電梯停電自動救援操作裝置及其檢驗的探討

何祖恩

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建 福州 350008）

1 引言

隨著社會的高速發(fā)展，高層建筑急劇增長，電梯成為生活常見的垂直乘運交通工具。在電梯正常運行時，不可預(yù)見的電網(wǎng)故障發(fā)生，導(dǎo)致運行中的轎廂緊急停止在井道內(nèi)，乘客被困在轎廂內(nèi)等待救援。傳統(tǒng)的救援方法是檢修人員在機房對曳引主機松閘盤車移動轎廂就近平層后，再從層門緊急開鎖裝置開門救出被困乘客。然而，人工救援方法耗時長，救援過程受人為主觀因素大，救援事故也時有發(fā)生，且乘客在被困的封閉狹小的轎廂內(nèi)時間越久，其身心傷害越嚴(yán)重。因此，當(dāng)外電網(wǎng)斷電時，一種新型的能夠使轎廂自動平層的救援裝置就顯得更加有意義。然而，正由于是近年新出現(xiàn)的產(chǎn)品，其設(shè)計、制造、檢驗及使用管理等可依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)不夠完善，文中將對自動救援操作裝置的方案、檢驗要求及相關(guān)問題進行分析探討。[1]

2 停電自動救援操作裝置方案

目前市面上常見的自動救援裝置依據(jù)救援時控制電梯的方式，可分為兩種類型：

（1）救援裝置控制：當(dāng)外電網(wǎng)斷電時，自動救援裝置通過蓄電池逆變的可用電源給主機提供動力電源，或者直接上電給制動器抱閘線圈。此時，救援裝置需要額外采集控制柜部分信號，如安全回路、門鎖回路、平層信號等配合救援過程，救援時利用轎廂與對重兩側(cè)的重量差緩慢移動轎廂，直到檢測到平層位置，門機開門完成救援。

（2）電梯控制柜控制：自動救援裝置automatic rescue device （ARD），ARD是一種具有自識別、自控制能力的自動救援裝置。ARD串在外部電網(wǎng)與電梯控制柜之間，如圖1所示。市電正常時由外部電網(wǎng)給電梯供電，當(dāng)外部電網(wǎng)供電中斷時，由ARD提供主機動力電源以及驅(qū)動控制回路電源，此時電梯的控制權(quán)交給電梯控制柜，如果電梯不在門區(qū)，ARD會發(fā)送啟動救援信號到控制柜，控制柜使用最少的電流，牽引電梯到最近層站平層，然后開啟電梯層門和轎門完成救援。[2][3]

圖1 ARD自動救援裝置

上述第一種自動救援裝置，目前使用比較少，需要配合曳引機的自鎖封星，僅適用于永磁同步曳引機，且接線復(fù)雜，安全隱患大。最常用的就是第二種ARD采用具有自識別、自控制能力的自動救援裝置，輸出的三相380V或220V電源與電梯變頻器匹配性高，通常帶有自動識別輕載方向運行功能，安全性、通用性、功能性、穩(wěn)定性高,以下就ARD自動救援裝置的檢驗及其相關(guān)問題展開敘述。

3 自動救援裝置的檢驗要求

電梯檢規(guī)TSG T7001—2009第2號修改單第2.8.9條款對自動救援操作裝置的檢驗要求如下：

（1）設(shè)有銘牌，標(biāo)明制造單位名稱、產(chǎn)品型號、產(chǎn)品編號、主要技術(shù)參數(shù)，加裝的自動救援操作裝置的銘牌和該裝置的產(chǎn)品質(zhì)量證明文件相符。

該條款主要對救援裝置的制造單位的溯源提出要求，檢驗人員需要核對銘牌與產(chǎn)品質(zhì)量證明文件的一致性。

（2）在外電網(wǎng)斷電至少等待3s后自動投入救援運行，電梯自動平層并且開門。

該條款對救援裝置與外電網(wǎng)之間控制時序的要求，電梯正常運行時，外電網(wǎng)斷電，如果緊急救援裝置未經(jīng)延時直接進入救援，電梯控制柜內(nèi)的儲能原件可能（電容、電感）還在放電，可能導(dǎo)致救援裝置和電梯自身的控制系統(tǒng)發(fā)生干擾。為了避免這種不可預(yù)知的風(fēng)險，顯然是需要對控制時序提出要求。

（3）當(dāng)電梯處于檢修運行、緊急電動運行、電氣安全裝置動作或者主開關(guān)斷開時，不得投入救援運行。

該條款主要對電梯幾種非正常運行狀態(tài)時禁止救援裝置投入運行，檢修運行和緊急電動運行一般由檢修人員操作，此時檢修人員處于一種相對危險的狀態(tài)，在電網(wǎng)斷電時不希望電梯的其它異常啟動，可能會對轎頂、底坑等檢修人員造成傷害；電氣安全裝置是監(jiān)測電梯的安全狀態(tài)，自動救援裝置有別于人工手動救援，在投入救援運行時，顯然是需要對電梯的安全狀態(tài)進行監(jiān)測；電梯主開關(guān)斷開時，電梯是處于無電狀態(tài)，檢修人員不希望出現(xiàn)非本意的突然上電，為了檢修人員的人身安全，電梯主開關(guān)斷開時，應(yīng)能切斷救援裝置與電梯控制柜的電源連接。

