電梯上行超速保護裝置檢驗與失效分析

王兵健?陳育中

摘 要：電梯的安全運行事關生命安全，因此，對在用電梯展開日常安全檢驗是非常必要的。上行超速保護裝置是保障電梯安全使用的重要安全裝置，該裝置試驗失效會造成電梯超速時失去安全可靠的制停功能，從而引發重大安全運行事故。本文重的點介紹上行超速保護裝置的組成、類型、失效狀況和常規檢驗方法。

關鍵詞：電梯安全運行 上行超速 常規檢驗 失效分析

課 題：本文系南京市“十三五”教育科學規劃課題“建筑智能化綜合創新實訓基地的研究與實踐”（L/2016/031）；江蘇省特檢院科技立項“電梯檢驗人員崗位培訓模式及能力分級評定”（KJBS-7-02）研究成果。

一、必要性

2017年10月1號起正式實施新GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》規定，出現轎廂意外移動造成的電梯使用安全事故關系到公共安全和民生。電梯日常運行中經常出現轎廂空載或極小載荷情況（進出轎廂內人員時常變化），對重不變，造成轎廂常常輕于對重。一旦在運行使用中制動器由于檢驗不到位造成曳引機軸、鍵、銷等折斷失效或失誤，再者曳引輪繩槽磨損嚴重或鋼絲繩油污嚴重導致曳引鋼絲繩在輪槽上打滑，就容易造成電梯轎廂上行超速，容易引發嚴重的電梯安全事故，甚至導致乘客傷亡。電梯數量逐年增加，由于不可逆的磨損、易損件老化等問題，控制系統經常會出現意外的“亂”“錯”“呆”“傻”“發神經”等情況，就是常說的“意外超速”。因此，對在用電梯進行上行超速保護裝置安全評估與失效分析是非常有必要的。

二、重要意義

電梯上行超速保護試驗包含電梯制動器失效和傳動失效兩種工況。曳引電梯的上行超速保護裝置有速度監控裝置和減速裝置兩部分。電梯運行過程中，速度監控裝置一般為反饋確定轎廂位置的旋轉編碼器和超速的限速器電氣開關。控制系統對于意外超速或意外移動在實際運行過程中閉環反饋電梯是否失控。電梯減速部件常見的有夾繩器、安全鉗和制動器，分別作用于鋼絲繩（懸掛繩或補償繩）、轎廂和對重、曳引輪。該部件要確保電梯轎廂上行超速時達到額定速度的115%，使意外超速的轎廂在運行過程中有效制停在導軌上，并逐步減速到對重緩沖器的設計允許范圍內。在一些老舊的電梯使用過程中，質量檢驗時發現缺少對上行超速保護裝置的檢驗，違反了電梯新國標對新安裝、改造或大修電梯的有關強制性要求。忽視對電梯裝置的定期檢查、故障排除，可能造成不堪設想的后果。出于安全防范考慮，對上行超速保護裝置進行安全規范的合格檢驗是有重要意義的。

三、上行超速保護失效分析

1.限速器日常失效分析

限速器作為電梯超速保護的獨立裝置，有雙向限速器和單向限速器兩種。

（1）限速器鋼絲繩提拉打滑失效的原因。①限速器輪槽磨損嚴重；②限速器繩輪上布滿潤滑油、泥沙灰塵或軸承油脂及機油；③保養使用中不考慮限速器輪槽與鋼絲繩的磨損情況或鋼絲繩直徑要求，使整根磨損嚴重鋼絲繩或不符輪槽標準要求的鋼絲繩陷入輪槽，導致制動楔塊難以壓住限速器鋼絲繩，造成制動力不足；④限速器鋼絲繩處的制動楔塊或夾繩卡塊嚴重磨損，無法夾緊鋼絲繩，沒有足夠的提拉力；⑤限速器上甩塊固定彈簧長時間處于拉伸狀態，造成彈簧塑性變形，彈力改變；⑥限速器鋼絲繩拉伸變松出現張緊開關誤動作或地坑張緊裝置位置不在合理范圍內；⑦張緊裝置配重丟失，配重重量過輕，造成限速器鋼絲繩張力不足，無法可靠制停安全鉗。

（2）限速器電氣開關失效的原因。①電梯處于緊急電動運行狀態，將限速器電氣開關短接或限速器開關粘連等其他原因；②由于卡塊固定螺栓過長，電梯超速時甩塊工作棘爪無法打掉限速器電氣開關卡阻；③限速器開關被誤接地短接。

（3）限速器棘爪無法卡住棘輪失效的原因。①棘爪嚴重生銹腐蝕、棘爪無法在超速試驗中下壓或者只能往下壓部分行程，卡不住限速器上的棘輪；②棘爪強度不夠無法有效地卡死。

2.安全鉗日常試驗失效分析

在限速器工作有效的前提下，安全鉗是確保電梯安全運行的另一重要部件。電梯出現意外超速或失控丟速時，安全鉗應及時把轎廂夾持在導軌上。乘客電梯上的安全鉗制動元件結構形式有楔塊型、偏心輪型和滾柱型三種，根據制停距離不同又分為瞬時式和漸進式兩種。在日常使用中發現安全鉗動作后，鉗體出現開裂、磨損變形、鍥塊或滾柱出現裂紋、變形或磨損，鉗體上調整彈性元件發現塑性變形，都會使楔塊動作時與導軌兩側工作面間隙過大，無法有效對轎廂或對重進行制停，致使無法修復，導致安全鉗工作失效。

