自動扶梯和自動人行道防逆轉保護研究

楊清文

（云南省特種設備安全檢測研究院，云南昆明 650100）

0.引言

自動扶梯和自動人行道在現代城市建設中非常常見，在自動扶梯和自動人行道系統中，涉及到電氣裝置和安全裝置，由于其中涵蓋了大量部件，所以非常容易潛在各種危險因素。必須明確這些安全隱患，找出相應的預防、解決措施，才能在最大程度上降低風險，避免安全事故的發生，有必要對自動扶梯/人行道防逆轉保護相關問題深入研究。

1.自動扶梯/人行道運行作用機理

自動扶梯/人行道在運行過程中，主要是借助梯路、兩側扶手的傳輸作用，實現上下輸送乘客。其中梯路屬于板式輸送機，而扶手則為帶式輸送機，大量的梯級和牽引鏈相互連接，共同組成梯路。觀察扶梯結構不難發現，其由主輪、輔輪兩部分組成。主輪主要就是在牽引鏈條的作用下，使得梯級順著預先設置的軌道進行運行，而輔輪則主要承擔支承乘客的任務，同樣順著固定的軌道運行。此外，驅動裝置也就是鏈條式自動扶梯，一般情況下位于自動扶梯端部，這種安裝方式是當前最為常見的安裝方法，整體工藝已經趨向成熟，方便了后續維修保養。不僅如此，如果應用場所有特殊的使用要求，也可在中部安裝驅動裝置，此時無需設置機房，還能達到節能降耗的作用，如圖1所示。

圖1 人行道的自動扶梯

2.設置防逆轉保護裝置的目的及要求

2.1 目的

自動扶梯/人行道發生逆轉情況，具體指的就是自動扶梯或自動人行道在正常運行時，非人為操作而出現運行方向發生改變的情況，這種突發的逆轉情況會直接危害到乘客人身安全，易引發安全事故。從自動扶梯/人行道運行時發生逆轉情況看，有可能是向上行進或者向下行進，其中滿載與上行情況居多，并且這種發生扶梯逆轉風險的概率非常高，容易導致乘客摔倒、下跌、滾落的危險，嚴重時還會引發踩踏事件。為防止這一安全事故的發生，必須設置相應的保護裝置，確保其在運行過程中方向發生突然改變時，該保護裝置及時發揮保護的作用，使自動扶梯和傾斜式自動人行道停止運行[1]。

2.2 要求

根據相關規定內容，在實際設置中，必須安裝防逆轉保護裝置，并要規范落實相關安全檢驗工作，只有保證該裝置達到規定的標準，才可以保證合格并投入使用。需要注意的是，在使用防逆轉保護裝置時，應當注重以下兩方面內容：其一，當膠帶、踏板、梯級方向發生改變時，防逆轉保護裝置需要做出同步反應，阻止扶梯運行，其二，在裝置動作時，制動器回路、主電源回路必須同時切斷[2]。

3.自動扶梯逆轉原因解析

3.1 電氣方面

由于自動扶梯當中含有電子裝置，所以容易出現電網斷相、錯相、失壓等情況，在此情況影響下，容易造成電動機反轉和驅動力達無法支撐自動扶梯正常運行，然后出現逆轉。造成扶梯逆轉主要是：扶梯在正常上升狀態時，低壓元件等出現故障，比如斷路、短路、粘連等，導致相應的裝置無法自動啟動，保護、控制、制停扶梯的功能無法正常發揮，最終導致自動扶梯逆轉。電氣元件故障問題的發生，一旦引發扶梯發生逆轉現象，則將直接帶來安全隱患問題，因此要給予相關問題以高度重視。

3.2 機械方面

如果系統發生機械故障，會直接引發自動扶梯發生逆轉，涉及很多因素：首先，如果驅動鏈發生破損、斷鏈、位移等情況，致使自動扶梯逆轉[3]。其次，若是該裝置零部件發生故障，比如缺損、缺陷等，也會引發扶梯逆轉。再次，當電梯制動力、牽引力不足以支撐其正常運行，容易出現扶梯逆轉情況，終其原因主要是因為驅動傳送裝置、膠帶、梯級、踏板的驅動裝置，不牢固、打滑，也可能是出現斷裂等情況，以及鏈條過于伸長等現象，從而導致制動力、牽引力低下。

