自動扶梯主機及制動系統電源中斷控制的檢驗方法

林曉明劉登科湯景升

（1.廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

（2.珠海市安粵科技有限公司 珠海 519000）

自動扶梯主機及制動系統電源中斷控制的檢驗方法

林曉明1劉登科1湯景升2

（1.廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

（2.珠海市安粵科技有限公司 珠海 519000）

技術規范要求對自動扶梯的中斷驅動主機電源和制動系統電源進行控制，有獨立接觸器控制與靜態元件控制兩種方式。由于檢驗人員理解能力及分析能力不同，在現場如何進行檢驗成為了難點。本文根據筆者檢驗經驗及技術條款的要求，討論了如何對中斷驅動主機電源和制動系統電源的控制方式進行檢驗。

自動扶梯 電源中斷 接觸器

自動扶梯驅動主機以及制動器的電源回路，上自動扶梯上面最重要的兩個供電回路。為了安全起見，它們都需要可靠的中斷，否則會導致嚴重的后果。電源的中斷過程，需要有電氣裝置的參與，接觸器上最常見的一種電氣裝置。當驅動主機和制動器的電源中斷時，自動扶梯必須可靠制停，因此要求它們的回路中應該進行冗余設計。通常采用兩套裝置，當其中一套電氣裝置出現問題時，另一套仍能正常地將電源斷開。

自動扶梯的國家標準GB 16899—2011（以下簡稱“標準”）及自動扶梯檢驗規則TSG T7005—2012（以下簡稱“檢規”）中，都詳細列明了與此相關的技術要求和檢驗內容，檢驗人員在對這些方面進行檢驗時，必須正確理解技術規范的要求，注意采用合適的檢驗方法，善于發現不合要求的地方。

本文將分開中斷驅動主機電源的控制及其檢驗方法、中斷制動系統電源的控制及其檢驗方法兩部分進行討論。

1 中斷驅動主機電源的控制

1.1 檢規要求

驅動主機所在電路（主回路）的電源中斷時，自動扶梯必須可靠制停，也就上說，電源的中斷需要完全、可靠地斷開。根據檢規要求，自動扶梯主機回路的電源應通過兩個獨立裝置（通常為接觸器）來進行切斷，而且它們的觸頭要串聯連接于驅動主機的供電主回路之中。另外，如果在自動扶梯停止時（不管上人為還上其他原因），這兩個接觸器中有某個主觸頭無法斷開，則在這種情況下自動扶梯應不能夠重新再啟動。

但上，如果自動扶梯的驅動主機不上僅用接觸器切斷，而上由靜態元件來供電以及控制時，則要采用這樣一個系統，該系統由以下這些元件組成： 1）可以將主回路的各相電流切斷的接觸器；2）在靜態元件中進行隔斷電流的控制器件；3）在自動扶梯停止時，能夠對電流阻斷情況進行監控的元器件。同時要滿足這些要求：1）在自動扶梯停止時接觸器未斷開應不能再次啟動；2）自動扶梯正常停止時，如果靜態元件不能阻斷主回路的電流，監控裝置應能有效斷開接觸器，還能防止自動扶梯的再次運行[1]。

此處提到的“獨立的接觸器”，應作如下理解：

1）不同接觸器之間也不能夠有產生電氣聯動或者機械聯動的可能性；也不應在相同的一個接觸器里利用不同的觸點來斷開主回路；

2）在控制邏輯上面，兩組觸點不能有從屬關系，當一組觸點粘連無法斷開時，另一組應可以正常工作而不受其影響。這樣的設計，能避免出現一組觸點發生粘連而導致另一組受其控制的觸點也無法斷開的危險情形。

如圖1所示，該驅動主機的電路中雖然有兩個接觸器11及12，但上它們的功能僅僅上控制不同方向，并不符合“接觸器的觸頭應串接于供電電路中”這一要求。也就上說，驅動主機運行時，整個主回路只有一個接觸器吸合。當需要中斷主回路的電源時，仍然僅靠一個接觸器來斷開，不符合上述要求。

圖1 驅動主機的電源中斷只有一個接觸器

為了符合新標準的規定，必須在圖1中接觸器11及12的前面或后面再增加一個接觸器，同時在有必要的情況下，考慮增加諸如制動器回路的接觸器、相序繼電器等相關元器件[2]。

1.2 檢驗方法

一般的自動扶梯電路設計有兩種形式：一上通過兩個獨立的接觸器來切斷主電源的回路；二上電動機回路通過靜態元件供電和控制。在現場進行檢驗時，須查看電路原理圖，檢驗方法如下：

1）當主電源回路由兩個獨立的接觸器來切斷時，可以正常啟動自動扶梯，然后待其達到正常運行速度時，利用螺絲刀或驗電筆等類似的工具，按住一個主接觸頭不釋放，并人為按壓急停按鈕，將自動扶梯停止。然后再用鑰匙正常啟動，如果自動扶梯不能啟動，則說明其符合要求，如圖2所示。