（1）日常保養不做提拉桿軸處的潤滑，安全鉗提拉桿上提拉力無法克服連桿阻力，提拉桿提拉行程不夠，使安全鉗楔塊無法夾緊導軌工作面，造成轎廂意外移動的隱患。

（2）安裝與保養不到位，在限速器安全鉗聯動試驗中出現安全鉗楔塊間隙過大，試驗時安全鉗兩側鉗體不能同步動作夾緊導軌或只有一側夾到位，另一側夾不到位，使提拉單邊磨損嚴重，楔塊很快被磨平，存在提拉到最大極限位置，楔塊也無法有效夾緊導軌的危險。

（3）日常保養中不規范有效地驗證電氣開關，使安全鉗電氣開關長期短接失效，長時間銹蝕電氣開關粘連、短接。安全鉗聯動桿在限速器鋼絲繩的提拉作用下動作行程觸發不到安全鉗電氣開關。

3.編碼器日常失效分析

旋轉編碼器是對速度、距離進行反饋的裝置，它與微機、變頻器、電動機構成了一個閉環控制系統，對電梯的速度、距離進行控制。常用的編碼器有絕對式、增量式、混合式三種。對編碼器的失效分析如下。

（1）電梯動力線與旋轉編碼器信息線安裝敷設在同一線槽內，對電梯控制脈沖信息形成較強的電磁干擾，影響電梯控制系統對電梯轎廂位置的判斷，易致電梯運行平層不準確或電梯無法運行。

（2）更換制動器或電動機軸承時，造成旋轉編碼器接觸不良。

4.夾繩器日常失效分析

除安全制動器驅動電梯外，夾繩器是轎廂意外超速移動的另一安全設備，有機械式觸發和電磁式觸發兩種，常安裝在曳引機架上，也有少部分安裝在導向輪下。夾繩器在觸發聯動機構損壞，或制動彈簧變形、復位機構損壞，且無力修復時，容易出現失效。由于夾繩器是在高速運行時觸發動作，極易造成觸發時夾繩楔塊磨損嚴重無法卡住鋼絲繩，或鋼絲繩上油污太多造成夾繩器夾不住，無法有效制停。

5.制動器日常失效分析

實際工況中，往往會出現制動器失效問題，影響電梯減速制停。

（1）制動力張緊調整不合適造成制停失效。維修保養中更換制動磨損的閘瓦時，制動彈簧張緊力未調整到位，易導致閘瓦與轉動軸之間的摩擦力低，難以滿足電梯制停的要求。

（2）制動間隙過大制停失效。維修保養中很少測量制動行程，閘瓦磨損過度后，造成間隙偏大，微動電氣開關動作了，但制動器無法可靠制停。

（3）制動器溫度過大失效。維修保養中電磁線圈額定速度運行工作溫升超標，B級絕緣工作的溫升超過了80K，F級絕緣工作的溫升超過了105K。受力構件產生高溫磁化，易拖閘造成制停失效。

（4）制動器銜鐵不同步失效。線圈高溫氧化后造成短路，無法正常工作。

四、上行超速保護裝置日常檢驗

由于日常質量監督檢驗現場無法模擬出超速工況，大部分檢驗人員在安裝檢驗和定期檢驗時將重點放在檢查上行超速保護裝置配置是否合理、聯動是否可靠、安裝是否準確、摩擦板的磨損是否在合理的范圍內等情況，難以滿足對上行超速保護裝置的檢驗要求。合理的上行超速保護裝置檢驗應包括以下環節和步驟。

1.三相異步電動機控制系統中上行超速裝置檢驗

檢驗在鋼絲繩系統側加裝夾繩器裝置，需符合GB7588-2003中9.10.4.c要求。電梯轎廂上行超速保護裝置由限速器、夾繩器電源裝置、夾繩器裝置三部分組成。檢驗步驟：第一，用限速器校驗儀校驗限速器動作可靠；第二，將空載轎廂置于最低層，斷開電動機UVW三相電；第三，用電動檢修方式打開制動器使電梯上行溜車（模擬超速，對重與空載轎廂處于失衡狀態）；第四，確認夾繩器動作，轎廂減速制停。

2.同步電梯控制系統中上行超速裝置檢驗

轎廂上行超速保護裝置由限速器和無齒同步電動機上的抱閘裝置兩部分組成。檢驗步驟：第一，用限速器校驗儀校驗限速器機械和電氣開關動作有效可靠；第二，在空載工況下轎廂置于最低層，切斷變頻器供電，斷開電動機UVW三相電；第三，拆除永磁同步電動機封星電路；第四，用電動檢修方式打開制動器使電梯上行溜車超速（模擬超速）；第五，觸發限速裝置動作（限速器開關動作，斷電）；第六，制動器動作剎車。以上檢驗是在現場不能提供超速條件下進行的，注意需要預留足夠的電梯安全空間距離，防止電梯發生沖頂事故。并且，要在確保限速器校驗到位的情況下進行，不可采用斷電盤車模擬超速，否則易發生事故。

3.上行超速保護裝置檢驗的安全性

電梯日常使用過程中，維護保養人員需要時常對電梯進行安全檢查。由于電梯上行超速保護裝置包含的安全部件較多，需要在平時保養過程中處處做到位，否則在進行年度檢驗時，配合檢驗人員進行電梯上行超速保護裝置檢驗試驗時極易出現事故，造成檢驗試驗事故，應當極力避免。電梯監督和檢驗人員在日常檢驗中要不斷提升檢驗能力，有效掌握電梯各種新標準、新產品、新方法，認真做好電梯安全監督工作。

參考文獻：

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