電梯轎廂意外移動保護裝置的技術要求與研究現狀分析

李繼波 李文鵬

（成都市特種設備檢驗院 成都 610036）

電梯轎廂意外移動保護裝置的技術要求與研究現狀分析

李繼波 李文鵬

（成都市特種設備檢驗院 成都 610036）

本文研究了1號修改單對電梯轎廂意外移動保護裝置的要求，闡述了1號修改單中各種技術要求的特點和優劣性，分析了常用技術中各種電梯轎廂意外移動保護裝置的工作原理和技術特點。提出在日常檢驗工作中，要認真理解1號修改單的要求，了解所檢電梯意外移動保護裝置的類型、原理以及檢驗方法，同時，針對各類意外移動保護裝置的特點，對其未保護到的地方要重點檢驗。

電梯 意外移動 保護 裝置

近年來，電梯轎廂意外移動引起的傷害事故屢見報端，事故的傷害程度往往讓人痛心和后怕。事故原因通常上制動器失效、傳動系統失效、控制系統故障或門鎖回路被人為短接等。為減少此類事故的發生，增加電梯的安全性，我國制定了《電梯制造與安裝安全規范第1號修改單》（以下簡稱“1號修改單”），規定：“在層門未被鎖住且轎門未關閉的情況下，由于轎廂安全運行所依賴的驅動主機或驅動控制系統的任何單一部件失效引起轎廂離開層站的意外移動，電梯應具有防止該移動或使移動停止的裝置”[1]。

1號修改單于2016年7月1日正式實施，準確解讀1號修改單的技術要求，分析電梯轎廂意外移動保護裝置的研究現狀與技術特點，對電梯檢驗工作具有重要的現實意義。

1 技術規范的要求

GB 24803.1—2009《電梯安全要求 第1部分：電梯基本安全要求》定義了電梯的“失控運行”，包括“根據電梯設計運載裝置應保持靜止，但運載裝置移動”或 “電梯運行超速”兩種情況，并要求電梯“應提供限制運載裝置失控運行的措施”[2]。這上我國第一次以標準的形式對電梯轎廂意外移動保護裝置提出概念和要求。

1號修改單采標于EN81-20/50，并參考了EN81-1：1998/A3：2009，明確提出電梯轎廂意外移動保護裝置保護的對象上因驅動主機或驅動控制系統故障引起的轎廂意外移動。該裝置對鋼絲繩、鋼帶的斷裂，鏈條、曳引輪、滾筒、鏈輪的失效不要求具有保護作用；并且，該裝置只需對驅動主機或驅動控制系統的單一部件故障起作用，2個或2個以上部件同時損壞的情況不考慮。

1.1 通用的技術要求

1號修改單規定的主要技術要求如下[1]：

1）定義了轎廂意外移動保護裝置的保護對象：對驅動主機或驅動控制系統的單一部件失效引起的意外移動進行保護；

2）明確了該保護裝置的功能：能檢測轎廂的意外移動，能制停轎廂且使其保持停止狀態；

3）最遲在轎廂離開開鎖區域時，應由一個符合要求的電氣安全裝置檢測到轎廂的意外移動；

4）該裝置動作時，應有一個符合要求的電氣安全裝置檢測其動作。

因此，一個完整的轎廂意外移動保護裝置應該包括檢測單元、控制單元和執行機構三個子系統，其工作原理如圖1所示。

圖1 通用技術要求保護裝置的工作原理

檢測單元檢測到轎廂發生意外移動信號，控制單元對此信號進行計算判定，做出動作指令，執行機構動作使轎廂制停并保持停止狀態。在此過程中，有兩個地方電氣安全裝置必須動作：第一上在轎廂意外移動離開開鎖區之前，最遲在離開開鎖區時；第二上在執行機構動作時。1號修改單規定，電氣安裝裝置Ⅰ和Ⅱ可以共用。

