電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷

李曉寧（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建福州，350008）

電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷

李曉寧
（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建福州，350008）

電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷是監(jiān)測電氣系統(tǒng)運行中的狀態(tài)并結(jié)合診斷對象的歷史狀態(tài)來定量識別設(shè)備電氣系統(tǒng)及其零部件性能的技術(shù)。實驗中，利用電能質(zhì)量監(jiān)測分析儀監(jiān)測電梯電氣系統(tǒng)狀態(tài)，檢測電壓信號突變、中斷、頻率偏移、三相不平衡等故障信號，從而判斷電梯制動功能失效、不平層、不關(guān)門走梯、超速、蹲底、沖頂?shù)裙收显颍苊饫恕⒆矒簟⒓羟小嬄涞热松韨κ鹿省?/p>

電梯；電氣系統(tǒng)；安全；故障監(jiān)測

0 引言

電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷技術(shù)研究是監(jiān)測設(shè)備電氣系統(tǒng)運行中的狀態(tài)信息，對所測信號進行處理和分析，結(jié)合診斷對象的歷史狀態(tài)來定量識別設(shè)備電氣系統(tǒng)及其零部件的狀態(tài)，并預(yù)知有關(guān)異常、故障，從而確定必要對策的技術(shù)[1]。以往為了避免設(shè)備故障對生產(chǎn)帶來影響，一般采用定期維修方式，其缺點是無法避免“過剩維修”，同時也無法完全避免設(shè)備故障發(fā)生。隨著設(shè)備監(jiān)測、診斷技術(shù)的發(fā)展，電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷技術(shù)不斷得到嘗試應(yīng)用[2]。

電梯交付使用后，經(jīng)過長期運轉(zhuǎn)，質(zhì)量必定會下降，輕則影響電梯的乘坐舒適性，重則影響電梯運行的可靠性與安全性。而電梯電氣控制系統(tǒng)的故障時有發(fā)生，是技術(shù)人員檢驗、監(jiān)測與診斷的難點。

1 電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷

電梯電氣系統(tǒng)故障通常由于電壓信號突變、中斷、頻率偏移、三相不平衡等原因，引起制動功能失效、電梯不平層、不關(guān)門走梯、超速、蹲底、沖頂?shù)裙收犀F(xiàn)象導(dǎo)致困人、撞擊、剪切、墜落等人身傷害事故[3-4]。

電能質(zhì)量監(jiān)測分析儀是一種能用于監(jiān)測電梯運行狀態(tài)的儀表，它能實時監(jiān)測裝置的輸入電壓、輸入電流、頻率、有功功率、無功功率等電能質(zhì)量的基本參數(shù)，而且能對曳引電梯外部供電系統(tǒng)的三相電壓不平衡、電壓異常波動、諧波和閃變等電能質(zhì)量指標進行分析，實現(xiàn)對電梯電能質(zhì)量的實時監(jiān)測從而為電梯故障分析提供強有力的支持。儀器的多通道測量有助于快速辨認故障發(fā)生時候相關(guān)信號的關(guān)系，以便準確定位故障來源。

根據(jù)標準GB/T10058-2009《電梯技術(shù)條件》整機可靠性檢驗為起制動運行2000次中失效（故障）次數(shù)不應(yīng)超過5次[5]。用電梯操作服務(wù)器設(shè)置連續(xù)運行2000次試驗，試驗中用電能質(zhì)量監(jiān)測分析儀（型號：日本日置HIOKI的PW3198）對電梯進行運行故障監(jiān)測，試驗儀器現(xiàn)場接線如圖1所示。儀器同時監(jiān)測外網(wǎng)電壓、電梯安全回路電壓、層門回路電壓和轎門回路電壓等信號。

圖1 電能質(zhì)量監(jiān)測分析儀現(xiàn)場接線圖

電梯2000次運行故障監(jiān)測中，監(jiān)測到的故障表現(xiàn)形式如下：

（1）具有高壓峰值的電壓劇烈變化，導(dǎo)致電梯停止運行，電壓波形如圖2所示。

圖 2 具有高壓峰值的電壓劇烈變化

在電梯控制柜計時器計數(shù)到101次時，此時電梯故障表現(xiàn)為電梯出現(xiàn)死機現(xiàn)象，電梯停在21層，所有外部操作按鍵均無反應(yīng)，但樓層信號顯示系統(tǒng)均正常。在排查故障時，電源斷電等待一會兒后再重新接通電源，電梯就能恢復(fù)正常工作。通過故障現(xiàn)象分析，初步判斷故障原因為電網(wǎng)的浪涌電壓導(dǎo)致電梯控制系統(tǒng)出現(xiàn)信號混亂或是控制系統(tǒng)進入保護狀態(tài)。

