电梯补偿绳防跳开关安装缺陷分析

杨 迪

（广州特种机电设备检测研究院，广州 511466）

随着我国经济的发展，越来越多的城市建起超高层建筑，因此安装的高速电梯越来越多。电梯的提升高度越高，速度越快，对电梯平稳安全运行的要求越高。如果高速运行的电梯发生急停故障，巨大的减速度会严重影响电梯内乘客的安全，所以高速电梯对安装维保的要求相较于低速电梯更高。高速电梯一般会设计补偿绳和补偿绳防跳装置来保障乘客安全。笔者年检一台某品牌高速电梯时发现，该电梯的补偿绳防跳开关安装存在隐患，应引起相关人员的注意。

1 电梯基本情况

电梯型号为PT18/50-19，变频控制，42层22站22门，生产日期为2017年4月，额定速度为5.0 m·s-1，额定承载质量为1 350 kg。因为该电梯的额定速度超过了3.5 m·s-1，所以按《电梯制造与安装安全规范 第2部分：电梯部件的设计原则、计算和检验》（GB/T 7588.2—2020）[1]要求，在底坑设置了补偿绳防跳绳装置和安全电气开关。所年检单位的高速电梯全部为该款电梯。年检时在机房检修进行限速器安全钳联动试验后发现，电梯出现故障无法运行。排查后发现，控制柜安全回路的保险丝已经熔断。维保人员更换新的保险丝，电梯可以正常运行。但是，转入检修慢行后出现了保险丝第二次熔断问题，随后排查了电梯安全回路的各开关。

2 案例分析

限速器安全钳联动试验造成的故障一般从3个方向排查。一是检查机房。首先检查限速器安全钳的电气开关是否复位或者损坏，其次检查机房内电气开关（盘车轮开关和夹绳器开关等）是否存在误动作，最后查看控制柜内线路和接触器是否存在问题。二是检查轿厢。限速器安全钳联动试验会造成轿厢的剧烈振动，因此有可能导致轿门门锁或轿门机械锁被振开。三是检查底坑。限速器安全钳联动试验时，底坑中限速器张紧轮有可能被限速器钢丝绳提起，导致张紧轮开关动作。另外，高速电梯装有补偿绳防跳装置，进行限速器安全钳联动试验时补偿绳防跳装置会跟随轿厢剧烈振动，导致补偿绳防跳开关动作。

经过以上检查发现，电梯的各开关均可靠且动作有效，安全钳限速器、轿门锁及层门锁都没有出现误动作，底坑的限速器张紧轮开关和补偿绳防跳开关也没有被提起。但是，补偿绳防跳开关的导线上的绝缘皮有一段出现了开裂，且与防跳装置的螺纹杆距离很近，初步判断应该是此处出现意外接地而导致保险丝熔断的。

进入底坑可以发现，铁管位于螺纹杆正下方，如图1所示。电梯的补偿绳防跳开关的导线经过一根竖立在底坑的铁管后安装在防跳装置，但是该铁管的底部并未固定，如图2所示，而是可以来回摆动的。

近距离观察铁管出口可以发现导线上的切口，如图3所示。螺纹杆的螺纹较薄且锋利，铁管的边缘也较锋利，导线的绝缘皮上下都有较深的切口，现场掰开切口可以看到里面的铜线。防跳装置可以上下运动且质量较大，产生的作用力大，而防跳开关线路正好安装在防跳装置凸出螺纹杆的正下方，垂直距离只有2 mm。当螺纹杆随着防跳装置上下运动时，与下面铁管同时对导线产生很大的纵向剪切，最后切裂绝缘皮，导致里面的铜线与金属螺纹杆和铁管意外接触而产生较大电流熔断了保险丝，导致电梯发生故障。