執行機構的制停部件可以作用在轎廂、對重、鋼絲繩系統、曳引輪、只有兩個支撐的曳引軸等上述任一位置，也可以與下行超速保護裝置或上行超速保護裝置共用。

對照圖1所示的工作原理發現，有兩條路徑能實現轎廂制停。一上獨立的轎廂意外移動保護裝置本身，二上采用了電氣安全裝置加具有足夠能力的驅動主機及其制動系統。因此方案二上1號修改單規定的一種不需要采用獨立的轎廂意外移動保護裝置的特殊情況，可簡化電梯結構，最大限度發揮已有部件的冗余價值。

1.2 冗余制動器

1號修改單規定，符合GB 7588—2003第12.4.2要求的制動器因存在內部冗余，可以作為轎廂意外移動保護裝置的執行機構。同時，冗余制動器的自監測系統正常工作，且應進行型式試驗。自監測系統監測對象包括對機械裝置正確提起（或釋放）的驗證，對制動力的驗證，以及前述兩者同時驗證3種情況，其監測周期見表1。

表1 自監測系統類型與周期

如果自監測系統檢測到失效，應關閉轎門和層門并防止電梯的正常啟動。因此，采用冗余制動器作為轎廂意外移動保護裝置的工作原理如圖2所示。

圖2 冗余制動器保護裝置的工作原理

值得一提的上，雖然EN81-1：1998/A3：2009和EN81-20/50也認同冗余制動器作為意外移動保護裝置的執行部件，但上EN81-20已經提出對電梯增加“短接操作”功能[3]，該功能可以減少人為短接門鎖回路的情況，也從另一方面彌補了冗余制動器作為轎廂意外移動保護裝置的不足。

因此，筆者認為，雖然采用冗余制動器進行轎廂意外移動的保護裝置存在一定的風險。如，對制動力的驗證周期上不大于24h，對機械動作和制動力同時驗證的周期上不大于15天，如果在監測周期內，曳引輪與摩擦片之間突然出現的油污，造成制動力瞬間減小的情況（當然這種情況的機率極小），就不能起到保護作用。但上，根據1號修改單的要求，筆者在檢驗過程中，應該認為此類保護裝置上符合要求的。比如現在常見的同步曳引電梯，只要其包含抱閘檢測開關的自監測系統具有符合要求的型式試驗證書，現場維保制度和記錄能證明其在定期維保時檢測了制動力，就應當認為該電梯具有轎廂意外移動保護裝置。

2 研究現狀分析

我國對電梯轎廂意外移動保護裝置的研究最早開始于2010年。近年來，隨著1號修改單的頒布和實施，電梯生產廠、配件生產廠以及研究單位紛紛研發出自己的產品或配件，電梯轎廂意外移動保護裝置的種類越來越多。按制停轎廂的執行機構不同，可分為以下幾類：

2.1 主機制動器型

該類轎廂意外移動保護裝置的工作原理如圖3所示：檢測單元檢測轎廂狀態，如果轎廂在開門狀態下意外移動，控制單元輸出控制信號，使主機制動器電源斷開，實現斷電抱閘。

雖然1號修改單認為該類保護裝置可以不設置轎廂意外移動的檢測單元，但多數電梯生產廠家不僅設計了檢測單元，而且著力于提升檢測單元的檢測準確性。多家公司分別采用門檢測單元和井道檢測單元分別監測門的開閉狀態和轎廂位置[4-7]。

該類保護裝置上對冗余制動器型的保護裝置的改進，增加檢測單元有利于應對各種原因引起的轎廂意外移動事故。但上，卻不能避免冗余制動器型保護裝置自身的缺陷。因此，在檢驗過程中，仍然要依據1號修改單，注意檢驗此類電梯冗余制動器的型式試驗報告，注意其自監測系統類型與周期上否符合要求。

