電梯轎廂意外移動原因分析及對策

黃 華

（來賓市特種設備檢驗所，廣西 來賓546100）

1 電梯轎廂意外移動的概念及其危害

電梯轎廂意外移動是指在電梯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者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。其包括曳引機故障、制動器故障、門鎖電路故障造等造成電梯轎廂在開門靜止狀態下突然移動離開層站，也就是人們常說的電梯意外溜梯。

電梯轎廂意外移動會造成電梯沖頂、蹲底事故，尤其在乘客進出電梯轎廂時發生轎廂意外動，層門和轎門剪切、擠壓乘客，造成人員傷亡事故。2014年9月14日，廈門某大學的一男生在走出電梯時，電梯轎廂突然向上運行，致使該男生因身體被轎廂門地檻和層門上檻夾住而死亡。2017年8月2日，杭州市某小區一電梯停止時發生意外運行，造成一名電梯維保人員因被電梯轎廂剪切而死亡。上述兩起事故均為電梯轎廂意外移動造成的事故。2018年2月，某省特種設備安全監察機構公布的2017年電梯事故狀況表中，共16起電梯事故里面就有7起為電梯轎廂意外移動造成的事故，接近占事故總數的一半。由此可見，電梯轎廂意外移動造成的事故占事故總數的比例是比較大的，應給予重視。

2 電梯轎廂意外移動原因分析

2.1驅動主機曳引能力失效

目前使用最廣泛的電梯驅動主機是采用曳引形式的驅動主機，由曳引輪槽和曳引繩之間產生的摩擦力（曳引力）提拉電梯轎廂向上運行或者向下運行。當曳引繩和曳引輪之間的包角α（見圖1）不足時，或者曳引輪經過長期運轉，輪槽磨損導致輪槽變寬、曳引繩直徑因磨損而變小、曳引輪槽有油污等，都會導致曳引繩在曳引輪槽中的當量摩擦系數f減小。當曳引能力efa

圖1 曳引繩和曳引輪之間的包角α

2.2制動器機械故障失效

制動器是電梯的主要安全部件，每臺電梯都會配備兩套獨立的工作制動器，每套制動器都應能獨立使額定載荷正常運行的電梯進行減速制停。制動系統失效形式主要為制動器的頂桿卡阻、制動輪和制動片間隙過大、制動輪因失圓與制動片發生周期性碰撞、制動片嚴重磨損鉚釘外露、制動輪表面有油污等，都會引起制動力減小，造成轎廂意外移動[1]。

2.3電氣控制系統失效

電梯的啟動加速、正常速度運行、減速制停，以及轎門層門的開閉都是靠電氣控制系統所發出的指令來完成的。電梯電氣控制系統由所有的電氣元件和可編程的程序構成。如果任一電器元件出現故障或者控制程序出現故障導致控制回路失效，都有可能造成電梯運行異常，甚至造成開門走梯事故。

3 電梯轎廂意外移動的對策

3.1防止驅動主機曳引能力失效的措施

（1）定期檢查測量驅動主機部件的磨損量，可以有效地防止曳引能力失效。檢查曳引輪槽的磨損量，發現磨損量超過電梯整機制造單位的設計值時，要更換相同型號規格曳引輪。檢查鋼絲繩的磨損量，如果發現鋼絲繩直徑小于公稱直徑的90%，要更換相同型號規格的曳引鋼絲繩。

（2）建立健全的電梯維保制度，防止曳引輪槽和鋼絲繩出現油污，也能防止驅動主機曳引能力失效。

（3）定期進行1.25倍載荷試驗、電梯減速度測試能有效的確認驅動主機曳引能力，防止電梯正常運行時曳引能力失效。按照GB7588-2003《電梯制造與安裝規范》9.3的規定，要定期往轎廂裝載1.25倍額定載荷，進行1.25額定載荷試驗，觀察電梯轎廂是否下滑；如果下滑，則曳引能力失效。測試電梯減速度，計算確認減速度是否小于0.5 m/s2，如果小于0.5 m/s2，則曳引能力失效。發現曳引能力失效，要立即停止使用電梯，檢查和更換失效部件，使電梯保持設計的曳引能力。

3.2防止制動系統失效的措施

維護保養單位要按照TSG T5002-2017《電梯維護保養規則》的要求按時對制動器進行檢查，特別是對制動片磨損量和壓力彈簧的壓力檢測，嚴格按照制造單位的要求調整制動片與制動輪的間隙和壓力彈簧的壓力。按照TSGT7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則—曳引與強制驅動電梯》的要求，定期用1.25倍額定載荷進行下行制動試驗，確認制動器兩組機械部件的每一組都能單獨制停轎廂。另外，目前在用的電梯中，仍有部分制動器是冗余度不足的非安全制動器。由于電梯制造標準的更新，這些制動器雖然不符合現行國家標準關于制動器的相關要求，但是只要其制動功能有效，國家也沒有強制使用單位對這類非安全制動器進行更新改造的要求。由于非安全制動器存在的安全隱患，電梯維保單位應加強對該型式制動器的日常檢查工作，密切關注這類制動器的工作狀態，加強對制動器外觀及機械動作情況的檢驗，結合轎廂空載上行制動試驗、1.25倍額定載荷下行制動試驗來間接評估制動器的制動效果，及時排除潛在的事故隱患。同時，還應將該型式制動器本體存在的缺陷和潛在的安全風險及時告知使用單位，并建議其進行更換升級，提高制動器的安全等級。