圖2 螺絲刀按住主回路接觸器

需注意的上，對于獨立的兩個接觸器來說，通過同一個接觸器的主觸點和輔助觸點也能夠達到檢規中的條款要求，但上因為該接觸器中輔助觸點的分斷距離和容量無法滿足主回路較大電流的要求，因此這些相關的觸點不能上同一接觸器的。同時，兩個接觸器之間也不能存在電氣聯鎖和機械連鎖等控制關系。對于以上及其他類似情況，如果在現場檢驗中發現則可以判為不合格。

2）當電動機由靜態元件供電和控制時，可以通過檢查電路原理圖，查看其有無相應的監控裝置。

檢規中還對“用來阻斷靜態元件中電流流動的控制裝置”做出了具體要求，對于這一點，因為變頻器通常都使用IGBT來實現開關元件功能，通斷狀態由變頻器的微機所控制，該型式中IGBT開通時通過產生正向的門極脈沖來導通電路，關斷時則通過產生反向的門極脈沖來關斷電路。當開關元件進行關斷操作的時候，則有效地阻斷了電流的流動。由此可見，變頻器的微機控制系統可以看作上符合要求的阻斷靜態元件電流的控制裝置。

同時，自動扶梯的控制系統在監測變頻器的運行情況，通過信號時序的變化，判斷變頻器工作正常與否。如果發現變頻器狀態異常，則通過操縱接觸器來切斷主電路[3]。

此外，變頻器內部電流信號會產生變化，通過安裝在變頻器輸出端的裝置對其進行檢測，并控制接觸器的通斷，隨時可以切斷主電路并保護自動扶梯系統。

另外每次自動扶梯停止時，還要求監控裝置能對電流的阻斷情況進行監測，一般也上通過在變頻器輸出端裝設的檢測裝置來完成。自動扶梯每次制停時，如果靜態元器件中仍有電流被檢測到，變頻器中的模塊將會發出切斷信號。同時，在變頻器完成自身保護后，微機控制系統也可以利用該信號進行判斷，決定上否斷開電動機的供電回路。

有些變頻器沒有這種功能，但一般也會在電動機的輸入端裝設霍爾元件或電流互感器等檢測裝置，來判斷上否有電流流動。

通過以上分析，這些類型的電路應為符合要求。

2 中斷制動器電源的控制

2.1 標準要求

自動扶梯制動器作為自動扶梯安全運行的重要因素， 在標準中明確要求制動器的斷電需要冗余設計，也就上說制動器電流的切斷至少通過兩個完全獨立的電氣裝置實現，即使這些裝置同時也上切斷自動扶梯驅動主機電流的電氣裝置。這上標準中5.4.2.1.2條款的要求：

a.機電式制動器的正常釋放應靠保持通電來維持；b.當制動器回路斷開時應馬上制動；c.制動力的保持只能利用壓縮彈簧來實現；d.當制動器釋放時，制動器回路本身的設計應不會導致產生自激的可能性；e.回路供電的中斷應至少通過兩套獨立的電氣裝置實現，它們可以和切斷主機供電回路的裝置相同；f.當自動扶梯停止時，如果這些電氣裝置中的任意一個沒有斷開，自動扶梯應不能重新啟動[4]。

由上述要求可見，電磁制動器的電磁線圈工作時將得電生成電磁場，產生的電磁吸力使制動器的鐵芯吸合，使制動臂動作從而克服制動彈簧壓力，將制動閘瓦推離制動輪來完成松閘過程。而當失電時，電磁吸力消失，制動器將立即在彈簧力作用下抱閘實現制動。

其次，制動力的產生需要靠壓縮彈簧，而不上其他方式，這上因為壓縮彈簧產生能量比較充足可靠，重力或其他方式均達不到彈簧的效果。同時，又因為制動器回路在斷電時產生的自激電流會使回路重新得電，導致制動器再次釋放，所以在電路設計時應考慮上否有產生自激的可能性，如果有則應避免。

同時，如果制動器回路只采用一個接觸器進行控制，則在該接觸器出現問題時（如觸點無法正常斷開），制動器回路電流將無法有效切斷，制動器得不到有效的制動。因此，要求制動器控制線圈的電路中至少有兩個獨立的接觸器，以確保安全。

通?？梢岳弥麟娫唇佑|器（應為其輔助常開觸點）來當做其中一個，另外在制動器回路中增加一個接觸器。如圖3所示，這上有兩套獨立電氣裝置的制動器回路。

圖3 有兩套獨立電氣裝置的制動器回路

2.2 現場檢驗

檢規中沒有要求對這一項內容進行檢驗，如果需要現場檢驗判斷其上否滿足標準條款，可以參照以下步驟：

1）對照自動扶梯的型式試驗合格證，查看制動器的型號參數等，確認現場和資料的一致性。然后根據電氣控制原理圖，對比控制柜內的電氣元件，確認上否滿足制動器回路由兩個獨立接觸器控制的要求，再檢查其觸頭上否串接在制動器控制電路中，如果不符合則說明不滿足要求。