4.防逆轉保護裝置檢測方法

4.1 人為動作檢測

人為動作檢測，就是以人工操作方式，手動控制電氣開關，在檢測過程中，檢測人員使用鑰匙打開自動扶梯，并觀察開啟后的自動扶梯是否可以正常運行。這種檢測方式雖然簡單、方便、快捷，但適用范圍也具有較大局限性，一般情況下，基于機械原理下，對逆轉保護裝置進行設計的過程中，可采取人為動作檢測，但如設計原理是通過可編程電子安全相關系統測速，則不建議使用該方法。除此之外，這種檢測方法只能單一地進行定性檢測，但卻無法實現定量檢測[4]。

4.2 盤車法

盤車法使用起來非常直觀，但過程中較為繁瑣。這一方法通常比較適合機械式逆轉保護裝置，此外，也可運用到傳感器式保護裝置檢測中。分析其原因，通常情況下，自動扶梯絕大部分都不具備主盤車裝置或空間。從實際檢測應用情況看，檢測人員在使用盤車法檢測時，容易判斷失誤，具體分析可知，當電機電源線拆除后，需要使用鑰匙打開，此這一操作會引發保護裝置動作，但實際上，這一動作的產生，并非是因為扶梯發生逆轉引發的，所以，檢測人員容易忽視這一情況，誤認為是逆轉保護發揮了作用。

4.3 串接空氣開關法

在現場檢測過程中，檢測人員可以應用串接空氣開關法檢驗自動扶梯逆轉保護裝置是否有效。在具體操作過程中，對于檢測人員而言，可采取串接空氣開關法，在電機和控制柜之間，將空氣開關串聯上。在此基礎上促使扶梯正常向上運行，等到扶梯趨于平穩、勻速運行后，此時檢測人員可以切斷空氣開關，扶梯因失去上升動力，而后逐漸開始減速，最終停止運行。在整個過程中，需要檢驗人員認真、仔細地觀察，若是發生自動保護并切斷扶梯動力電源，說明該逆轉保護裝置可靠且有效，若沒有則證明該裝置功能沒有發揮作用[5]。串接空氣開關法的應用較為直觀，這也是該檢測方法的最大優點，但缺點也非常明顯，因為該方法只能進行扶梯意外減速的模擬，無法進行反向運行模擬。所以，串接空氣開關法較為適用于欠速保護設計的逆轉保護裝置，而當采取的是機械式原理、信號相位判斷原理，串接空氣開關法并不會產生很好的效果，非常容易出現誤判。具體分析其原因，主要是因為后面的逆轉保護裝置，只有當自動扶梯當即發生逆轉后才能做出反應，但上述分析的串接空氣開關法的應用具有單向局限性，因此很難觸發保護裝置動作，進而導致檢測人員檢測的結果不準確。

5.自動扶梯與自動人行道逆轉故障的具體防護措施

5.1 驅動鏈斷鏈前后的保護

根據相關內容規定，要求自動扶梯必須設置完好的逆轉保護裝置，確保扶梯在正常運行過程中，如果遇到突發情況而發生逆轉情況時，可以發揮保護作用。同時，如果扶梯逆轉保護裝置發生動作后，需要采取手動的方式，來實現對故障的鎖定，通過人為干預的方法后方可讓自動扶梯恢復運行。與此同時，發生電源故障這一現象，或者恢復供電后，此故障鎖定需要始終做到有效性從防逆轉保護裝置和驅動鏈之間相互作用看，主要有如下兩種保護方式，具體分析如下：

5.1.1 斷鏈前保護

斷鏈前保護裝置，采取的是接近式開關。接近式開關比較常見，一般其保護動作的發生，都是置于驅動鏈不斷鏈之前的。驅動鏈斷鏈前，其作用的發揮主要是依賴于超速運行這一原理作用，在該裝置中含有測速元件，其能夠借助光電開關，實現對扶梯運行速度的實時監控，從而針對自動扶梯出現的逆轉情況起到保護作用。在實際運行過程中，由于是棘爪發揮作用，進而實現主軸運行動作的直接制停，因此，在此過程中，就無需安裝驅動鏈斷鏈保護裝置。當發生逆轉現象時，此時曳引機會發生減速直到停止，在此基礎上，基于重力的影響，扶梯此時就會向相反的方向加速運動，一旦接近最大數值時，則能夠將制動器以及主機的電源直接切斷，自動扶梯隨之會停止運行，以此保證了乘客人身安全。

