基于故障樹的家用電梯事故分析與預防措施

程文超，吳兵，方少林

（蘇州華碧微科檢測技術有限公司，江蘇 蘇州 215000）

隨著我國現代化建設的速度越來越快，人們對物質生活的要求越來越高，電梯已不再是人員密集區域的購物中心、交通樞紐等場所的專屬地。別墅作為一種新型的住房能夠滿足幾代人同時居住，而且私密性強，逐漸成為高收入家庭購房時的首選，而別墅電梯也越來越被廣泛安裝在別墅住宅內，而家用別墅電梯引發的事故也越來越多。

天津濱海新區某家用別墅電梯在安裝使用過程中，發生一起乘客墜落事故，給乘客造成人身和財產損失。由于家用電梯結構復雜、零件繁多，因此利用故障樹分析法對事故原因進行分析，可以快速找到事故原因及電梯設備薄弱環節，以便在設計制造、安裝、使用維保環節中進行優化。

1 電梯安裝情況及事故說明

GB/T 21739-2008《家用電梯制造與安裝規范》中明確定義家用電梯是指安裝在私人住宅中，僅供單一家庭成員使用的電梯。它也可以安裝在非單一家庭使用的建筑物內，作為單一家庭進入其住所的工具，但是建筑物內的公眾或其他居住者無法進入和使用。某家用電梯安裝在3 層別墅井道內，電梯為變頻變速曳引驅動，電梯層門為鉸鏈式木制層門，電梯轎門為折疊式裝潢轎門，如圖1 所示，現場測量電梯轎門與關閉后層門之間的距離為0.33m，電梯井道內的底坑空間大小長1.40m，寬1.35m，深0.28m，如圖2 所示。

圖1 轎門與廳門的水平距離

圖2 底坑深度

乘客乘坐電梯時，由于電梯門系統故障，導致乘客困在轎門與層門之間的間隙中，當電梯上行時，引起乘客墜落電梯井道底坑，而后電梯下行時，引起電梯底部與乘客的擠壓，造成人身事故。

2 故障樹分析電梯故障與人身事故

2.1 故障樹分析法

故障樹分析（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）技術是美國貝爾電報公司的電話實驗室于1961 年開發，該分析方法是一種運用邏輯分析和推理故障事件的圖形演繹方法。故障樹圖可以針對某種故障（頂事件）進行邏輯分析，與基本事件（底事件）逐級關聯，清晰直觀地表達兩者之間的關系，便于找出薄弱環節，能夠對復雜系統進行準確高效的故障分析。該電梯事故發生的原因比較復雜，利用故障樹能夠簡單清晰地表達電梯系統與事故發生的邏輯關系，可以幫助查找事故發生的原因。GB/T 4888-2009《故障樹名稱術語和符號》中規定了故障樹圖中使用事件符號和邏輯門符號的名稱和意義，故障樹圖中常用事件符號和邏輯門符號的意義見表1。

表1 故障樹使用的事件符號和邏輯門符號

圖3 電梯事故故障樹圖

2.2 故障樹建立

人員墜入電梯井道與電梯的運行，電梯門系統元件諸如接觸器、門鎖、光幕等功能性是否完好存在密切關系，故障樹的建立能明確將基本事件與頂事件的關系，幫助分析事故發生的原因，該事故的故障樹圖，如圖3 所示，事件代碼與名稱見表2。

2.3 故障樹分析與試驗

根據故障樹分析，電梯事故中層門打不開主要原因是光幕和層門門鎖發生故障，現場測量光幕電源電壓為24VDC，在有異物阻擋光幕射線時，未見轎門進行自動開啟，現場檢查層門門鎖，發現門鎖電壓不穩定，時而0V，時而24VDC。因此，鎖定光幕器件本體發射器失效和門鎖觸點接觸不良。

3 電梯安裝分析

3.1 電梯層門安裝

根據GB/T 21739-2008《家用電梯制造與安裝規范》中第12.1.1.4 條規定，“如果家用電梯使用了鉸鏈式層門和折疊式轎門，則在關閉后門之間的任何間隙內都應不能放下一個直徑為150mm 的球”，該家用電梯的層門與關閉后電梯的轎門之間的水平距離為0.33m，不符合國家標準要求，且層門與轎門之間的距離可以容納人體站立，在該電梯門系統出現故障的情況下，乘客被滯留在該區域，引起人體與門之間的剪切和碰撞、人體墜井等風險，極大地增加了電梯乘客的安全隱患。

3.2 電梯底坑分析

該家用電梯的底坑空間大小為長1.40m，寬1.35m，深0.28m，結 合GB/T 21739-2008《家用電梯制造與安裝規范》中底坑空間規定，當轎廂完全壓在緩沖器上底坑中應有足夠的空間，該空間的大小以能容納一個不小于0.50m×0.60m×1.0m 的長方體為準，任一平面朝下放置即可，該家用電梯底坑空間偏小，從而在人員墜井后，電梯向下運行時，給人體造成擠壓，造成人身事故。

表2 故障樹分析基本事件

4 家用別墅電梯的改進

4.1 設計制造

電梯門系統中使用的門鎖、光幕、限位開關、繼電器、接觸器等關鍵性元器件，在長期使用時，會存在磨損、變形、發熱松動、接觸不良等，造成電梯運轉不正常，引起門系統故障，諸如開門故障、沖頂、敦底等故障，以及更嚴重的人身事故，因此，在生產制造廠家出廠該產品時，需要經過專業檢測機構對其進行型式檢驗，合格后方可出廠，減少設計制造方面的安全隱患。

4.2 安裝

GB/T 21739-2008《家用電梯制造與安裝規范》中對電梯層門和轎門的材料、兩門之間的水平距離有明確規定，對底坑空間大小有明確規定，因此，在進行電梯安裝時，應該選取有相關電梯安裝資質的單位進行安裝，在安裝后進行檢查，確保電梯的安裝符合國家標準規定的要求，從而減少安裝方面的隱患。

4.3 使用與維護

在家用別墅電梯維護保養時，應該選擇專業的維護保養單位進行維護保養工作，定期對電梯進行全面檢查和維保，及時發現問題解決問題，GB/T 21739-2008《家用電梯制造與安裝規范》規范性附錄中規定，全面檢查家用電梯的時間間隔不應超過12 個月，因此，家用電梯要定期進行全面檢查，消除設備安全隱患。

5 結語

（1）通過故障樹分析法對家用電梯門系統進行分析，快速確定了光幕和門鎖引起電梯門系統故障，找到了電梯門系統薄弱環節和電梯事故的關鍵原因。

（2）家用電梯門系統安裝和底坑空間不符合國家標準要求，引起乘客墜入井道，并受到電梯轎箱下壓，引起人身事故。

（3）在電梯設計制造、安裝、使用與維護環節上提出避免電梯事故的預防措施，能夠保障乘客人身安全和特種設備運行安全。