一種電梯層門(mén)閉合開(kāi)關(guān)快速檢測(cè)裝置

蔡 燕

（黃山市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)中心 黃山 245000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化率的提高，電梯的數(shù)量持續(xù)保持高速增長(zhǎng)。截至2021 年年底，全國(guó)登記的電梯總量已達(dá)到879.98 萬(wàn)臺(tái)[1]，給人民群眾的出行帶來(lái)極大便利的同時(shí)也往往伴隨著人身傷害，大多數(shù)的事故發(fā)生在門(mén)區(qū)，而門(mén)區(qū)事故多是由于維修人員為快速恢復(fù)電梯運(yùn)行人為短接門(mén)鎖裝置造成[2]。因此對(duì)門(mén)鎖裝置的檢驗(yàn)應(yīng)當(dāng)擺在十分重要的位置。

在TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)檢規(guī)）第2 號(hào)修改單實(shí)施以后進(jìn)行安裝監(jiān)督檢驗(yàn)的電梯雖已配置“門(mén)回路”檢測(cè)功能，能夠檢出門(mén)回路短接的缺陷，但對(duì)于短接單個(gè)門(mén)鎖開(kāi)關(guān)的缺陷是無(wú)法檢出的，如不及時(shí)排除隱患，將嚴(yán)重威脅乘客的生命安全。

電梯層門(mén)鎖通常由主動(dòng)門(mén)扇上的鎖緊開(kāi)關(guān)和從動(dòng)門(mén)扇上的閉合開(kāi)關(guān)組成，兩者相互串接后再與其他層站門(mén)鎖串聯(lián)，構(gòu)成門(mén)鎖回路。當(dāng)其中任何一個(gè)門(mén)鎖開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電梯將不能正常運(yùn)行。對(duì)層門(mén)鎖緊開(kāi)關(guān)有效性的檢驗(yàn)是比較方便的，轎頂檢修運(yùn)行時(shí)，手動(dòng)斷開(kāi)鎖緊裝置，觀察電梯是否立即停止即可；對(duì)層門(mén)閉合開(kāi)關(guān)的檢驗(yàn)就不那么方便，要斷開(kāi)門(mén)閉合開(kāi)關(guān)就需要先打開(kāi)層門(mén)，由于此時(shí)門(mén)鎖緊開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)，即使電梯不能運(yùn)行也不能判斷門(mén)閉合開(kāi)關(guān)的有效性[3]。

檢規(guī)給出門(mén)的閉合開(kāi)關(guān)的檢驗(yàn)方法為抽取基站、端站以及至少20%其他層站的層門(mén)，短接層門(mén)鎖緊開(kāi)關(guān)，打開(kāi)層門(mén)，觀察電梯能否運(yùn)行[4]，該方法一般稱(chēng)為“短接法”，具有適用性廣的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是需要2 人配合，短接和拆除過(guò)程費(fèi)時(shí)，若短接時(shí)因疏忽大意將短接線同時(shí)觸碰門(mén)鎖和金屬底座，可能導(dǎo)致門(mén)鎖接地觸發(fā)安全回路保險(xiǎn)絲熔斷，影響檢測(cè)效率。除“短接法”外，業(yè)內(nèi)人士還常用的方法是“隔離法”，檢測(cè)方法為打開(kāi)層門(mén)，人為用絕緣膠帶包住層門(mén)閉合開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)，關(guān)閉層門(mén)，觀察電梯能否運(yùn)行，該方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度快，對(duì)電梯無(wú)損傷，缺點(diǎn)是只適用于“插針式”結(jié)構(gòu)的副門(mén)鎖（見(jiàn)圖1），不適用于“凸輪式”機(jī)構(gòu)的副門(mén)鎖（見(jiàn)圖2）。對(duì)于“凸輪式”副門(mén)鎖的檢測(cè)通常采用第3 種方法即“拆除法”，檢測(cè)方法為將副門(mén)鎖固定螺絲松開(kāi)，移走開(kāi)關(guān)，關(guān)閉層門(mén)，觀察電梯能否運(yùn)行，缺點(diǎn)是重新安裝時(shí)需要調(diào)整好位置，否則門(mén)鎖容易接觸不良，檢測(cè)及安裝過(guò)程耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)[5-7]。

