基于故障代碼的一起電梯困人事故的故障樹分析

滕欣定，張交通

（紹興市特種設備檢測院，浙江 紹興 312071）

1 前言

故障樹分析法是將所要分析的系統問題以圖形的形式進行表達處理。故障樹分析法第一步就是需要確定某一影響較大的系統故障作為頂上事件，然后將產生頂上事件的主要原因作為中間事件，對中間事件進行逐級分析直至不能分解為止，不能分解或者不需要分解的事件作為基本事件置于底部，頂上事件作為最終的目標核心位于邏輯分析中的頂端，中間事件用于描述事件間邏輯關系位于中間，這樣可以得到一個樹狀邏輯圖，稱為故障樹。

最小割集就是指能夠觸發最低限度的基本要素的合集，將所有的最小割集進行集合，就可以構成全部故障，故障樹的構建其實就是繪制了故障的所有可能發生情況。通過分析最小割集，可以找出系統的薄弱環節、系統設計缺陷等，從而采取預防措施。

電梯作為一種機電整合程度較高的運輸設備，在人們的生產生活中發揮著不可替代的作用，隨著社會的不斷進步和城市化發展，電梯的使用量不斷增加，但同時也伴隨著很多電梯故障的發生，電梯的安全問題越來越受到社會的廣泛關注。

隨著電梯自動化控制的不斷提升，導致了電梯出現的電氣故障越來越不透明化，故障的表征形式越來越多樣化。所以，這就需要電梯從業人員更熟練地掌握相關的電梯電氣工作原理，能夠在電梯出現故障的時候，準確判斷出故障所在，高效排除電梯的電氣故障，快速進行維修，保證電梯安全運行。

當電梯出現電氣故障時，一般是維修人員按照該電梯的電氣原理圖查找出電梯的故障所在，但是，由于電梯控制系統品牌眾多、型號不一，導致了電氣故障的表現形式不一，維修人員如何能快速有效地分析出電氣故障的原因，成為能否迅速排除故障、保障人身財產安全的因素之一。

在電梯的電氣原理圖等資料丟失的情況下，若從業人員對這類電梯電氣原理掌握不夠，就直接加大了電梯的維修難度，甚至無法解決電氣故障。而電梯故障代碼的出現，使得維修人員可以快速識別電梯故障產生的原因，這可以在很大程度上提高解決電梯電氣故障的效率，使從業者對電梯電氣故障有更直觀的了解，這是提高電梯維修效率的重要方式之一。

2 實例分析

2.1 事故描述

2021年5月，紹興上虞某地一家具廠房內，發生了一起電梯沖頂造成人員被困的事故，事發時，一臺載貨電梯正載著一名乘客由一樓向頂樓四樓運行，當電梯到達頂樓四樓時，電梯發生故障，電梯門一直沒有打開，最終導致了困人事故的發生。

2.2 事故的故障樹分析

電梯發生了困人事故，困人事故的直接原因是因為由于電梯沖頂引起的，在此，將頂上事件明確為“電梯沖頂”，進行分析可知，產生電梯沖頂的原因可能有兩個：機械故障與電氣故障。機械故障是指由機械上的原因導致電梯沖頂，電氣故障是指由于電梯電氣原因引起電梯的沖頂事故。所以，就能夠將“電梯機械故障”和“電氣故障”列入電梯沖頂的子事件。我們可以繼續對兩個可能引發沖頂的子事件進行分析，其中機械方面的因素分析又可以分為兩個方面：一是制動器制動力不足；二是曳引能力不足等二個子事件，具體分析如下：

產生“曳引能力不足”的原因有：（1）曳引輪槽過度磨損。（2）平衡系數過小。（3）鋼絲繩過度磨損。（4）鋼絲繩銹蝕。（5）鋼絲繩過度潤滑，表面有油污。

產生“制動器制動力不足”的原因有：（1）制動器制動片與制動輪間隙大。（2）制動力矩不足。（3）制動鐵芯卡阻，使得制動器不能完全抱死、制動器失效。（4）制動輪上有油污。

產生“電氣故障”的原因有：（1）電梯換速開關失效。（2）限位開關失效。（3）平層信號未反饋到電梯主板內。（4）亂層。（5）接觸器存在黏連現象。（6）抱閘繼電器存在剩磁現象。

