電梯應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計及運行管理

陸 歡

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究員宜興分院，江蘇 宜興 214221）

在高層建筑快速發(fā)展背景下，電梯量需求不斷增加。安全是電梯運行的重要技術(shù)指標，因此要求相關(guān)部門必須做好電梯應(yīng)急措施，才能確保電梯安全運行。隨著電梯應(yīng)急系統(tǒng)在電梯運行中的應(yīng)用，其在電梯故障或者停電狀態(tài)下，能夠通過逆變電源為電梯供電，使電梯能夠達到平層，并確保乘客安全。本文就電梯應(yīng)急系統(tǒng)運行原理進行簡要分析，并提出系統(tǒng)設(shè)計及其運行管理措施。

1 電梯應(yīng)急系統(tǒng)運行原理

在電網(wǎng)正常情況下，電梯應(yīng)急系統(tǒng)則會被旁路，將電能提供給電梯運行系統(tǒng)。通過控制變頻系統(tǒng)對電梯進行有效控制，同時使曳引機能夠驅(qū)動運轉(zhuǎn)，在鋼絲繩和曳引輪相互作用下，對重裝置與帶動轎廂間會進行相對運動，即轎廂呈上升狀態(tài)時，對重裝置則會下降，而轎廂呈下降狀態(tài)時，對重裝置則會上升。通過對電梯曳引機運行方向進行控制，即能夠?qū)I廂的升降方向進行控制，而對曳引機運行速度控制，即能夠?qū)I廂的升降速度進行控制。在電網(wǎng)故障情況下，電梯應(yīng)急系統(tǒng)會將電梯運行系統(tǒng)與電網(wǎng)間連接點斷開，并向曳引機、變頻系統(tǒng)、門機系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等提供電能，并依據(jù)應(yīng)急系統(tǒng)與控制體系間連接線路及信號，采取有效的應(yīng)急救援措施。應(yīng)急系統(tǒng)與控制體系間連接線路及信號主要由24V的信號電源所提供，而信號端主要為COM，主要對回路、控制系統(tǒng)、變頻故障燈進行檢修。因控制系統(tǒng)內(nèi)的相序性繼電器能夠?qū)﹄娋W(wǎng)狀態(tài)進行實時監(jiān)測，所以當電網(wǎng)出現(xiàn)停電或者缺相故障時，能夠及時將故障信息反饋到控制系統(tǒng)，使故障電梯處于停運狀態(tài)。為了防止上述現(xiàn)象產(chǎn)生，在電梯應(yīng)急系統(tǒng)在使用前，必須通過短接方式將相序性繼電器有效輸出，才能保證應(yīng)急系統(tǒng)正常運行。在應(yīng)急系統(tǒng)使用時，必須在控制系統(tǒng)中設(shè)置檢修信號。當電梯呈檢修狀態(tài)，則利用外部信號對電梯運行狀態(tài)進行控制，并依據(jù)應(yīng)急系統(tǒng)信號，選擇適宜的應(yīng)急救援方案。

2 電梯應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計要點

2.1 逆變器設(shè)計

（1）主回電路。主回電路主要采用的是單相性全橋型結(jié)構(gòu)，將SPWM作為主要調(diào)節(jié)方式，能夠使DC/AC實現(xiàn)逆變，圖1為主回電路示意圖。SPWM波存在的諧波具有一定的負載，通過設(shè)置相應(yīng)的濾波器，能夠?qū)⒉糠种C波分量有效消除。逆變器系統(tǒng)能夠選擇兩個通過率較低的濾波器，但由于變壓器存在一定漏感反應(yīng)，使電感值有所降低，所以應(yīng)將濾波器的主回電路設(shè)計為Lf=4mH，Cf=4uf。