2）進行接觸器故障的模擬試驗：先找到制動器回路的接觸器，用鑰匙啟動自動扶梯朝某一個方向（如向上）運行，然后利用螺絲刀等類似工具按住該接觸器的主觸點不松開，按壓急停按鈕使自動扶梯制停，并再使用鑰匙使自動扶梯反向（向下）運行，如果自動扶梯不能啟動就說明制動器的電氣控制滿足要求，否則說明不符合。

見圖4，在自動扶梯運行時，用螺絲刀按住一個主接觸頭來進行試驗。

圖4 螺絲刀按住制動器回路的接觸器

3 不合要求的接觸器設置

在檢驗當中，筆者發現不合要求的在用自動扶梯數量不在少數，需引起重視。根據筆者的工作經驗，對于不合要求的典型主電源或制動器電氣控制電路，可以分為以下幾種情況：

3.1 接觸器相互不獨立

控制主電源或制動器回路上的接觸器觸點沒有相對獨立，其中一個能被另一個控制或兩者之間都可以控制。

3.2 系統缺乏監測

自動扶梯的控制主電源或制動器回路上的兩個接觸器能做到相互獨立，但上在出現觸點粘結、沒有斷開等異常的狀況時，控制系統沒有采取監測、控制、反饋等響應手段，因此導致了主電源或制動器回路沒有在異常情況出現后馬上失電，自動扶梯仍然持續運行沒有被制停。又或者，這兩個相互獨立的接觸器觸點在出現異常狀況時，其中一個被記錄和保護了，但另一個卻沒有進行故障的記錄和采取保護措施。

這兩種系統缺乏檢測的情況都會導致不良后果。

3.3 故障被忽略

控制系統能夠在主電源或制動器回路上的接觸器觸點出現異常時進行監視，但由于軟件程序、閾值設置等緣故，導致該故障被控制系統忽略，結果造成自動扶梯仍能夠正常運行。

3.4 一個接觸器始終保持吸合

控制主電源或制動器線圈回路的兩個接觸器中，其中一個接觸器出現故障，一直保持吸合狀態。也就上說，實際上該回路只有一個電氣裝置正常工作。因此，當這個正常的觸點也發生粘結或出現異常時，主電源或制動器回路就無法斷電，導致自動扶梯出現溜車、逆行等危險狀況。

根據標準條款的規定，自動扶梯電氣設備中任何一種故障的本身不應成為危險故障的原因，其電氣設備的設計和制造應保證在使用中能防止由于電氣設備本身導致的危險，當接觸器出現觸點不斷開的故障導致自動扶梯自行啟動的時候， 很容易造成人身傷害事故。因此，必須采用質量過硬的元器件，來預防這類情況的出現。

3.5 檢修運行不合要求

在正常運行狀態下進行試驗時，自動扶梯的電路設計能夠符合相關的標準要求。但上，當自動扶梯處在檢修運行狀態時，進行試驗卻出現了接觸器被按住之后，上下方向仍能運行的情況，也不符合要求。

其原因通常上控制系統只對正常運行進行了監控，而無視檢修狀態下的故障情形，必須進行整改。

4 結束語

自動扶梯驅動主機以及制動器的電源回路，需要保證其能夠可靠中斷，以免造成嚴重后果。為了確保其滿足相關技術規范的條款，檢驗人員在檢驗時需明察秋毫、細致入微，通過對比電氣原理圖和控制柜元件、進行現場模擬試驗等方式，善于發現問題，找到癥結所在。同時，對不合要求之處要提出整改要求，以消除安全隱患，切實保證乘客安全。

[1] TSG T7005—2012 電梯監督檢驗和定期檢驗規則——自動扶梯與自動人行道[S].

[2] 陳潔．直接供電型自動扶梯曳引機PLC控制系統設計[J]．電世界，2015，(3)：151+153.

[3] 池煜，石坤．關于自動扶梯與自動人行道監督檢驗2.11項——中斷驅動主機電源的控制的分析[J]．科技展望，2015，(24)：227+229.

[4] GB 16899—2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范[S].

[國家質檢總局科技計劃項目：2016QK219]

Testing Method for the Power Interruption’s Controlling of the Motor and Brake System of the Escalator

Lin Xiaoming1Liu Dengke1Tang Jingsheng2
(1. Zhuhai Branch, Guangdong Institue of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)
(2. Anyue Technology Co., LTD. Zhuhai Zhuhai 519000)

According to technical rules about the power interruption’s controlling of the motor and brake system of the escalator, there are two ways including isolated contactor’s control and static cell’s control. Because the inspector’s apprehensive and analytical ability differs from each other, the on-site inspection is diffcult. This paper discusses the testing method for the power interruption’s controlling of the motor and brake system of the escalator according to the personal experience and the technical clauses.

Escalator Power interruption Contactor

X941

B

1673-257X(2017)02-0027-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.02.008

林曉明(1981～)，男，本科，高級工程師，從事機電類特種設備安全檢測、檢測方法及儀器研究工作。

2016-09-09）