自动扶梯和自动人行道防逆转保护研究

杨清文

（云南省特种设备安全检测研究院，云南昆明 650100）

0.引言

自动扶梯和自动人行道在现代城市建设中非常常见，在自动扶梯和自动人行道系统中，涉及到电气装置和安全装置，由于其中涵盖了大量部件，所以非常容易潜在各种危险因素。必须明确这些安全隐患，找出相应的预防、解决措施，才能在最大程度上降低风险，避免安全事故的发生，有必要对自动扶梯/人行道防逆转保护相关问题深入研究。

1.自动扶梯/人行道运行作用机理

自动扶梯/人行道在运行过程中，主要是借助梯路、两侧扶手的传输作用，实现上下输送乘客。其中梯路属于板式输送机，而扶手则为带式输送机，大量的梯级和牵引链相互连接，共同组成梯路。观察扶梯结构不难发现，其由主轮、辅轮两部分组成。主轮主要就是在牵引链条的作用下，使得梯级顺着预先设置的轨道进行运行，而辅轮则主要承担支承乘客的任务，同样顺着固定的轨道运行。此外，驱动装置也就是链条式自动扶梯，一般情况下位于自动扶梯端部，这种安装方式是当前最为常见的安装方法，整体工艺已经趋向成熟，方便了后续维修保养。不仅如此，如果应用场所有特殊的使用要求，也可在中部安装驱动装置，此时无需设置机房，还能达到节能降耗的作用，如图1所示。

图1 人行道的自动扶梯

2.设置防逆转保护装置的目的及要求

2.1 目的

自动扶梯/人行道发生逆转情况，具体指的就是自动扶梯或自动人行道在正常运行时，非人为操作而出现运行方向发生改变的情况，这种突发的逆转情况会直接危害到乘客人身安全，易引发安全事故。从自动扶梯/人行道运行时发生逆转情况看，有可能是向上行进或者向下行进，其中满载与上行情况居多，并且这种发生扶梯逆转风险的概率非常高，容易导致乘客摔倒、下跌、滚落的危险，严重时还会引发踩踏事件。为防止这一安全事故的发生，必须设置相应的保护装置，确保其在运行过程中方向发生突然改变时，该保护装置及时发挥保护的作用，使自动扶梯和倾斜式自动人行道停止运行[1]。

2.2 要求

根据相关规定内容，在实际设置中，必须安装防逆转保护装置，并要规范落实相关安全检验工作，只有保证该装置达到规定的标准，才可以保证合格并投入使用。需要注意的是，在使用防逆转保护装置时，应当注重以下两方面内容：其一，当胶带、踏板、梯级方向发生改变时，防逆转保护装置需要做出同步反应，阻止扶梯运行，其二，在装置动作时，制动器回路、主电源回路必须同时切断[2]。

3.自动扶梯逆转原因解析

3.1 电气方面

由于自动扶梯当中含有电子装置，所以容易出现电网断相、错相、失压等情况，在此情况影响下，容易造成电动机反转和驱动力达无法支撑自动扶梯正常运行，然后出现逆转。造成扶梯逆转主要是：扶梯在正常上升状态时，低压元件等出现故障，比如断路、短路、粘连等，导致相应的装置无法自动启动，保护、控制、制停扶梯的功能无法正常发挥，最终导致自动扶梯逆转。电气元件故障问题的发生，一旦引发扶梯发生逆转现象，则将直接带来安全隐患问题，因此要给予相关问题以高度重视。

3.2 机械方面

如果系统发生机械故障，会直接引发自动扶梯发生逆转，涉及很多因素：首先，如果驱动链发生破损、断链、位移等情况，致使自动扶梯逆转[3]。其次，若是该装置零部件发生故障，比如缺损、缺陷等，也会引发扶梯逆转。再次，当电梯制动力、牵引力不足以支撑其正常运行，容易出现扶梯逆转情况，终其原因主要是因为驱动传送装置、胶带、梯级、踏板的驱动装置，不牢固、打滑，也可能是出现断裂等情况，以及链条过于伸长等现象，从而导致制动力、牵引力低下。