（4）設(shè)有一個非自動復(fù)位的開關(guān)，當(dāng)該開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時，該裝置不能啟動救援運行。

該條款要求救援裝置設(shè)置一個非自動復(fù)位開關(guān)，開關(guān)應(yīng)能切斷救援裝置的救援運行，對救援裝置的系統(tǒng)電源并沒有要求要切斷。

自動救援裝置大多數(shù)是在用電梯的使用單位要求加裝，加裝時需要改變原有控制柜的控制回路，且多數(shù)由非電梯持證人員改裝，再加上設(shè)備本身和安裝質(zhì)量參差不齊，直接影響電梯運行的安全性和穩(wěn)定性。為了減少后期加裝該裝置帶來的風(fēng)險，鼓勵使用單位選配原制造單位的產(chǎn)品配置。[4]

4 問題探討

4.1 電動機運轉(zhuǎn)時間限制器

GB7588-2003第12.10條款設(shè)置了電動機運轉(zhuǎn)時間限制器，其目的是防止發(fā)生第12.10.1條款所述及故障情況的持續(xù)時間過長，而損壞設(shè)備或曳引輪與懸掛鋼絲繩之間因相對滑動導(dǎo)致嚴(yán)重磨損，甚至造成懸掛鋼絲繩斷裂。顯然，與電梯正常運行、平層運行和返基站運行相同，電動機運轉(zhuǎn)時間限制器同樣適用于自動救援運行操作。

對于上述電動機運轉(zhuǎn)時間限制器的檢驗，可以按照以下的步驟進行：

（1）計算轎廂以自動救援運行速度運行最大樓層間距行程的時間再加上10s，設(shè)為X。

（2）電梯正常運行，模擬外部電源斷開，電梯制停在非門區(qū)位置。

（3）自動救援運行啟動過程中，人為在控制柜使平層感應(yīng)器失效，模擬曳引繩在曳引輪上打滑的狀態(tài)并開始計時。

（4）測量時間判斷是否在X內(nèi)完成并停止自動救援運行。如果停止，則符合要求，否則不滿足GB7588-2003第12.10條款要求。

需要注意的是，由于自動救援運行速度通常不大于0.3m/s，可能出現(xiàn)上述的X值大于45s。此時為了滿足GB7588-2003第12.10條款，在高樓層間距需要設(shè)置一定數(shù)量的“假平層信號（不開門）”，自動救援運行過程中通過“假平層信號”電梯控制柜獲知轎廂在井道中正在移動的信息。

4.2 退出自動救援操作

電梯檢規(guī)TSG T7001—2009第2號修改單第2.8.9條款未涉及到自動救援操作的退出過程，如轎門和層門是否需要關(guān)閉、是否切換到正常供電電源回路等進行規(guī)定。顯然，保持轎門和層門開啟時間長短需要匹配相應(yīng)的電池容量，過長的開啟時間可能造成后面的乘客誤入轎廂造成二次困梯。因此，有必要對退出自動救援操作的電梯狀態(tài)進行規(guī)定，如：平層后維持動力驅(qū)動的自動門完全打開狀態(tài)的時間、退出自動救援操作前電梯轎門和層門的關(guān)閉狀態(tài)確認、復(fù)位電梯正常供電電源回路等。

4.3 其它問題

定期檢驗時是否需要對自動救援電源的電池容量進行確認，即能完成轎廂在各種工況下并在最大樓層間距的救援次數(shù)；電梯自動救援操作時，轎廂的平層準(zhǔn)確度要求；自動救援操作期間，是否允許GB7588-2003第14.2.1.2條款開門運行功能；自動救援操作期間，為了安撫被困乘客是否需要設(shè)置聽覺信號和視覺信號。

5 結(jié)論

綜上所述，自識別、自控制能力的ARD自動救援裝置作為電梯的斷電救援裝置具有重要的作用。文中對自動救援操作裝置方案的和檢驗給出了分析，并對檢驗過程中可能出現(xiàn)的問題進行了詳細探討。需要指出的是，配置自動救援裝置時需要改變電梯的控制和供電線路，安裝不規(guī)范可能導(dǎo)致與電梯控制系統(tǒng)存在電磁兼容、系統(tǒng)干擾等問題，無形中加劇了電梯安全風(fēng)險，檢驗人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照檢規(guī)要求進行檢驗。這里也希望出臺相關(guān)的電梯自動救援裝置的制造標(biāo)準(zhǔn)，并鼓勵使用單位在購買電梯時，配置電梯制造單位選配的功能，減少后期加裝帶來的設(shè)備風(fēng)險。