電梯制動器自監(jiān)測要求淺析

張懷繼

【摘 要】歐洲標準增加了對制動臂（塊）的動作情況或制動力進行自監(jiān)測要求。我國標準提高了電梯制動器自監(jiān)測的要求，要求對制動器制動臂（塊）的動作情況和制動力均要進行自監(jiān)測或定期人為檢查。為了規(guī)范電梯制動器自監(jiān)測的實現(xiàn)，應(yīng)該進一步規(guī)定其實現(xiàn)的安全完整性等級至少要達到SIL2。

【關(guān)鍵詞】電梯；制動器；自監(jiān)測

截至2016年底，我國在用電梯的保有量超過了500萬臺。隨著在用電梯數(shù)量的高速增長，近年來由于電梯制動器故障所引起的轎廂意外移動、沖頂和蹲底而導(dǎo)致的電梯乘客傷害事故呈現(xiàn)增加的趨勢，為了降低這類事故發(fā)生，自2016年7月1日開始實施的國家標準GB7588-2003 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》第一號修改單，新增加了電梯“轎廂意外移動保護裝置”要求，增加了用于意外移動保護裝置的冗余性工作制動器自監(jiān)測的要求。當(dāng)前，電梯制動器自監(jiān)測要求成為了業(yè)界討論的焦點，本文筆者對制動器自監(jiān)測的要求進行了分析和討論，以供讀者參考。

1 歐洲標準電梯制動器自監(jiān)測的要求

2007年6月，歐洲標準EN81-1：1998+A3：2008修正案發(fā)布，提出了轎廂意外移動保護裝置新要求，并規(guī)定用于意外移動保護功能的冗余型工作制動器需要增加自監(jiān)測功能。2014年3月，新發(fā)布的EN81-20標準進一步規(guī)定轎廂意外移動保護裝置應(yīng)該符合以下要求：

“在沒有電梯正常運行時控制速度或減速、制停轎廂或保持停止?fàn)顟B(tài)的部件參與的情況下，該裝置應(yīng)能達到規(guī)定的要求，除非這些部件存在內(nèi)部的冗余且自監(jiān)測正常工作。

注：符合12.4.2要求的制動器認為是存在內(nèi)部冗余。 在使用驅(qū)動主機制動器的情況下，自監(jiān)測是指對機械裝置的正確提起或釋放的驗證或?qū)χ苿恿Φ尿炞C。”

2 我國標準電梯制動器自監(jiān)測要求

我國標準GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》是修改采用歐洲EN81標準。2016年7月1日，GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》第一號修改單開始實施，對歐洲標準有關(guān)制動器自監(jiān)測的要求進行重大修改，新增要求如下：

“在沒有電梯正常運行時控制速度或減速、制停轎廂或保持停止?fàn)顟B(tài)的部件參與的情況下，該裝置應(yīng)能達到規(guī)定的要求，除非這些部件存在內(nèi)部的冗余且自監(jiān)測正常工作。

注：符合12.4.2要求的制動器認為是存在內(nèi)部冗余。

在使用驅(qū)動主機制動器的情況下，自監(jiān)測包括對機械裝置正確提起（或釋放）的驗證和（或）對制動力的驗證。對于采用對機械裝置正確提起（或釋放）驗證和對制動力驗證的，制動力自監(jiān)測的周期不應(yīng)大于15天；對于僅采用對機械裝置正確提起（或釋放）驗證的，則在定期維護保養(yǎng)時應(yīng)檢測制動力；對于僅采用對制動力驗證的，則制動力自監(jiān)測周期不應(yīng)大于24小時。”

另外，標準GB/T24478-2009《電梯曳引機》也提出了電梯制動器動作的監(jiān)測要求，其條款4.2.2.2規(guī)定：

“所有參與向制動輪（盤）施加制動力的制動器機械部件應(yīng)至少分兩組設(shè)置，應(yīng)監(jiān)測每組機械部件，如果其中一組部件不起作用，則曳引機應(yīng)停止運行或不能啟動，并應(yīng)仍有足夠的制動力使載有額定載重量以額定速度下行的轎廂減速下行。”

3 我國標準提高制動器自監(jiān)測要求的目的

國家標準GB7588-2003 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》第一號修改單，允許使用靠近曳引輪的曳引機冗余型工作制動器（冗余是指制動器機械部件兩組設(shè)置，且一組就可以使額定速度下行的滿載轎廂減速）作為“轎廂意外移動保護裝置”和“轎廂上行超速保護裝置”制動裝置。