4.防逆转保护装置检测方法

4.1 人为动作检测

人为动作检测，就是以人工操作方式，手动控制电气开关，在检测过程中，检测人员使用钥匙打开自动扶梯，并观察开启后的自动扶梯是否可以正常运行。这种检测方式虽然简单、方便、快捷，但适用范围也具有较大局限性，一般情况下，基于机械原理下，对逆转保护装置进行设计的过程中，可采取人为动作检测，但如设计原理是通过可编程电子安全相关系统测速，则不建议使用该方法。除此之外，这种检测方法只能单一地进行定性检测，但却无法实现定量检测[4]。

4.2 盘车法

盘车法使用起来非常直观，但过程中较为繁琐。这一方法通常比较适合机械式逆转保护装置，此外，也可运用到传感器式保护装置检测中。分析其原因，通常情况下，自动扶梯绝大部分都不具备主盘车装置或空间。从实际检测应用情况看，检测人员在使用盘车法检测时，容易判断失误，具体分析可知，当电机电源线拆除后，需要使用钥匙打开，此这一操作会引发保护装置动作，但实际上，这一动作的产生，并非是因为扶梯发生逆转引发的，所以，检测人员容易忽视这一情况，误认为是逆转保护发挥了作用。

4.3 串接空气开关法

在现场检测过程中，检测人员可以应用串接空气开关法检验自动扶梯逆转保护装置是否有效。在具体操作过程中，对于检测人员而言，可采取串接空气开关法，在电机和控制柜之间，将空气开关串联上。在此基础上促使扶梯正常向上运行，等到扶梯趋于平稳、匀速运行后，此时检测人员可以切断空气开关，扶梯因失去上升动力，而后逐渐开始减速，最终停止运行。在整个过程中，需要检验人员认真、仔细地观察，若是发生自动保护并切断扶梯动力电源，说明该逆转保护装置可靠且有效，若没有则证明该装置功能没有发挥作用[5]。串接空气开关法的应用较为直观，这也是该检测方法的最大优点，但缺点也非常明显，因为该方法只能进行扶梯意外减速的模拟，无法进行反向运行模拟。所以，串接空气开关法较为适用于欠速保护设计的逆转保护装置，而当采取的是机械式原理、信号相位判断原理，串接空气开关法并不会产生很好的效果，非常容易出现误判。具体分析其原因，主要是因为后面的逆转保护装置，只有当自动扶梯当即发生逆转后才能做出反应，但上述分析的串接空气开关法的应用具有单向局限性，因此很难触发保护装置动作，进而导致检测人员检测的结果不准确。

5.自动扶梯与自动人行道逆转故障的具体防护措施

5.1 驱动链断链前后的保护

根据相关内容规定，要求自动扶梯必须设置完好的逆转保护装置，确保扶梯在正常运行过程中，如果遇到突发情况而发生逆转情况时，可以发挥保护作用。同时，如果扶梯逆转保护装置发生动作后，需要采取手动的方式，来实现对故障的锁定，通过人为干预的方法后方可让自动扶梯恢复运行。与此同时，发生电源故障这一现象，或者恢复供电后，此故障锁定需要始终做到有效性从防逆转保护装置和驱动链之间相互作用看，主要有如下两种保护方式，具体分析如下：

5.1.1 断链前保护

断链前保护装置，采取的是接近式开关。接近式开关比较常见，一般其保护动作的发生，都是置于驱动链不断链之前的。驱动链断链前，其作用的发挥主要是依赖于超速运行这一原理作用，在该装置中含有测速元件，其能够借助光电开关，实现对扶梯运行速度的实时监控，从而针对自动扶梯出现的逆转情况起到保护作用。在实际运行过程中，由于是棘爪发挥作用，进而实现主轴运行动作的直接制停，因此，在此过程中，就无需安装驱动链断链保护装置。当发生逆转现象时，此时曳引机会发生减速直到停止，在此基础上，基于重力的影响，扶梯此时就会向相反的方向加速运动，一旦接近最大数值时，则能够将制动器以及主机的电源直接切断，自动扶梯随之会停止运行，以此保证了乘客人身安全。