圖1 “插針式”結(jié)構(gòu)副門(mén)鎖

圖2 “凸輪式”結(jié)構(gòu)副門(mén)鎖

1 門(mén)鎖電路分析

圖3 為典型的門(mén)鎖回路圖，為便于分析，圖中省去了安全開(kāi)關(guān)和轎門(mén)開(kāi)關(guān)等。以2 層為例，打開(kāi)層門(mén)，當(dāng)不存在短接時(shí)（見(jiàn)圖4），因2 層鎖緊和2 層閉合開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)位置，因此節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4 之間無(wú)電勢(shì)差；當(dāng)2 層閉合開(kāi)關(guān)被短接時(shí)（見(jiàn)圖5），節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4 之間存在110 V 電勢(shì)差。即通過(guò)判斷層門(mén)鎖緊開(kāi)關(guān)兩端的電壓可以間接判斷層門(mén)閉合開(kāi)關(guān)是否被短接[3]。

圖3 典型門(mén)鎖回路圖

圖4 門(mén)閉合開(kāi)關(guān)未短接時(shí)電路狀態(tài)

圖5 門(mén)閉合開(kāi)關(guān)被短接時(shí)電路狀態(tài)

2 需求分析

目前市場(chǎng)上的電梯門(mén)鎖回路的設(shè)計(jì)電壓有直流和交流之分，電壓值從48 V 到220 V 不等，上述檢測(cè)需要知道被檢電梯門(mén)鎖回路的電壓值和交直流類(lèi)型且與“短接法”有類(lèi)似的缺點(diǎn)，檢測(cè)不方便，因此需要一種能夠既不需要區(qū)分被檢電梯交直流類(lèi)型，又能直接反映門(mén)鎖緊開(kāi)關(guān)是否有電壓的裝置，該裝置對(duì)提高副門(mén)鎖的檢測(cè)效率和安全性有現(xiàn)實(shí)意義。

3 檢測(cè)原理及元器件選型

本裝置通過(guò)檢測(cè)門(mén)鎖緊開(kāi)關(guān)兩端的電壓并通過(guò)指示燈的亮滅來(lái)反映門(mén)閉合開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，設(shè)計(jì)電路如圖6 所示。

圖6 檢測(cè)裝置的電路圖

3.1 門(mén)鎖回路為直流電

當(dāng)M1接直流電正極（＋），M2接直流電負(fù)極(-)時(shí)，電流經(jīng)過(guò)50K 限流電阻，然后流經(jīng)D4、D5和R1，最后經(jīng)過(guò)高壓二極管D6流回M2，所以綠色指示燈D4、D5一直亮起。因?yàn)槎O管正向?qū)ā⒎聪蚪刂沟奶匦裕娏鳠o(wú)法經(jīng)過(guò)D3流入D1、D2和R2，所以紅色指示燈D1、D2不亮。當(dāng)M2接直流電正極（＋），M1接直流電負(fù)極(-)時(shí)，電流經(jīng)過(guò)D1、D2和R2，然后流經(jīng)D3，最后經(jīng)過(guò)50K 限流電阻流回M1，所以紅色指示燈D1、D2一直亮起，綠色指示燈D4、D5不亮。

3.2 門(mén)鎖回路為交流電

當(dāng)M1接交流電L 極，M2接交流電N 極時(shí)，在交流電正半軸時(shí)，電流經(jīng)過(guò)50K 限流電阻，然后流經(jīng)D4、D5和R1，最后經(jīng)過(guò)高壓二極管D6流回M2，所以綠色指示燈D4、D5亮起。因?yàn)槎O管正向?qū)ā⒎聪蚪刂沟奶匦裕娏鳠o(wú)法經(jīng)過(guò)D3流入D1、D2和R2，所以紅色指示燈D1、D2不亮。在交流電負(fù)半軸時(shí)，電流經(jīng)過(guò)D1、D2和R2，然后流經(jīng)D3，最后經(jīng)過(guò)50K限流電阻流回M1，所以紅色指示燈D1、D2亮起。因?yàn)槎O管正向?qū)ā⒎聪蚪刂沟奶匦裕娏鳠o(wú)法經(jīng)過(guò)D6流入D4、D5和R1，所以綠色指示燈D4、D5不亮。當(dāng)M2接交流電L 極，M1接交流電N 極時(shí)，可類(lèi)比分析。所以當(dāng)檢測(cè)交流電時(shí)，理論上D1、D2和D4、D5交替閃亮。因?yàn)榻涣麟姽ゎl為50 Hz，人眼是無(wú)法辨別LED 是交替閃爍的，實(shí)際上在測(cè)試交流電時(shí)，會(huì)看到紅色發(fā)光二極管D1、D2和綠色發(fā)光二極管D4、D5一直處于常亮狀態(tài)。

