对电梯保护起不到保护作用，因此容易被人为取消。例如：现场检验中发现，某公司电梯的相序保护装置在输出端两个接线短接使用，如图1所示。在进行相序项目检验时，相序保护装置未起作用，存在烧毁电动机等安全隐患。根据现场实物中提供的接线图（图2）所示，该相序保护器的正确接线方式应为：将电源三相线分别接入 L1， L2，L3三个接口中，并使用其提供的一副常闭触点，即接口11和接口12，串联到控制回路中，当电源相序发生错相或缺相、欠压时，该常闭触点断开，能使电梯停止运行或无法启动。而图1中所示，虽然设置了相序保护装置，但维保人员却将其短接使用，即将原本应在接口11和接口12的接线全部接到接口11中（图1），使相序保护器的输出端为永久的闭合信号，当相序发生故障时，常闭触点无法断开，相序保护器无法起到保护作用。现场检验员要求维保单位立即检查该相序保护器是否损坏，若未损坏则应按正确的接线方式来接线;否则应重新更换相匹配的相序保护装置，并严格按照其所提供的接线方式来接入控制回路。

2 接触器故障案例分析

接触器在控制柜中是一种重要电气元器件，接触器主要发生的故障通常都集中在继电器的触点上，当较大电流流过触点或者电弧将触点烧蚀，就会造成由触点黏连导致的短路[7]。如果当铁心上面出现有少量的粉尘的时候，也很容易发生触点跳动的情况。这样不管是触点发生短路或者是跳动的情况，都很容易导致电梯在控制环节的电路发生失效的情况，从而不利于电梯的正常运行[8]。检验中遇到一则接触器失效的案例。

2. 1 缺陷描述

近日检验人员在对一台电梯进行检验过程中发现其电梯主接触器在运行过程中频繁吸合，有异常声响。

2. 2 原因分析

交流接触器作为系统中直接控制负载的一个开关器件（非通即断），它可以频繁地接通或分断交流电路，主要作用于电梯启动和停止的控制，具有控制容量大、使用寿命长、简单经济等特性，但由于其只是一个开关元器件，在实际使用过程中，并不会引起线路中电流电压的变化，因此，交流接触器在使用过程中发生故障的很大部分原因都是因非正常因素所致，这些非正常因素与安装使用地的电网条件、环境以及所控的负载的工况正常与否等息息相关。其典型故障现象主要表现为：线圈故障和触头故障。交流接触器包括主要由绝缘系统、觸头系统、灭弧装置、电磁系统、灭弧装置组成。根据麦思韦电磁理论电磁吸力公示，电磁力与线圈电流成正比，与空气隙面积成正比，与空气隙厚度成反比。现有接触器的故障：（1） 吸合时有振动和噪声异响。其主要原因有电源电压过低、衔铁与铁心的接触不良、短路环损坏、触点弹簧压力变化。（2）线圈通电，接触器不能吸合，其主要原因有线圈故障、触点弹簧压力和超程调整过大、电源电压过低。（3）线圈断电后接触器不能释放，其主要原因磁路故障、触点熔焊、机械部分卡住等原因。通过拆解该继电器后发现其弹簧、电磁铁都正常。通过图3可以发现，其触头接点有严重锈蚀和黑色附着物，这会导致触电电流减少，根据公式，会使得电磁吸力 F 减少，这样会在自复位弹簧的作用下导致吸合不紧，会连续异常声响。

2. 3 后期处理

（1） 维保单位人员在日常维护保养中应严格按照电梯维护保养规则（TSG T5002-2017）所要求项目来进行正确的维护保养，对发现损坏的零部件应及时更换，严禁使用短接行为来实现电梯带病运行。

（2） 检验员在检验过程中，应严格按照检规的要求逐项检验，避免漏检，加强对电梯各个电气零部件的电气原理图或接线图的认知。

（3） 使用单位若在维保单位告知零部件损坏时，应及时要求维保单位维修或更换，严禁电梯带病运行。

3 线路接线故障案例

电梯控制柜内存在大量的端子，每个端子都由不同的线路接线控制，但是如果线路老化或接线不规范，也容易引起故障[9]。检验中遇到一则线路故障案例。

3. 1 存在问题

在对该台乘客电梯做限速器-安全钳联动试验的时候，由于该台电梯没有紧急电动装置，所以需要短接限速器安全电气开关，发现维保人员将控制柜里安全回路的两根裸露线直接搭在一起，做完限速器-安全钳联动试验后，只是把两根线分开，并未用绝缘胶布缠起来，如图4所示。这种很容易产生两根裸露的线意外搭接在一起，造成短接安全回路的现象。