5.1.2 断链后保护

针对断链后的保护，该装置是由断链保护装置、制停装置组成。当自动扶梯发生逆转时或者是驱动链发生断裂，此时保护装置就会动作，使自动扶梯停止运行。基于相关规范下，针对附加制动器的安装条件进行了明确，具体表现在如下几个方面：（1）如工作制动器、梯级驱动轮间没有使用轴、齿轮进行衔接，同时，也并非是两根及以上的单排链条、多排链条连接的情况，则就需要采取附加制动器的方式。（2）如果扶梯正常运行时提升高于6m，需要安装附加制动器。（3）正常情况下，对于工作制动器的运用，需要其符合相关规定，但如果采取的是机－电式工作制动器，同时并未达到相关标准要求，此种情况下，就必须采取附加制动器。（4）公共交通型。加装附加动器，能够有效解决扶梯制动器失效的问题，确保发生故障时扶梯能够因及时断电而停止运行，以此保障乘坐者的安全，避免发生意外事故[6]。满足上述任何一种情况，自动扶梯/人行道都要安装附加制动器。如果发生链条断裂，松脱等情况，功能无法正常发挥，则驱动主机和传动机械便无法有效发挥作用，这种情况下，即便是安全开关作出反应，以此确保驱动主机停止运行，也无法使得扶梯停止动作，尤其是扶梯上有乘客并向上运行时，极易引发反向运行、超速运行的情况，进而导致乘客摔倒，情况严重时，还会发生踩踏、挤压等情况，造成严重伤亡事故。而附加制造器的主要作用就是能够防止自动扶梯逆转造成安全事故的发生，其作为一种保护装置，在发生动作时，虽然对制停距离没有明确要求，但却明确要求在动作开始时要确保控制电路处于断开状态。

5.2 加强逆转事故的防范管理

首先，国家相关监管部门需要发挥职能作用，从安全技术标准与规范入手，加强完善。并在现行规范、标准基础上，从细节入手，进一步明确自动扶梯/人行道防逆转保护的规定内容，确保各项细则内容详尽、全面。其次，电梯制造单位、维修保养单位、使用单位等各方主体，要明确自身职责。从扶梯制造开始，严格按照行业标准与规范进行设计、制造、安装等环节保证逆转保护装置是合格且有效的，以此发挥出保护装置的功能作用。在扶梯后续使用过程中，无论是维保、使用，相关单位必须加强提升日常检查、维修、管理工作水平。如图2所示。最后，特种设备检验机构也需要提高对自动扶梯逆转的重视，在检测中，应当注重强化技术检验水平，结合实际需求，积极提升检测方法有效性、科学性，而后全面提升自动扶梯防逆转保护装置技术检验工作水平，保证自动扶梯可以正常、平稳地运行，进而保证乘客人身财产安全。

图2 自动扶梯检修

6.结语

为降低甚至杜绝扶梯及倾斜人行道逆转安全事故的发生，相关单位必须高度重视做好自动扶梯和自动人行道防逆转保护工作，从实际情况出发，合理引用并逐一排查防逆转保护装置能否有效地发挥制停的作用，防止逆转安全事故发生，保证乘客人身安全。通过本文的分析可知，从扶梯制造到后续使用、检测、管理都必须严格按照新标准、新规定进行。同时，作为检验人员，在日常工作中，要正确认知防逆转保护装置作用，通过不断学习、不断实践，总结经验，掌握综合的科学有效的检验技能与方法，从而保证各个地方使用的自动扶梯与人行道使用安全。