（2）電梯安全回路電壓瞬間中斷導(dǎo)致電梯停止運行，電壓波形如圖3所示。

圖 3 安全回路電壓瞬間中斷

在電梯加載運行到80%額定載荷，控制柜計時器計數(shù)到667次時，此時電梯故障表現(xiàn)為電梯停止運行且樓層信號顯示系統(tǒng)均不能工作。經(jīng)檢測外部電網(wǎng)正常，查明安全控制回路的熔體燒斷導(dǎo)致接觸損壞引起電梯停止運行。更換了熔體后電壓恢復(fù)正常，電梯就恢復(fù)正常工作。

（3）儀器監(jiān)測到某時刻電梯安全回路電壓頻率偏移，電壓波形如圖4所示。

圖 4 安全回路電壓頻率偏移

在電梯在運行至1001次時，電梯額定載荷運行，此時電源與負荷的突然不平衡導(dǎo)致系統(tǒng)電壓頻率偏移，但未引起電梯故障。

（4）曳引電梯層門回路出現(xiàn)諧波如圖5所示，導(dǎo)致電梯運行有異常聲響。

在電梯計時器計數(shù)到1320次時，此時故障表現(xiàn)為電梯不能正常開門層導(dǎo)致運行停止。電能質(zhì)量監(jiān)測分析儀通道1監(jiān)測的電梯門回路電壓與電流均出現(xiàn)高次諧波，根據(jù)波形分析諧波電壓值為147.33V，電壓的諧波量引起層門回路電壓異常導(dǎo)致無法正常運行。經(jīng)檢測外部電網(wǎng)諧波電流的流入，造成電梯電子元件過熱異常聲響或振動聲；停滯數(shù)秒后，電梯正常運行工作。

圖 5 層門回路諧波

2 結(jié)語

在電梯電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷中，利用電能質(zhì)量監(jiān)測分析儀監(jiān)測電梯電氣系統(tǒng)故障，可以有效監(jiān)測到電壓信號突變、中斷、頻率偏移、三相不平衡等信號，正確判斷電梯制動功能失效、不平層、不關(guān)門走梯、超速、蹲底、沖頂?shù)裙收显颍苊饫恕⒆矒簟⒓羟小嬄涞热松韨κ鹿剩C實該方法可靠有效。

[1]鄭良田. 淺談電梯電氣故障原因及檢修方法[J].中國機械, 2014(11):177-178.

[2]許春義. 電梯電氣系統(tǒng)故障分析與檢測[J].價值工程, 2012, 31(9):43-44.

[3]陳登峰．電梯控制技術(shù)[M]北京：機械工業(yè)出版社,2013．3-8 [4]陳家盛．電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修[M]北京：機械工業(yè)出版社，2006．

[5]魏大海, 張立山. 淺談電梯電氣故障及檢測[J].數(shù)字化用戶, 2013(19).

The elevator electrical system fault monitoring and diagnosis

Li Xiaoning
（FuJian Special Equipment Inspection and Research Institute,Fuzhou Fujian,350008）

The fault monitoring and diagnosis of elevator electrical system is a technology to monitor the state of electrical system operation and combine with the historical state of diagnostic object to quantitatively identify the performance of electrical system and its parts. In the experiment, the power quality monitoring analyzer is used to monitor the state of the elevator electrical system, detect the fault signal of the voltage signal mutation, interruption, frequency offset, three-phase unbalance and so on, so as to judge the elevator brake function failure, uneven layer, unclosed ladder walking, speeding, squatting, diving header and other causes of failure, to avoid trapped, impact, cut, crashed and other personal injury accident

elevator; electrical system; safety; fault monitoring

福建省質(zhì)監(jiān)局科技項目（FJQI2016027）。

李曉寧，工程師，主要從事電梯安全技術(shù)研究