自動扶梯逆轉原因及防逆轉裝置檢驗檢測方法

陳華

（廣東省特種設備檢測研究院湛江檢測院，廣東 湛江 524000）

隨著經濟的發展以及城市建設的不斷進步，城市商場、車站、圖書館、展覽館等公共場所的建設越來越多，自動扶梯作為一種代步工具，也得到了廣泛的應用。但是，為防止自動扶梯逆轉事故的發生，對自動扶梯防逆轉保護措施展開研究具有十分重要的意義。

1 自動扶梯的工作系統與原理分析

自動扶梯的作用主要用于傳輸人員，是一種連續傳輸機器，主要由兩邊扶手和梯級系統構成，包括電氣系統、梳齒板、扶手系統、動力系統、梯路系統、桁架系統、梯路張緊等裝置。其中，梯路是一類四輪小車樣式的特殊板式的輸送機，由2個輔輪和主輪構成。輔輪的作用是對梯級上的客人進行支持，順著預先設定好的軌道進行安全的運行；而主輪的輪軸與牽引鏈條鉸接，可以確保梯級根據預先設定好的軌道進行常規的運行，以此避免其跑偏問題的出現。由鏈條驅動的自動扶梯裝置，牽引鏈條是其主要的牽引部件，通常會把它裝置在扶梯的兩端。其有著較為完備的結構工藝，所以它的應用十分廣泛，常常被用于高度提升不大的建筑結構之上；由齒條牽引的自動扶，牽引齒條是其主要部件，它有著相對緊湊的結構，可以直接的安裝到扶梯的中央，可以降低消耗且不需要機房操作，它廣泛的用于有特殊規定的建筑物之上，具備多級驅動是其必備的一項技能。所以，本文的研究對象是鏈條式自動扶梯，進而展開具體的論述。

2 自動扶梯的逆轉原因

導致扶梯逆轉的原因較多，一般有使用管理、安裝維護、檢驗檢測以及保護設計缺陷等方面。本文運用扶梯日常檢驗結果，對扶梯逆轉事故進行總結分析，進而得出機械和電氣方面產生的故障。

2.1 機械原因

（1）零部件磨損老化和不可靠的制動器動作。其中前者出現的原因是由驅動、梯級鏈條發生脫落，以及聯軸器出現不同程度的損壞而引起；后者則是因為其各個元件的磨損，以及安裝誤差和不均勻的間隙調整等引起。

（2）由于超滿載的應用，導致其工作狀況因為電動機的力矩缺失或是制動器無法可靠而發生制動停止。

（3）鏈傳動的效果缺失。在其運行及應用的過程之中，驅動、梯級鏈條突然出現問題，主要因鏈條斷裂或是過分伸長、打滑導致的，從而喪失設備的牽引力。

2.2 電氣原因

（1）動力電源的故障，導致驅動力矩缺失或誘發驅動電動機反轉，特別是在扶梯超重承載上運行的工作狀況，如果電力網絡的電壓缺失，或是出現斷相的問題，從而引發逆轉故障。

（2）在運行過程中，由于中低壓元件故障，或抽動器控制回路、安全電路等初選線路的故障，不能夠充分發揮安保及制動體的可靠性。

3 自動扶梯的防護要求及措施

在《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范》（GB16899—2011）中明確提出，從出廠到安裝的整個過程，均會存在逆轉風險，為此，針對性的提出了規范要求，并明確具體的安防對策。

3.1 最大輸送能力符合要求

任意規格的梯級和踏板寬度，均要對應其輸送能力和速度，確保自動扶梯處于最大輸送能力下（詳見表1），若遠遠高出最大的輸送能力，扶梯就會因為在超、滿載的工作狀況下工作而發生逆轉的安全故障。

表1 對應的最大輸送能力情況

3.2 扶梯傾斜角度相關的要求及措施

其傾斜角需要與其相對應的名義速度，在標準中具有明確的規范：當小于或等于30°的時候，名義速度小于或等于0.75m/s；當其在30°～35°時 ，名義速度則應小于或等于 0.50m/s。