3. 2 原因分析

在对该台乘客电梯做限速器-安全钳联动试验的时候，由于该台电梯没有紧急电动装置，所以需要短接限速器安全电气开关，发现维保人员将控制柜里安全回路的两根裸露线直接搭在一起，做完限速器-安全钳联动试验后，只是把两根线分开，并未用绝缘胶布缠起来。跟维保人员沟通了解到，有些维保人员贪图方便，这样做限速器-安全钳联动试验的时候短接方便了很多，但有可能造成短接安全回路的风险，同时限速器电气安全开关和安全钳电气开关都起不了作用。没有限速器电气安全开关的验证，无法确认限速器是否复位;没有安全钳电气开关的验证，无法确定安全钳动作是否可靠，可能带来的危害：电梯意外发生超速时，当制动器都无法使电梯制停，同时安全钳动作不可靠，可能会出现电梯坠落的危险。

3. 3 处理意见

责令使用单位停止使用电梯，要求维保人员当场改正。维保人员应注意检查控制柜中的各种线是否有裸露现象，裸露的线是否有造成短接的风险，特别注意安全回路被短接的可能。应加强维保人员责任心和安全意识。

4 电梯控制柜故障的排查方法

4. 1 断路故障检查方法

因电梯控制柜的电路很容易出现一些特殊的故障，如电梯尚未在内选或者是外呼指示下就停层，这便说明了电梯控制柜中的某些触点发生了断路故障。在排查断路故障的时候，应该把怀疑产生故障的触点直接断开，而当故障消失的时候则能够说明判断是正确的[10]。

4. 2 短路故障检查方法

电梯的短路故障一般有局部电路上的短路和电源之间的短路。通常电源间在发生短路的时候会产生较大的电流，而局部短路则不会产生大量的电流，也不会让熔断器的工作受到影响[11]。因此，在电路中确定各个触点的逻辑关系的时候，当怀疑某些触点存在问题的时候便需要采用导线短接故障触点。然而，当通电之后，如果故障解除则代表判断正确，反之则可以确定为该元件已经被损坏[12]。

5 结束语

降低电梯故障的发生概率能够更好地维护好广大人们的生活秩序，保证国家社会的和谐安定。对于电梯控制系统来说，控制柜是一个非常重要的部件，控制柜整个设计过程非常复杂、技术难度较高，平时发生故障的概率也较高。本文针对平时检验时遇到的控制柜内相序保护失效的案例进行分析，介绍其危害性;针对继电器异常情况进行分析，发现导致异常情况的原因是线圈故障和触头故障引起的;针对一则人为使线路裸露引起安全隐患的情况进行分析，分析其产生的危害。从以上案例分析可以发现控制柜故障的产生容易引起电梯非正常使用，需要高度注意控制柜的保养。最后介绍了两种控制柜的故障诊断方法，为故障排除提供参考。

参考文献：

[1]高宇龙. 分析电梯电气控制系统故障诊断及维修[J]. 数码设计（上），2020，9（1）：128-129.

[2]刘浩. 电梯控制柜智能故障诊断系统的研究[D]. 青岛：山东科技大学，2019.

[3]张夏， 宁棉福，刘斌. 一种基于视觉的电梯控制柜中接触器故障实时检测方法：CN109374255A[P]. 2019.

[4]钟毅， 洪斌， 陈颖杰，等. 基于可编程控制器的电梯控制柜检测系统[J]. 中国电梯，2020（6）：58-61.

[5]刘燕峰. 一则电梯控制柜中 IGBT模块故障诊断案例[J]. 中国电梯，2021，32（5）：52-54.

[6]邓惠军. 电梯控制柜模块化设计[J]. 科技与创新，2019（12）：50-53.

[7]韩郡业，王会方，卢东. 电梯控制柜静电放电抗扰度检测技术应用[J]. 中国特种设备安全，2019，35（4）：47-49.

[8]刘浩. 电梯控制柜智能故障诊断系統的研究[D]. 青岛：山东科技大学，2019.

[9]庞润泽. 简析电梯控制柜测试系统[J]. 南方农机，2019，50（7）：74.

[10]李锁成. 电梯控制柜检测与评价系统的研究[J]. 黑龙江科技信息，2016（27）：51.

[11]李尧. 一种新型电梯控制柜体的设计分析[J]. 中国高新技术企业，2016（14）：21-22.

[12]韩郡业，王会方，卢东. 电梯控制柜静电放电抗扰度检测技术应用[J]. 中国特种设备安全，2019（4）：12-13.

作者简介：陈必添（1987-），男，大学本科，研究领域为特种设备检验。