5.1.2 斷鏈后保護

針對斷鏈后的保護，該裝置是由斷鏈保護裝置、制停裝置組成。當自動扶梯發生逆轉時或者是驅動鏈發生斷裂，此時保護裝置就會動作，使自動扶梯停止運行。基于相關規范下，針對附加制動器的安裝條件進行了明確，具體表現在如下幾個方面：（1）如工作制動器、梯級驅動輪間沒有使用軸、齒輪進行銜接，同時，也并非是兩根及以上的單排鏈條、多排鏈條連接的情況，則就需要采取附加制動器的方式。（2）如果扶梯正常運行時提升高于6m，需要安裝附加制動器。（3）正常情況下，對于工作制動器的運用，需要其符合相關規定，但如果采取的是機－電式工作制動器，同時并未達到相關標準要求，此種情況下，就必須采取附加制動器。（4）公共交通型。加裝附加動器，能夠有效解決扶梯制動器失效的問題，確保發生故障時扶梯能夠因及時斷電而停止運行，以此保障乘坐者的安全，避免發生意外事故[6]。滿足上述任何一種情況，自動扶梯/人行道都要安裝附加制動器。如果發生鏈條斷裂，松脫等情況，功能無法正常發揮，則驅動主機和傳動機械便無法有效發揮作用，這種情況下，即便是安全開關作出反應，以此確保驅動主機停止運行，也無法使得扶梯停止動作，尤其是扶梯上有乘客并向上運行時，極易引發反向運行、超速運行的情況，進而導致乘客摔倒，情況嚴重時，還會發生踩踏、擠壓等情況，造成嚴重傷亡事故。而附加制造器的主要作用就是能夠防止自動扶梯逆轉造成安全事故的發生，其作為一種保護裝置，在發生動作時，雖然對制停距離沒有明確要求，但卻明確要求在動作開始時要確保控制電路處于斷開狀態。

5.2 加強逆轉事故的防范管理

首先，國家相關監管部門需要發揮職能作用，從安全技術標準與規范入手，加強完善。并在現行規范、標準基礎上，從細節入手，進一步明確自動扶梯/人行道防逆轉保護的規定內容，確保各項細則內容詳盡、全面。其次，電梯制造單位、維修保養單位、使用單位等各方主體，要明確自身職責。從扶梯制造開始，嚴格按照行業標準與規范進行設計、制造、安裝等環節保證逆轉保護裝置是合格且有效的，以此發揮出保護裝置的功能作用。在扶梯后續使用過程中，無論是維保、使用，相關單位必須加強提升日常檢查、維修、管理工作水平。如圖2所示。最后，特種設備檢驗機構也需要提高對自動扶梯逆轉的重視，在檢測中，應當注重強化技術檢驗水平，結合實際需求，積極提升檢測方法有效性、科學性，而后全面提升自動扶梯防逆轉保護裝置技術檢驗工作水平，保證自動扶梯可以正常、平穩地運行，進而保證乘客人身財產安全。

圖2 自動扶梯檢修

6.結語

為降低甚至杜絕扶梯及傾斜人行道逆轉安全事故的發生，相關單位必須高度重視做好自動扶梯和自動人行道防逆轉保護工作，從實際情況出發，合理引用并逐一排查防逆轉保護裝置能否有效地發揮制停的作用，防止逆轉安全事故發生，保證乘客人身安全。通過本文的分析可知，從扶梯制造到后續使用、檢測、管理都必須嚴格按照新標準、新規定進行。同時，作為檢驗人員，在日常工作中，要正確認知防逆轉保護裝置作用，通過不斷學習、不斷實踐，總結經驗，掌握綜合的科學有效的檢驗技能與方法，從而保證各個地方使用的自動扶梯與人行道使用安全。