由于永磁同步無齒輪曳引機大量使用，電梯制造商多采用工作制動器作為的安全保護的制動裝置。但是，面對由于制動器失效和制動器制動力矩不足等原因造成電梯事故多發(fā)的現(xiàn)狀，業(yè)界對電梯制動器其本身安全性和可靠性不足，標準要求不完善的共識也不斷增強。

為了提高電梯制動器可靠性，歐洲標準增加了制動器的自監(jiān)測要求：對制動器制動臂（塊）的動作情況或制動力進行監(jiān)測。對于制動臂（塊）動作情況的自監(jiān)測可以解決一組制動臂（塊）部件失效造成全部或部分制動功能喪失和制動器電磁鐵線圈斷電但制動臂（塊）不能釋放這兩種失效情況，而制動力自監(jiān)測的要求主要針對制動表面間磨擦系數(shù)降低和制動器彈簧變形等導(dǎo)致制動力矩不足的情況，兩種自監(jiān)測要求針對不同制動器失效模式，所以，歐洲標準對自監(jiān)測兩者選擇其一的要求可能存在較大隱患。

國家標準GB7588-2003 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》第一號修改單對于制動器自監(jiān)測的要求進一步提高，原則上要求對制動器制動臂（塊）的動作情況和制動力均要進行自監(jiān)測或定期人為檢查。而且，標準GB/T24478-2009《電梯曳引機》監(jiān)測曳引機制動器動作情況的要求也被最新版的技術(shù)法規(guī)所引用，使得國內(nèi)對于制動器自監(jiān)測要求變得更加嚴格：所有電梯制動器都需要有機械動作的自監(jiān)測；用于轎廂意外移動保護和上行超速保護的冗余型工作制動器還應(yīng)該增加制動力自監(jiān)測或人為定期檢測制動器制動力。

4 電梯制動器自監(jiān)測要求進一步提高的空間

對于制動臂（塊）動作情況的自監(jiān)測一般采用制動臂（塊）加裝微動開關(guān)的方式。對于制動力驗證的自監(jiān)測采用“電梯空閑”時通過電梯曳引電機給“閉合”狀態(tài)的制動器提供驗證扭矩的方式。這兩種自監(jiān)測方式的實現(xiàn)，均需要對監(jiān)測對象的狀態(tài)進行采集、對比、分析和發(fā)出應(yīng)對指令，實現(xiàn)方式屬于可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的要求，而采用傳統(tǒng)的安全電路是幾乎不可能實現(xiàn)自監(jiān)測功能的。

無獨有偶，GB16899‐2011《自動扶梯和自動人行道制造與安裝安全規(guī)范》也規(guī)定了驅(qū)動主機制動器自監(jiān)測的要求：“5.4.2.1.1 自動扶梯和自動人行道啟動后，應(yīng)有一個裝置（見表6 的l）監(jiān)測制動體統(tǒng)的釋放”，并規(guī)定驅(qū)動主機制動器自監(jiān)測功能屬于監(jiān)測或電梯安全裝置（功能），實現(xiàn)的安全完整性等級至少要達到SIL1。

歐洲標準和我國標準都沒有將電梯制動器自監(jiān)測列入電梯安全裝置（功能），也沒有規(guī)定自監(jiān)測功能實現(xiàn)的具體要求，能造成實現(xiàn)方式存在較大的隨意性，而且安全要求不明確可能造成在自監(jiān)測功能實現(xiàn)的過程中又增添了新的安全隱患。因此，為了規(guī)范電梯制動器自監(jiān)測功能的實現(xiàn)，應(yīng)該將其納入電梯安全保護裝置（功能），完善實現(xiàn)自監(jiān)測功能的具體要求，并規(guī)定其實現(xiàn)的安全完整性等級至少要達到SIL2。

5 總結(jié)

為了提高電梯制動器可靠性，最新的歐洲標準增加了電梯對制動器制動臂（塊）的動作情況或制動力進行自監(jiān)測的要求。中國標準提高了電梯制動器自監(jiān)測的要求：所有電梯制動器均需要有機械動作的自監(jiān)測功能；用于轎廂意外移動保護和上行超速保護的冗余型工作制動器還需要增加制動力自監(jiān)測功能或人為定期檢測制動器制動力。

電梯制動器自監(jiān)測要求的實現(xiàn)將有效地降低電梯傷害事故發(fā)生概率。為了規(guī)范制動器自監(jiān)測功能的實現(xiàn)，應(yīng)將其納入電梯安全保護裝置（功能），規(guī)定實現(xiàn)的安全完整性等級至少要達到SIL2。

[責(zé)任編輯：張濤]endprint