圖1 主回電路示意圖

（2）控制電路。控制電路與逆變器運行可靠性密切相關(guān)，因此在電梯應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須對其控制電路匹配度進行充分考慮。通常情況下，電梯應(yīng)急系統(tǒng)逆變器控制電路主要采用的是IR2110芯片，這種型號芯片有兩條高壓通道，能夠同時控制上橋臂和下橋臂。但是由于IR2110芯片無任何電隔離措施，所以需要配備6N137型號的高速光耦，其運行速度能夠達到10MBit/s，滿足逆變器系統(tǒng)運行要求。為了實現(xiàn)逆變器輸出閉環(huán)控制功能，逆變器系統(tǒng)必須對交流電壓與電流數(shù)據(jù)進行實時采集。本研究系統(tǒng)采用的是ADC型的控制器，其有兩條通道，需經(jīng)由多路開關(guān)來選擇適宜的數(shù)據(jù)，然后再經(jīng)由ADC接口完成轉(zhuǎn)換。通過隔離形式，并在互感器輔助下完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

2.2 充電器設(shè)計

充電器電路主要采用的是Buck型結(jié)構(gòu)，主要通過四種不同方式向蓄電池提供電源，即恒流方式、涓流方式、浮充方式及恒壓方式，圖2為充電器電路設(shè)計示意圖。交流電源通過變換器AC／DC，能股成為直流電源，向蓄電池提供電能。CPU能夠?qū)ψ儞Q器DC／DC進行控制，向鉛酸型蓄電池提供電能，并對蓄電池電流、電壓進行檢測，同時依據(jù)檢測反饋信息，按照控制計算要求，對變換器DC／DC進行有效調(diào)節(jié)。

圖2 充電器電路設(shè)計示意圖

3 電梯應(yīng)急系統(tǒng)運行管理措施

在電梯出現(xiàn)故障或者需要搶修時，電梯應(yīng)急系統(tǒng)方可應(yīng)用，且其配套設(shè)備均需設(shè)置在電梯井道內(nèi)。為了確保電梯應(yīng)急系統(tǒng)安全運行，要求相關(guān)部門必須加強應(yīng)急系統(tǒng)運行管理工作，采取有效的管理措施，具體表現(xiàn)在：

（1）做好人員應(yīng)急組織工作。管理部門應(yīng)依據(jù)電梯應(yīng)急系統(tǒng)運行情況，制定具體的應(yīng)急方案和計劃，并明確每個管理人員的職責，同時電梯應(yīng)急救助和通訊設(shè)備都必須配備齊全，才能提高電梯應(yīng)急系統(tǒng)運行安全性和可靠性。

（2）加強電梯保養(yǎng)與維修工作。通過對電梯運行狀態(tài)進行密切監(jiān)查，并與相關(guān)部門簽訂電梯保養(yǎng)與維修合同，明確電梯故障維修部門職責，使其能夠參與到電梯保養(yǎng)、維修與應(yīng)急救助工作中。而電梯故障維修部門必須制定完善的應(yīng)急維修制度和方案，合理配置維修人員和應(yīng)急救助設(shè)備，當電梯緊急故障時，能夠及時趕到事故現(xiàn)場，并進行緊急救援。

（3）確保應(yīng)急吊籃處于良好運行狀態(tài)。在電梯日常運行過程中，應(yīng)急吊籃需置于電梯井道的底部，并對其進行有效固定，避免其進入到電梯運行范圍，并將應(yīng)急吊籃電源切斷。當電梯發(fā)生事故，難以進入到相應(yīng)的轎頂，或者電梯乘客被困，且應(yīng)急救援難度較大時，才能使用應(yīng)急設(shè)備。在吊籃應(yīng)用過程中，電梯電源應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，避免電梯突發(fā)運行，危及人們生命安全。同時要求操作者必須具有熟練的操作技能，并做好必要的防護措施。

4 結(jié)語

電梯應(yīng)急系統(tǒng)主要以能源供電為主，能夠?qū)㈦娞莨收舷埠梅答伣o電梯控制系統(tǒng)，并對電梯運行狀況進行有效控制，確保電梯乘客安全。同時通過對電梯應(yīng)急系統(tǒng)運行狀況進行管理，明確每個管理人員職責，使電梯運行安全性得到有效提高。