3 失效分析

故障出现在电梯的补偿绳防跳装置，因此需要了解该装置的动作原理。第一，高速电梯运行速度快、提升高度较高，对电梯的平稳运行要求较高。提升高度越高，使用的曳引钢丝绳长度越长，钢丝绳的质量越大。第二，曳引钢丝绳随着电梯上下运行。当电梯位于顶层时，曳引钢丝绳大部分质量在对重侧；当电梯位于底层时，曳引钢丝绳大部分质量在轿厢侧。随着电梯上下运行，曳引钢丝绳相对于曳引轮两侧的质量不断发生变化，导致曳引轮产生动态不平衡，造成电梯运行不平稳。为了补偿这部分不平衡质量，电梯公司设计了补偿绳（或补偿链）。第三，将补偿绳两端分别固定在轿厢底部和对重底部。轿厢运行时，钢丝绳移向对重侧而补偿绳移向轿厢侧，钢丝绳移向轿厢侧而补偿绳则移向对重侧。补偿绳用来补偿曳引钢丝绳的质量，电梯可以平稳运行。然而，电梯高速运行时补偿绳会产生较大晃动，此时需要一个防跳绳装置限制补偿绳晃动。通常补偿绳防跳绳装置的质量设计较大，通过其重力作用给予补偿绳必要的张紧力，以保证补偿绳运行的安全性。第四，防跳装置会设置缓冲吸能装置，以抵消电梯紧急动作时补偿绳产生的冲击力。所以，高速电梯的补偿绳防跳装置会随着电梯运行而产生振动。当电梯发生紧急停止或者进行限速器安全钳联动试验制停轿厢时，由于补偿绳的剧烈晃动，防跳绳装置会随之产生剧烈振动。当振动幅度达到厂家的设计值时，补偿绳防跳绳装置的电气安全装置动作，使得电梯无法继续运行。

第一次更换保险丝后，电梯可以正常运行，但转入检修后却出现保险丝熔断的现象。通过观察可以发现，电梯正常运行时抖动较小，补偿绳防跳装置的上下振动幅度较小，螺纹杆与导线的距离未直接接触，小幅度振动不会导致螺纹杆挤压到导线，所有没有出现故障。当转入检修状态时，电梯的提升高度较高，对重和补偿绳的质量较大，电梯在检修状态下启停的纵向振动幅度较大，补偿绳防跳装置螺纹杆上下振动的幅度随之变大。同时，由于导线底部有铁管做支撑受力点，这时螺纹杆可以挤压到导线与铜线发生接触，导致导线意外接地而熔断保险丝。

图4是电梯的安全回路图及相应注释（接地端未标出）。124是补偿绳防跳开关，F1/1A是装在XM5/1、XM5/2接入电源端的保险丝。防跳开关导线意外接触金属螺纹杆和铁管时会造成接地，回路通过接地端产生较大电流，导致F1/1A保险丝熔断，造成电梯无法运行。

4 法规分析

根据《电梯制造与安装安全规范 第2部分：电梯部件的设计原则、计算和检验》（GB/T 7588.2—2020）[1]要求，如果含有电气安全装置的电路接地或因接触金属构件而造成接地，应使电梯驱动主机立即停止运转或在第一次正常停止运转后防止电梯驱动主机再启动，恢复电梯运行只能通过手动复位。另外，根据《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001—2009）[2]附件A第2.10项，“所有电器设备及线管、线槽的外露可以导电部分应当与保护导体可靠连接”。对比现场检验情况，电梯安全回路按照图纸接线安装并进行接地保护。电梯补偿绳防跳开关导线由于意外与金属螺纹杆接触造成接地后保险丝熔断，切断了电梯主机的运转与再启动，可有效保护设备，所以应判定电梯符合标准要求[3-4]。

根据《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001—2009）附件A第2.11项要求，动力电路、照明电路和电气安全装置电路的绝缘电阻应当符合要求，如表1所示。补偿绳防跳开关的导线已经被切开，局部绝缘皮破裂露出铜线，可以判定电梯的电气绝缘不符合要求。针对现场情况，要求维保单位对补偿绳防跳开关导线的绝缘皮进行绝缘处理，同时固定铁管并错开螺纹杆的正下方。排查该楼盘其他同型号电梯发现，该批次电梯都是按该方法安装的补偿绳防跳开关。因此，要求维保单位上报厂家并改进这种布线方法，以防发生意外。图5为整改后的情况，维保单位固定铁管底部并将其移出螺纹杆下方，同时重新对导线进行绝缘处理[5]。

表1 电气绝缘要求

5 结语

电梯出现上述情况应属于较偶然的情况，主要在于新梯安装时安装人员对补偿绳防跳装置的上下振动范围预判不足，同时未有效固定装线的铁管，导致检修时补偿绳防跳装置振动过大而对线路造成剪切，最后导致故障的发生。笔者检验该型号的其他楼盘电梯时发现，很多补偿绳防跳开关也是按该方法安装的，未考虑到螺纹杆与铁管的位置，或者是安装人员安装铁管时未按安装工艺要求固定而导致案例的发生。此次意外应引起厂家和安装人员的注意。