淺談電梯上行超速保護裝置的類別及試驗方法

馬曉東

關鍵詞：電梯 轎廂上行超速保護裝置 類別 試驗方法

電梯轎廂上行超速保護，顧名思義就是為了防止電梯上行運行時，由于各方面的原因導致電梯速度失控而形成的保護。電梯上行超速時，會引起嚴重的后果，輕則損壞設備，重則引起人員傷亡。在日常電梯的檢驗中，尤其是電梯的監督檢驗，一些人員往往對轎廂上行保護裝置認識不夠深刻，不能引起足夠的重視，從而留下了事故隱患。就此，筆者根據自己對標準的理解以及現場的檢驗情況對轎廂上行超速保護做如下總結，僅供大家參考。

1. 關于電梯轎廂上行超速保護裝置的規定

GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》中規定：曳引驅動電梯上應裝設符合條件的轎廂上行超速保護裝置。該裝置包括速度監控和減速元件，應能檢測出上行轎廂的速度失控，其下限是電梯額定速度的115%，上限是大于轎廂下行安全鉗動作速度但不超過該動作速度的10%，且應能使轎廂制停，或至少使其速度降低至對重緩沖器的設計范圍。

TSG T7001-2009 《電梯監督檢驗和定期檢驗規則—曳引與強制驅動電梯》中規定：當轎廂上行速度失控時，轎廂上行超速保護裝置應當動作，使轎廂制停或者至少使其速度降低至對重緩沖器的設計范圍；該裝置動作時，應該使一個電氣安全裝置動作。

實際上電梯界早在1985年就討論轎廂上行超速問題，轎廂中的乘客在向上超速時的危險要比向下超速時大，因為人的頭頂要比腳底耐沖擊能力差得多，所以電梯必須要設置上行超速保護裝置。關于上行超速保護裝置，在國家標準和檢驗規則中均被提及，所以新安裝電梯及經過重大維修改造后的電梯必須設置轎廂上行超速保護裝置。

2. 電梯上行超速保護裝置的類型

2.1 非永磁同步電梯（采用渦輪蝸桿傳動方式）的電梯上行超速保護裝置的類型

2.1.1非永磁同步電梯可能導致轎廂超速的原因

（1）制動系統失效

○1電氣部分失效。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》中規定：切斷制動器的電流至少應當用兩個獨立的電梯裝置來實現，當電梯停止運行時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開，最遲到下一次運行方向改變時，應當停止電梯再運行。在實際的檢驗過程中，手動模擬電梯制動器的接觸器粘連，電梯會發生向上溜車現象，而接觸器何時粘連是維修人員無法控制的，電氣失效必然會引起轎廂失控發生超速。

○2機械部分失效。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》中同樣規定：所有參與向制動論或盤施加制動力的制動器機械部分應當分兩組裝設。分兩組裝設即我們通常所說的制動器的雙彈簧、雙鐵芯設置。在實際的工作中，制動器會出現由于閘瓦磨損導致制動器的開閘間隙過大以及需要更換制動閘瓦的情況。當出現這一情況時，由于維修人員調整制動間隙或者更換制動閘瓦時的疏忽而造成未擰緊制動彈簧上螺絲所引起制動失效造成事故常有發生。

（2）渦輪蝸桿傳動機構的失效

雖然渦輪斷齒的情況很少發生，在全國發生的各類電梯事故中也并未聽說由于渦輪蝸桿傳動失效所發生的事故。但是，渦輪斷齒這一現象仍有可能發生。

（3）電機輸出軸斷軸引起的失效

經過更換電機后的電梯，在重新安裝電機時，有可能會發生電機輸出高速軸與渦輪蝸桿低速軸不同心的情況。如果出現這一情況，電梯運行時，軸端承受的扭矩要遠遠大于正常情況，輕則出現轎廂異常抖動，重則發生斷軸引起事故。

2.1.2非永磁同步電梯上行超速保護裝置類型

針對以上所分析的有可能引起轎廂上行超速的原因，在非永磁同步電機中，常見的轎廂上行超速有以下兩種形式：

（1）使用夾繩器作為轎廂上行超速保護裝置。大家都知道夾繩器動作時，是通過夾緊曳引鋼絲繩來使轎廂保持制動或者減速，其在動作時，通常有兩個電氣開關動作，一個是限速器上的上行電氣開關，一個是夾繩器上的電氣開關。該動作原理滿足國標以及規則的規定，是非永磁同步電機理想的也是廣泛采用上行超速保護裝置。

（2） 使用上行安全鉗作為上行超速保護裝置。這種設置方式常見日立公司生產的GVF系列電梯上。其原理和轎廂下行安全鉗原理一致。當發生上行超速時，利用限速器觸發安全鉗使得安全鉗的彈性元件夾持在導軌上使轎廂制動。由于配置雙安全鉗的電梯價格通常比配置夾繩器電梯的價格昂貴，所以該種方式并未得到廣泛應用。

