一种电梯层门闭合开关快速检测装置

2023-10-12蔡燕

中国特种设备安全 2023年9期

蔡燕

（黄山市特种设备监督检验中心黄山 245000）

随着我国经济的快速发展和城镇化率的提高，电梯的数量持续保持高速增长。截至2021 年年底，全国登记的电梯总量已达到879.98 万台[1]，给人民群众的出行带来极大便利的同时也往往伴随着人身伤害，大多数的事故发生在门区，而门区事故多是由于维修人员为快速恢复电梯运行人为短接门锁装置造成[2]。因此对门锁装置的检验应当摆在十分重要的位置。

在TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》（以下简称检规）第2 号修改单实施以后进行安装监督检验的电梯虽已配置“门回路”检测功能，能够检出门回路短接的缺陷，但对于短接单个门锁开关的缺陷是无法检出的，如不及时排除隐患，将严重威胁乘客的生命安全。

电梯层门锁通常由主动门扇上的锁紧开关和从动门扇上的闭合开关组成，两者相互串接后再与其他层站门锁串联，构成门锁回路。当其中任何一个门锁开关断开时，电梯将不能正常运行。对层门锁紧开关有效性的检验是比较方便的，轿顶检修运行时，手动断开锁紧装置，观察电梯是否立即停止即可；对层门闭合开关的检验就不那么方便，要断开门闭合开关就需要先打开层门，由于此时门锁紧开关已断开，即使电梯不能运行也不能判断门闭合开关的有效性[3]。

检规给出门的闭合开关的检验方法为抽取基站、端站以及至少20%其他层站的层门，短接层门锁紧开关，打开层门，观察电梯能否运行[4]，该方法一般称为“短接法”，具有适用性广的优点，但缺点是需要2 人配合，短接和拆除过程费时，若短接时因疏忽大意将短接线同时触碰门锁和金属底座，可能导致门锁接地触发安全回路保险丝熔断，影响检测效率。除“短接法”外，业内人士还常用的方法是“隔离法”，检测方法为打开层门，人为用绝缘胶带包住层门闭合开关的触点，关闭层门，观察电梯能否运行，该方法的优点是检测速度快，对电梯无损伤，缺点是只适用于“插针式”结构的副门锁（见图1），不适用于“凸轮式”机构的副门锁（见图2）。对于“凸轮式”副门锁的检测通常采用第3 种方法即“拆除法”，检测方法为将副门锁固定螺丝松开，移走开关，关闭层门，观察电梯能否运行，缺点是重新安装时需要调整好位置，否则门锁容易接触不良，检测及安装过程耗费时间较长[5-7]。

图1 “插针式”结构副门锁

图2 “凸轮式”结构副门锁

1 门锁电路分析

图3 为典型的门锁回路图，为便于分析，图中省去了安全开关和轿门开关等。以2 层为例，打开层门，当不存在短接时（见图4），因2 层锁紧和2 层闭合开关均处于断开位置，因此节点3、节点4 之间无电势差；当2 层闭合开关被短接时（见图5），节点3、节点4 之间存在110 V 电势差。即通过判断层门锁紧开关两端的电压可以间接判断层门闭合开关是否被短接[3]。

图3 典型门锁回路图

图4 门闭合开关未短接时电路状态

图5 门闭合开关被短接时电路状态

2 需求分析

目前市场上的电梯门锁回路的设计电压有直流和交流之分，电压值从48 V 到220 V 不等，上述检测需要知道被检电梯门锁回路的电压值和交直流类型且与“短接法”有类似的缺点，检测不方便，因此需要一种能够既不需要区分被检电梯交直流类型，又能直接反映门锁紧开关是否有电压的装置，该装置对提高副门锁的检测效率和安全性有现实意义。

3 检测原理及元器件选型

本装置通过检测门锁紧开关两端的电压并通过指示灯的亮灭来反映门闭合开关的状态，设计电路如图6 所示。

图6 检测装置的电路图

3.1 门锁回路为直流电

当M1接直流电正极（＋），M2接直流电负极(-)时，电流经过50K 限流电阻，然后流经D4、D5和R1，最后经过高压二极管D6流回M2，所以绿色指示灯D4、D5一直亮起。因为二极管正向导通、反向截止的特性，电流无法经过D3流入D1、D2和R2，所以红色指示灯D1、D2不亮。当M2接直流电正极（＋），M1接直流电负极(-)时，电流经过D1、D2和R2，然后流经D3，最后经过50K 限流电阻流回M1，所以红色指示灯D1、D2一直亮起，绿色指示灯D4、D5不亮。

3.2 门锁回路为交流电

当M1接交流电L 极，M2接交流电N 极时，在交流电正半轴时，电流经过50K 限流电阻，然后流经D4、D5和R1，最后经过高压二极管D6流回M2，所以绿色指示灯D4、D5亮起。因为二极管正向导通、反向截止的特性，电流无法经过D3流入D1、D2和R2，所以红色指示灯D1、D2不亮。在交流电负半轴时，电流经过D1、D2和R2，然后流经D3，最后经过50K限流电阻流回M1，所以红色指示灯D1、D2亮起。因为二极管正向导通、反向截止的特性，电流无法经过D6流入D4、D5和R1，所以绿色指示灯D4、D5不亮。当M2接交流电L 极，M1接交流电N 极时，可类比分析。所以当检测交流电时，理论上D1、D2和D4、D5交替闪亮。因为交流电工频为50 Hz，人眼是无法辨别LED 是交替闪烁的，实际上在测试交流电时，会看到红色发光二极管D1、D2和绿色发光二极管D4、D5一直处于常亮状态。

3.3 元器件的选择

选择二极管D3、D6时，应考虑检测电路所能承受的最高反向电压，否则会导致二极管烧坏。该二极管为耐反向高压二极管，正向导通电压为1.3 V，正向最大电流为1 A，反向耐压为600 V，确保电路可以安全测量48 ～220 V 电压。红色发光二极管D1、D2，正向导通电压为1.8 V，最大正向电流为20 mA，绿色发光二极管D4、D5正向导通电压为2 V，最大正向电流为20 mA，LED 灯亮起表示电路中有电流通过[8-10]。电阻R1、R2用于调整电路最低检测电压。电阻R3为检测电路的限流电阻，当待检测电压范围为48 ～220 V时，将电路电流限制在0.8 ～4.4 mA 范围内，假设门锁回路电压为220 V，检测电路电流约为4.4 mA，R3上的功率约为0.968 W，理论上该电阻会发热严重，甚至会因为发热导致电阻烧断。所以R3选用金属壳功率电阻，增加散热性能，提高电路稳定性。M1、M2为触点端子，用于把门锁紧触点接入检测电路。

3.4 装置外形设计

为便于使用并兼顾安全，将检测装置PCB 板设计成图7 的形状，触点端子所在的前端部位窄而长，能够方便搭接在门锁紧触点上，指示灯设计在后端便于观察，铁壳电阻在外侧便于散热，下方的直柄便于握持。使用时打开层门，手持直柄将前端触点端子搭在两侧门锁紧触点上，如果有指示灯亮起，表示门闭合开关被短接，反之则表明无短接。