3.3 對工作、附加制動器的要求與措施

根據相應的標準規定，正確設定工作制動器，確保動力電源失電或控制回路電源失電時，同樣能夠實現可靠的制動操作。在將其應用到具體的工作當中時，應該確保扶梯的動作，能夠暢通無阻且無延遲性的問題與不足。在其制動的過程之中，應該在其均勻減速的情況下，停止制動的過程，并始終保持到扶梯停止工作。

因建筑結構需要，自動扶梯的提升高度應該控制在6米以上；因為連接設計的差異，工作制動器和驅動裝置的連接并不運用多排齒輪鏈條等傳動元件；原因在于不同的形式結構并沒有使用機電式的制動器設備；上述各類情形都應該裝備至少一個附加制動器，在特殊的要求以及使用場合下，有可能會需要較多的附加類制動器。該類制動器結構一般為機械式，動作可靠，即便設備的運行速度存在異常，即速度高于規定速度的倍數之前，或踏板、梯級運行動作方向與規定相反，都會發生相應的改變，以此需要對負責控制的電路，做出強制斷開的操作，從而使裝備有正常載荷且向下運行的扶梯，出現顯著的制動停止效果。

3.4 防護電氣故障的要求及措施

若不能及時排除以下任一類的電氣故障，則其本身就會存在危險。第一，動力電源發生故障，是指電壓缺失或降低等；第二，對金屬或對地部件的絕緣出現不同程度的損壞，或導線發生中途斷開的情況；第三，存在觸點不閉合、斷開的影響因素；第四，可動銜鐵不吸合或是不釋放的情況，經常出現在繼電器與接觸器當中。第五，晶體管、電容器和電阻器等元件，發生短路、斷路的問題，亦或是性能參數出現變化。

3.5 主要裝置的要求與措施

非操作逆轉保護裝置的設定，這是國際標準當中的一項強制性規定。之所以強制是為了保證乘客的人身安全，不會受到逆轉故障的影響。其防護要求與措施為當各個組成部分，由于異常情況的出現，而使得規定的扶梯運行方向發生改變時，該裝置動作就會自動停運。

裝置驅動傳動裝置與工作制動器質之間的連接，會應用到多排齒輪鏈條以及各類軸承等無不需要摩擦的傳動元件；如果其連接會應用到摩擦類元件，如三角傳動帶時，便需要有至少一個附加制動器需要被設置。

自動扶梯應用到的所有機械、電氣零部件的材質強度，均應滿足質量安全規定，且不存在結構設計缺陷。在日常使用過程中，應加以維護和保養，維持其工作性能在最佳狀態下，對容易損壞的零部件，需要對其磨損的程度進行隨時觀察，并注意及時更換各個損壞的零部件。

4 自動扶梯防逆轉裝置的檢驗檢測方法

4.1 檢驗相關技術規范要求

根據《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》TSG T5002-2017、《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范》GB 16899—2011，將扶梯非操縱逆轉保護的檢驗條款列為B類項。在對其進行監督和定期檢驗的時候，若是檢驗出其不合格，那么就會判定其整機都不合格。依據規范的要求，此類裝置需要滿足以下幾點。

（1）防逆保護裝置可以使此類扶梯在運行方向發生改變時，自動停運。

（2）其在動作時需要切斷主電源、制動器的回路，而且只可以進行手動的方式對故障進行鎖定與定位，并手動的對檢修與控制進行操作。

（3）工作制動器的可靠制停，應滿足各項安全技術規范的要求。

（4）附加制動器需要具有可以發揮功能的效力，當發生逆轉且不是由操作引起的時候，其動作可以良好的實現剎車的緊急制停功能。

4.2 防逆轉保護裝置的檢測

一般來說，扶梯的廠家及品牌不同，其設定的方式也明顯不同。為此，應該對其設計應用的原理進行剖析，并對其電氣的原理運行圖進行深入分析，從而判斷出其在工作方式與設計上是否符合國家的相關技術標準，然后對其性能進行檢測。針對不同的防逆保裝置的設置樣式，可以歸結出以下幾種檢驗檢測方法。