2.2 永磁同步電梯上行超速保護的類型

2.2.1電動機采用封星技術的永磁同步電梯

所謂封星，即將永磁同步電梯的三相繞組短接，使電動機內三相繞組線形成一個獨立的電氣回路。當運行的曳引機因失電而停止運行時，假使制動器由于某種原因不能將電梯制停，電梯在原有初速度并失去驅動轉矩，對重側由于重力的作用做自由落體運動，進而引起電梯上行超速。此時，電梯將帶動永磁同步電機旋轉，使電動機內靜止的三相繞組線切割磁感線產生感應電動勢，這時封星接觸器已將三相繞組線短接而在電動機內部形成了一個獨立的電氣回路，在電樞繞組回路中引起感應電流，該電流在電動機永磁體磁場作用下產生電磁力矩，企圖帶動電樞組隨永磁體一起旋轉。同時，該力矩的反力矩作用在轉子永磁體上，力圖使轉子永磁體與釘子電樞繞組一起停止運轉，顧是一個制動力矩。大家都知道，平衡有兩種狀態即靜止和勻速直線運動。當制動力矩與拖動轎廂向上運動時的重力力矩相同時或者制動力矩大于拖動力矩時，在初速度的作用下，轎廂或保持勻速直線運動或減速慢性。所以，在采用封星技術的永磁同步電機上，超速是不可能發生的，即認為其滿足標準要求。

2.2.2電動機未采用封星技術的永磁同步電梯

該類型電梯的上行超速保護是通過斷開限速器上的電氣開關斷開安全回路，同時制動器動作，使電梯停止運行，避免上行超速。

3. 電梯上行超速裝置的試驗方法

首先應查閱電梯上行超速保護裝置的型式試驗，其次查看驅動主機上是否設置了上行超速保護裝置的銘牌以及銘牌上的內容是否符合要求。再次，查看電梯控制柜內是否有生產廠家提供的上行超速保護試驗方法。當控制柜內未張貼上行超速保護試驗的方法時，可采取如下方法：

3.1非永磁同步電機的上行超速保護試驗方法

3.1.1 采用夾繩器作為上行超速保護的試驗方法

一般采用夾繩器作為上行超速保護裝置有兩種形式。一種是機械式，一種是電氣式。機械式即是采用雙向限速器通過向上運動的棘爪卡住棘輪，進而帶動拉升鋼絲繩拉動夾繩器上的頂桿裝置使夾繩器動作。電氣式即是采用電磁鐵、電磁繼電器、安全開關配合使用，該方式的夾繩器使用單向限速器，但必須設置兩個電氣開關。當上行超速時，上行安全開關動作，電磁繼電器失電，電磁體失電使得夾繩器動作。對于機械式夾繩器，其試驗方法和進行限速器—安全鉗聯動試驗一致，即人為動作限速器上行棘爪，觀察夾繩器動作情況。對于電氣式夾繩器，人為動作上行安全開關，觀察夾繩器動作情況。

3.1.2 采用上行安全鉗作為上行超速保護的試驗方法

采用該裝置的試驗同進行下行限速器—安全鉗聯動試驗一致，這邊不做過多贅述。

3.2永磁同步電梯的上行超速保護試驗方法

對于永磁同步電梯，首先應判斷該臺電梯電動機封星與否。可以查閱電氣原理圖。在電氣原理圖未標識的情況下，可將電梯開至井道底部，人為進行松閘溜車試驗。當電梯以慢速向上運行時，即該臺電梯采用了封星技術。當電梯飛車時，即該臺電梯未采用封星技術。

3.2.1 采用封星技術永磁同步電梯的上行超速保護試驗方法

采用封星技術的電梯，只需確定其封星功能，具有了封星功能，即認為其符合上行超速保護功能。

3.2.2對于未采用封星技術永磁同步電梯的上行超速保護試驗方法

對于該類型的電梯，人為將電梯開至井道底部，將電梯切換至檢修狀態，人為捅住運行接觸器與抱閘接觸器的主觸頭，模擬該兩個接觸器粘連。此時，電梯向上快速運行，觀察限速器安全開關是否動作以及制動器是否能可靠制停電梯。

4. 結語

在本文中，筆者分析了轎廂上行超速的可能性以及轎廂上行超速保護裝置類型以及試驗方法，在一般情況下，檢驗人員應遵守廠家提供的試驗方法進行試驗。以上所列方法只是通過與大家共同探討，以期對上行超速保護裝置有個更全面的了解。

5. 參考文獻：

[1] GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》

[2]《淺談電梯轎廂上行超速保護裝置的設置》徐華忠

[3]《封星技術在永磁同步曳引機中的應用》劉中華