3.3防止電氣系統失效的措施

設置帶有電路檢測功能的防止電梯轎廂意外移動保護裝置來實現電氣系統失效保護。

對具有開門運行（平層、再平層）功能的電梯，這類電梯電氣系統有“含有電子元件的安全電路”，也就是說安全電路里面的電子元件帶有自動通斷功能。因為這些電子元件故障可能會導致安全電路失效，所以防止電梯轎廂意外移動保護裝置應由檢測子系統、制停子系統、自監測子系統構成。當檢測子系統檢測到電梯電氣系統發生第一故障導致電梯轎廂意外移動時，能使電梯停止運行。根據GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》的規定，電梯安全電路如果某個故障（第一故障）與隨后的另一個故障（第二故障）組合導致危險情況，那么最遲應在第一故障元件參與的下一個操作程序中使電梯停止。只要第一故障仍存在，電梯的所有進一步操作都應是不可能的。在第一故障發生后而在電梯按上述操作程序停止前，發生第二故障的可能性不予考慮。所以設置對電梯安全電路檢測的功能，能檢測到對于安全電路自身元件可能發生“導致電梯出現危險”的第一故障，并且使電梯停止運行。其工作原理示意圖如圖2所示。電梯正常運行并且停靠后，電梯門打開的過程中一旦出現電路故障導致電梯轎廂意外移動，在含有電子元件的安全電路的作用下，控制板切斷安全回路，制動器接觸器斷開，制停子系統動作，電梯制停并顯示故障信息代碼。

圖2 電梯轎廂意外移動保護裝置工作原理示意圖

檢測子系統的硬件由門區傳感器+安全電路板+門鎖接觸器組成。電氣原理圖如圖3所示。該電路是轎廂意外移檢測電路，同時也是電梯平層功能和再平層功能電路，屬于含有電子元件的安全電路。圖中FL1、FL2為平層光電感應開關開關，KM1、KM2、KM3、KM4為安全繼電器。平層功能的原理是：當電梯運行進入開門區域，安全電路板的X1閉合，KM1、KM2、KM3、KM4線圈都通電；KM2、KM3區信號輸出回路觸點閉合，KM2、KM3、KM4對應的門鎖門短接輸出回路觸點閉合，電梯安全回路中的轎門鎖和層門鎖被短接，電梯提前開門的同時保持安全回路導通，電梯能保持減速運行至平層。如果電梯在開門狀態發生故障，轎廂頂的平層感應開關檢測到轎廂移動，主控板（安全電路板）的X1斷開，同時KM2、KM3和封門接觸器輸入回路KM4線圈失電，門區信號輸出回路觸點KM2、KM3斷開，門鎖短接輸出回路的 KM2、KM3、KM4觸點斷開，電梯安全回路斷開，抱閘接觸器斷開，電梯停止運行，故障保護，進入安全狀態。

圖3 檢測子系統電氣原理圖

因為電梯制動器都滿足GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》的要求，電梯制動器應滿足以下要求：

（1）制動系統應具有一個機電式制動器（摩擦型）；

（2）能制停轎廂載有1.25倍額定載荷并以額定速度向下運行的電梯，且轎廂的減速度不應超過安全鉗動作或轎廂撞擊緩沖器所產生的減速度；

（3）制動輪以機械方式與曳引輪或卷筒、鏈輪直接剛性連接；

（4）正常運行時，制動器應在持續通電下保持松開狀態；

（5）斷開制動器的釋放電路后，電梯應毫無延遲地被有效制動；

（6）應能用手松開制動器并需要以一持續力保持其松開狀態；

（7）用有導向的壓縮彈簧或重鉈向制動閘瓦或襯墊施加壓力；

（8）非帶式制動器，阻燃制動襯片。

所以可以利用電梯的制動器作為電梯轎廂意外移動保護裝置的制停子系統，制停電梯。

自監測子系統是對制停子系統的制動能力進一步驗證。其主要由控制裝置+調速裝置+旋轉編碼器構成：當電梯運行停止后，在關門狀態，門鎖回路導通，在抱閘制動狀態下，控制器控制曳引電機輸出制動器測試標準力矩，通過旋轉編碼器反饋信號，檢測轎廂是否發生移動。如果驅動主機能轉動，即轎廂能移動，則制動器制動力不能滿足設計要求，控制電梯立即停止運行，并且在主板顯示故障代碼，實現防止電梯轎廂意外移動。

對不具備在開鎖區域內開門運行功能的，并且電梯制動器是采用存在內部冗余的機-電式、驅動主機制動器的電梯，因為電梯電路不存在“含有電子元件的安全電路”，安全電路由機械開關控制通斷，所以設置由制停子系統和自監測子系統組成的電梯轎廂意外移動保護裝置就可以防止電梯轎廂意外移動，實現安全保護。

4 結束語

隨著國標GB7588-2003《電梯制造與安裝規范》的第一號修改單和電梯國家安全技術規范的修訂和實施，有關單位對電梯轎廂意外移動的研究也越來越深入，防止電梯轎廂意外移動裝置的安全部件形式也越來越多，電梯保護功能越來越完善，相信發生電梯轎廂移動事故的概率會越來越低。電梯會越來越安全。

參考文獻：

[1]韓向青.防止電梯轎廂意外移動的保護裝置研究[J].機械工程與自動化，2016（3）：166-166.