所以，將上述情況進行歸納，可得圖1，電梯沖頂的故障樹圖。

圖1 電梯沖頂的故障樹圖

2.3 沖頂事故的具體分析

對該電梯進行現場勘察，電梯主機無異常，但控制柜內有電梯故障代碼，其故障代碼為E30（進一步通過操作器查詢，電梯還有故障代碼E22、E43），主板上X1燈不亮，見圖2；電梯應急放人時，電梯轎廂地坎高于4樓層門地坎，此時，轎頂上電梯平層感應器超越隔磁板正常平層位置，見圖3，其余無異常。

圖2 電梯故障代碼及X1信號燈

圖3 電梯位置異常圖

電梯控制系統采用默納克1000一體機，查閱默納克1000故障代碼描述及處理方法，見表1。

表1 電梯故障代碼描述及處理方法

從故障代碼描述及處理方法中，這起困人事故的原因可能與電梯的平層感應器、旋轉編碼器、上限位開關有很大的關系。電梯的平層感應器、旋轉編碼器用于電梯位置的測定，對于電梯安全來講，位置測定是其電梯控制系統的關鍵要素之一，對于絕大部分的電梯控制系統來講，電梯的位置測定是需要平層感應器、隔磁板、旋轉編碼器的相互配合來完成的。上限位開關是防止電梯轎廂超越正常行程用的，上限位開關一動作，此時將切斷上行方向電源，電梯不能運行。

平層感應器主要起到的是電梯的一個平層信號的采集的作用，電梯到每層后，由于平層開關輸入狀態的變化，電梯可以準確地實現平層。電梯平層開關對抗干擾要求較高，因為干擾可能使平層開關發生誤動作，使電梯平層定位出錯，影響電梯的安全使用。

電梯正常運行時，隔磁板每隔一段時間插入電梯的平層感應器，此時，把門區信號、時間信號通過隨形電纜傳遞到控制柜上，控制柜把得到的信號（包括旋轉編碼器的速度信號）與以前設定的程序進行比對后，來判斷電梯的運行情況，以此來推斷電梯是否處于正常狀態，從而保證了電梯能夠準確地到達指定樓層。當控制柜主板上接收的數據與電梯出廠設計時的“自學習”上的數據出現較大偏差時，電梯就會進入“保護狀態”，有的電梯還會自動尋址，校正到終端層壓到強迫換速和限位開關，通過限位的位置數據來校正樓層，即所謂的電梯“墜落”現象，但這絕不是真正意義上的“墜落”，因為此時電梯下行的速度是以檢修速度下行（未達到電梯限速器—安全鉗的動作速度）。

由于事故電梯控制面板中電梯輸入信號中X1燈不亮，查閱默納克1000主板控制輸入回路，見圖4。X1燈不亮表明電梯平層信號(門區信號DZ1)沒有輸入主板，通過進一步勘驗，由于該廠為家具廠，電梯因平時很少使用，其平層開關上，沾滿了灰塵，見圖3所示，導致無論隔磁板有無插入其平層開關，輸出狀態一直沒有發生變化，平層感應器處于常開狀態，平層感應器無平層信號的輸出，即電梯上行時雖已到達頂樓，但電梯主板上沒有平層信號的輸入（X1燈不亮），電梯繼續上行直到碰到上限位開關為止(電梯出現故障代碼E43)，電梯這才停止運行，此時，電梯邏輯判斷出錯(在故障樹里對應的最小割集為X3：平層信號未反饋到電梯主板)，電梯進入異常保護狀態，電梯不開門，導致了困人事故的發生。

圖4 默納克1000主板控制輸入回路

3 結語

（1）在對事故進行分析以及評估時，使用故障樹分析法是較為合適的。本文將電梯沖頂事故作為頂事件，開展故障樹分析，分析了電梯沖頂的可能原因，找到了電梯沖頂事件的最小割集，為事故的進一步分析提供了便利。（2）故障代碼，可以很大程度上提高用戶解決故障的效率，使得從業人員對電梯電氣系統故障有更直觀的了解，能夠在電梯出現故障的時候，準確判斷出故障所在，高效排除電梯的電氣故障，快速進行維修，以保證電梯安全運行。（3）這起電梯困人事故的產生是由于電梯平層開關上沾滿了木屑，電梯上行時雖已到達頂樓，但電梯主板上沒有平層信號的輸入（X1燈不亮），電梯繼續上行直到碰到上限位開關為止，電梯這才停止運行，此時，電梯邏輯判斷出錯，電梯進入異常保護狀態，電梯門沒有打開，導致了困人事故的發生。（4）在使用電梯時如果遇到電梯出現異常情況，發生了困人等現象時，使用者最安全的做法是保持鎮定，呼叫電梯的緊急按鈕，并耐心等待救援人員的到來，切勿盲目自救，以免事態的擴大。