3.3 元器件的選擇

選擇二極管D3、D6時(shí)，應(yīng)考慮檢測(cè)電路所能承受的最高反向電壓，否則會(huì)導(dǎo)致二極管燒壞。該二極管為耐反向高壓二極管，正向?qū)妷簽?.3 V，正向最大電流為1 A，反向耐壓為600 V，確保電路可以安全測(cè)量48 ～220 V 電壓。紅色發(fā)光二極管D1、D2，正向?qū)妷簽?.8 V，最大正向電流為20 mA，綠色發(fā)光二極管D4、D5正向?qū)妷簽? V，最大正向電流為20 mA，LED 燈亮起表示電路中有電流通過(guò)[8-10]。電阻R1、R2用于調(diào)整電路最低檢測(cè)電壓。電阻R3為檢測(cè)電路的限流電阻，當(dāng)待檢測(cè)電壓范圍為48 ～220 V時(shí)，將電路電流限制在0.8 ～4.4 mA 范圍內(nèi)，假設(shè)門(mén)鎖回路電壓為220 V，檢測(cè)電路電流約為4.4 mA，R3上的功率約為0.968 W，理論上該電阻會(huì)發(fā)熱嚴(yán)重，甚至?xí)驗(yàn)榘l(fā)熱導(dǎo)致電阻燒斷。所以R3選用金屬殼功率電阻，增加散熱性能，提高電路穩(wěn)定性。M1、M2為觸點(diǎn)端子，用于把門(mén)鎖緊觸點(diǎn)接入檢測(cè)電路。

3.4 裝置外形設(shè)計(jì)

為便于使用并兼顧安全，將檢測(cè)裝置PCB 板設(shè)計(jì)成圖7 的形狀，觸點(diǎn)端子所在的前端部位窄而長(zhǎng)，能夠方便搭接在門(mén)鎖緊觸點(diǎn)上，指示燈設(shè)計(jì)在后端便于觀察，鐵殼電阻在外側(cè)便于散熱，下方的直柄便于握持。使用時(shí)打開(kāi)層門(mén)，手持直柄將前端觸點(diǎn)端子搭在兩側(cè)門(mén)鎖緊觸點(diǎn)上，如果有指示燈亮起，表示門(mén)閉合開(kāi)關(guān)被短接，反之則表明無(wú)短接。

圖7 檢測(cè)裝置PCB 板

4 結(jié)果

本檢測(cè)裝置小巧、便捷、低成本和功能性強(qiáng)，使用最少的元器件實(shí)現(xiàn)48 ～220 V 之間的交、直流電壓檢測(cè)，能夠直觀指示待檢測(cè)端子之間是否有電壓。

對(duì)“插針式”門(mén)閉合開(kāi)關(guān)分別使用“隔離法”和本裝置進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)“凸輪式”門(mén)閉合開(kāi)關(guān)分別采用“拆除法”和本裝置進(jìn)行檢測(cè)，用時(shí)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 各檢測(cè)方法用時(shí)統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)電梯數(shù)量增長(zhǎng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)檢驗(yàn)檢測(cè)人員增加的速度，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)“人機(jī)比”矛盾愈發(fā)突出，檢驗(yàn)檢測(cè)人員運(yùn)用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法難以完成大量的門(mén)閉合開(kāi)關(guān)抽查工作。本檢測(cè)裝置能夠很好地為檢驗(yàn)檢測(cè)人員解決傳統(tǒng)方法中耗時(shí)、費(fèi)力的問(wèn)題，也適用于安裝、維保人員的日常自查工作，能夠很大程度上提高檢測(cè)的效率。