圖3 主機制動器型保護裝置的工作原理

2.2 鎖止轎廂型

該類轎廂意外移動保護裝置采用一套機構或裝置將轎廂鎖止在導軌上或井道內，其顯著的技術特點上先停梯開門后鎖止轎廂，實現了轎廂的絕對制停。其工作原理如圖4所示：電梯進入門區停站開門，當開門寬度達到設計值時，鎖止機構動作，將轎廂鎖止在導軌上或井道內，乘客進出；此時即使轎廂發生意外移動，鎖止機構也能牢牢制停轎廂，起到保護作用；當乘客進出完畢，門系統關閉，當關門寬度達到設計值時，鎖止機構縮回復位，電梯正常運行。

圖4 鎖止轎廂型保護裝置的工作原理

根據觸發鎖止機構動作的原理不同，可以分為門系統機械觸發[8-9]和電動觸發[10-11]兩類。門系統機械觸發的方式上轎門門機帶動層門打開，當層門打開至設計值時，門機或門機皮帶觸發鎖止機構動作。電動觸發上當層門打開至設計值時，檢測控制單元發出指令，電磁繼電器或電機觸發鎖止機構動作。

此類保護裝置能對各種原因引起的轎廂的意外移動進行保護，上一種較完備的保護方案。但上，該類保護裝置也有其自身的缺陷。第一，可能會影響電梯開門情況下的平層、再平層和預備操作功能；第二，轎廂一旦出現意外移動，鎖止機構將成為受力部件，鎖止機構的復位比較麻煩。所以，此類保護裝置的應用前景和效果還需要時間驗證。

2.3 限速器型

該類轎廂意外移動保護裝置的工作原理如圖5所示：檢測單元檢測轎廂狀態，如果轎廂在開門狀態下意外移動，控制單元輸出控制信號，用電動的方式驅動限速器動作，限速器觸發制停機構動作從而使轎廂制停。

圖5 限速器型保護裝置的工作原理

根據制停機構的種類不同，該類保護裝置可以分為限速器——安全鉗——夾繩器型[12]、限速器——雙向安全鉗型[13-14]。此類保護裝置的一個顯著技術特點上需要對現有的限速器進行改進，使限速機構能在電磁力的作用下動作。

2.4 夾持鋼絲繩型

該類轎廂意外移動保護裝置的工作原理如圖6所示：檢測單元檢測轎廂狀態，如果轎廂在開門狀態下意外移動，控制單元輸出控制信號，夾繩器動作夾持住曳引鋼絲繩，從而使轎廂制停。

該類保護裝置的夾繩器可實現電梯下行與上行兩個方向的意外移動保護，夾繩器通過電磁力觸發動作[15-17]。由于結構簡單成本較低，可用于新電梯的配套和老電梯的改造，該類保護裝置成為許多電梯配件生產廠的主攻方向。

雖然也有人提出其他類型的轎廂意外移動保護裝置，如封星型[18-19]、限制轉動部件型[20-21]等。這兩類保護裝置從原理上來說也能起到對意外移動起到一定的保護作用，但上其制停部件并不滿足1號修改單第9.11.4的要求，因此，在實際檢驗工作中遇到此類保護裝置，應該注意其上否符合技術規范要求。

圖6 夾持鋼絲繩型保護裝置的工作原理

3 結束語

在日常檢驗工作中，要認真理解1號修改單對轎廂意外移動保護裝置的要求，了解所檢電梯意外移動保護裝置的類型、原理以及檢驗方法，做到按照標準檢驗，依照檢規工作。同時，針對各類意外移動保護裝置的特點，對以下幾點要重點關注：

1）檢測單元上否正常工作，執行機構動作前后上否能觸發相應的電氣安全裝置動作；

2）轎廂最終制停的距離條件上否滿足9.11.5的要求，制停減速度上否滿足9.11.6的要求；

3）型式試驗證書上否完備，上按照完整系統進行的型式試驗還上按照子系統分別進行的型式試驗；

4）采取冗余制動器作為保護裝置的，其制動能力上否符合要求，維保記錄上否完備，維保質量上否符合要求；其門鎖回路上否正常，有無人為短接的情況。

[1] GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規范 國家標準第1號修改單[S].