（1）逆轉防護裝置會應用到工作制動器與速度監控元件。使用制動器對設備的機械元件進行保護，速度元件則是對設備的電氣元件進行監控。通過對扶梯的運行速度變化的控制情況，向工作制動器進行及時的反饋，從而使其動作不會出現逆轉的問題。其檢測方式是使扶梯以額定的速度向上運行，調試員取消速度檢測信號，這個時候制動器應發生可靠的動作，并減速制停扶梯。如果出現信號問題，就要及時開展信號采集開關的管理工作，通過科學的措施解決問題。在啟動扶梯之后，需正確開展測速裝置接收信號處理工作，更好地切斷安全回路系統，并在信號輸出的過程中，切斷制動器的主要電源結構，使得扶梯能夠在危險的環境下停止運行。

（2）在防逆轉保護裝置實際檢測期間，針對驅動主機的進線進行摘除處理，利用手動盤車的通用檢測方式完成當前的工作。通常有以下兩種方法。①拆開驅動電機380伏電源接線端子，拆開兩條電源線，電梯處于正常運行狀態，給電梯向上運行指令，然后人為向下手動盤車，當電梯向下運行50cm時，防逆轉裝置起效制停扶梯。②拆開電箱找出驅動電機380伏電源接線端子，對調兩條電源線，電梯處于正常運行狀態，同樣給電梯向上運行指令，此時電梯向下運行，當向下運行50cm時，防逆轉裝置起效制停扶梯。

（3）在動力回路加設空氣開關，在下端梯級上裝載一定量的載荷。接通空氣開關，向上正常啟動扶梯，當載荷運行至接近上端時，斷開空氣開關，此時制動器仍保持張開狀態，當扶梯在載荷重力作用下減速至零時，再逆轉下行。通過觀察減速、零速、逆轉下行的全過程，制動器是否動作，制停扶梯。接通空氣開關正常啟動扶梯，應不能重新啟動。如果現場不能提供載荷，可手動盤車也是可用上述檢測方法的。如圖1所示，在自動扶梯防逆轉安全裝置實際運行與設計的過程中，對具體工作內容進行合理分析，并在安全管控的過程中提升整體管理工作效率與質量，優化管理工作方式與體系，提升整體系統的運行效率與質量。

圖1 安全防護裝置

（4）附加制動器與電氣安全開關相結合的方式的工作原理為通過速度監控元件或電氣安全開關，對扶梯運行的速度及方向變化進行監控，以此對工作、附加制動器進行反饋，進而預防逆轉的發生，如圖2所示。其檢測方式是使扶梯以額定的速度向上運行，讓調試員對電氣安全開關進行手動操作，這個時候制動器應發生可靠的動作，并減速制停扶梯。

圖2 自動控制原理圖

4.3 工作制動器的制動力檢測

（1）根據規范需求完成對空載進行的實驗。在實驗這一過程當中，扶梯始終是以額定的速度，進行向下制動停止的試驗，確保制動停止具有一定的可靠性，而且其距離與最小值相接近。如果測出的數據非常接近最大的數值，則在其制動力上就存在著一定的風險。

（2）根據標準要求測試工作制動器，若滿載條件下的制動停止距離不多于最大值，那么則沒有風險。

4.4 附加制動器制的動力檢測

附加制動器制的動力檢驗過程中，應人為設定工作制動器的“失效”，鎖喉將總制動的荷載砝碼均勻設置于扶梯設備頂端的三分之二的梯級上面，再讓扶梯設備保持下向的工作運行，等待它達到額定的速度時，人為操作附加制動器，那么其運行的速度就會緩慢的減速直到停止。

5 結語

綜上所述，自動扶梯在各大公共場所中得到廣泛的應用，同時自動扶梯逆轉事故時有發生，給安全帶來了一定的隱患。因此，在自動扶梯的應用中，必須要做好防逆轉保護措施，在自動扶梯的日常運行中，做好維護檢查工作，確保自動扶梯防逆轉裝置的可靠運行，保障生命財產安全。