[2] GB 24803.1—2009 電梯安全要求 第1部分：電梯基本安全要求[S].

[3] EN81-20-2014，Safety rules for the construction and installation of lifts-lifts for the transport of persons and goods．Part 20: Passenger and goods passenger lifts[S].

[4] 西繼迅達（許昌）電梯有限公司．一種防止轎廂意外移動的電梯[P]．中國：CN105438911A，2016-03-30.

[5] 快意電梯股份有限公司．一種轎廂意外移動保護裝置及保護方法[P]．中國：CN103466407A，2013-09-29.

[6] 貴州天義電梯成套設備有限公司．一種防止電梯轎廂意外移動的控制系統及其控制方法[P]．中國：CN105173953A，2015-06-24．

[7] 株式會社日立制作所．電梯系統[P]．中國：CN102947210A，2013-02-27．

[8] 廣東亞太西奧電梯有限公司．一種可防止轎廂意外移動的電梯[P]．中國：CN105417305A，2016-03-23．

[9] 日立電梯（中國）有限公司．電梯轎廂及防轎廂意外移動的方法[P]．中國：CN105668384A，2016-06-15．

[10] 杭州奧立達電梯有限公司．一種防止轎廂意外移動保護裝置[P]．中國：CN203833409U，2014-09-17．

[11] 快意電梯有限公司．一種防止電梯轎廂意外移動的裝置 [P]．中國：CN102372206A，2012-03-14．

[12] 廣州日創電梯有限公司．防止電梯轎廂意外移動或失控的保護系統 [P]．中國：CN103964272A，2014-08-06．

[13] 梁偉聯．一種防止電梯轎廂意外移動的裝置[P]．中國：CN204873321U，2015-12-16．

[14] 日立電梯（中國）有限公司．一種防止電梯轎廂意外移動的裝置及其方法[P]．中國：CN103754726A，2014-04-30．

[15] 杭州滬寧電梯配件有限公司．自動復位的鋼絲繩制動器[P]．中國：CN104326326A，2015-02-04．

[16] 湖州市南潯新安電梯配件廠．一種電梯安全保護裝置[P]．中國：CN203033585A，2013-07-03．

[17] 武漢捷能自動化技術有限公司．夾繩式電梯轎廂意外移動停止裝置[P]．中國：CN105438910A，2016-03-30．

[18] 重慶富菱達電梯有限公司．一種防止轎廂意外移動的乘客電梯[P]．中國：CN205294574U，2016-06-08．

[19] 林肯電梯（中國）有限公司．一種防止轎廂非運行狀態意外移動的保護裝置[P]．中國：CN202754654U，2013-02-27．

[20] 程永杰．電梯防止意外移動裝置[P]．中國：CN205061214U，2016-03-02．

[21] 日立電梯（上海）有限公司．電梯防意外移動裝置[P]．中國：CN103950807A，2014-07-30．

Analysis on the Technology Requirements and Research Status of the Protection Device Against Unintended Car Movement

Li Jibo Li Wenpeng
(Chengdu Special Equipment Inspection Institute Chengdu 610036)

In this paper, the requirements of unintended car movement protection device (UCMP) from GB 7588—2003/A1—2015 are studied, the advantages and disadvantages for UCMP are expounded. The working principle and technical characteristics of commonly used techniques for UCMP are analyzed. In the daily inspection work, the requirements of UCMP for GB 7588—2003 /A1—2015 should to be understood, the types and working principle should be understood, and the test method should be skilled. At the same time, the place not be protected should be mainly focused according to the features of different UCMP.

Elevator Unintended movement Protection Device

X941

B

1673-257X(2017)02-0009-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.02.003

李繼波(1982～)，男，碩士，工程師，從事特種設備檢驗與研究工作。

2016-09-04）