电梯轿厢意外移动保护的控制设计

发表时间:2019/12/19   来源:《建筑实践》2019年38卷第17期   作者:李悦华
[导读] 随着当代社会的大力发展,高层建筑越来越多的出现在我们的生活中

         摘要:随着当代社会的大力发展,高层建筑越来越多的出现在我们的生活中,随之而来的是电梯的作用越来越大,作为高层建筑中垂直运输的工具,它为人们带来了很多方便,但同时存在一定的安全隐患,其安全性直接影响着人们的身心健康。电梯轿厢的意外移动容易造成乘坐人员剪切、挤压等事故,因此结合在电梯检验工作中发现的一些问题进行分析。
         关键词:电梯轿厢意外移动保护;控制设计;
         在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下,由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一元件失效引起轿厢离开层站的意外移动,电梯应具有防止该移动或使移动停止的装置。即通过对电梯系统的优化设计,最大程度保证电梯轿厢的安全运行,消除意外移动等安全隐患,保障乘客的安全。
         一、轿厢意外移动的原因
         电梯执行的所有指令、信号,均由电气控制系统来完成,电气控制系统中的可编程控制器和电气元件的某一部分出现故障,可能导致电梯误动作而出现事故,如门锁电气验证失效,可能导致电梯在平层开门状态下运行导致人员造成严重伤害如剪切、坠落。驱动系统曳引式电梯多采用永磁同步无齿轮曳引机,电梯的上下运行主要靠曳引轮绳槽和钢丝绳的摩擦力来实现。曳引轮绳槽的严重磨损、钢丝绳的磨损都可能导致摩擦系数的改变从而导致曳引力的变化,以及绳槽和钢丝绳上的油污都可导致曳引力不足而导致钢丝绳打滑出现轿厢的意外移动。制动器作为电梯最重要的安全装置,其性能的好坏直接对电梯的安全运行起着非常重要的作用。从各种电梯事故分析中可以发现,制动失效是造成事故的主要原因。其中,制动器闸瓦与制动轮间隙调整不当、闸瓦磨损严重、顶杆螺栓调节不当、抱闸滞后延时等,以及制动闸瓦因维保不慎沾有油污等都可造成制动失效。维保人员违规操作电梯,如人为短接轿门、层门电气联锁装置导致电梯开门运行,超载装置失效使电梯超载运行在平层开门后造成溜车,电梯困人后救援操作不当等。
         二、电梯轿厢意外移动保护的控制设计
         1.保护装置设计。电梯轿厢意外移动的原因有很多,包括厢门、层门电气联锁装置失效、控制电路失效、电梯以外的电磁干扰等电器方面的原因,制动器部件缺陷、制动轮闸瓦上有油污等制动器方面的原因,还有曳引轮缺陷、悬臂式曳引轮轴断裂等曳引机方面的原因等。电梯轿厢意外移动安全保护装置只要能做到十分可靠的控制电梯轿厢意外移动的发生或不论何种原因造成电梯轿厢意外移动,该装置都能检测到,并停止电梯工作,保持电梯轿厢静止状态,那么这样的装置就是有效的。所谓触点,就是在电梯正常运行时电梯轿厢最顶部与层门最顶部接触的点上安装分别安装一个触点。这两个触点既是电梯轿厢定位的点,也是触动下一步固定固定托杆伸出的开关接触的,它们的接触可以形成一个闭合回路,控制下一装置的启动。这两个触点要尽量小,位置要尽量准确,确保只有电梯轿厢和电梯门处在标准位置时,即保证电梯正常运行,这两个点才能接触并触动开关,也可对电梯轿厢的运行起到第一步定位作用。所谓固定开门,顾名思义就是电梯按安全标准位置停稳固定后电梯门打开。固定的设计即是上文所提到的“固定托杆”。“固定托杆”装置安装在电梯井的墙上,设计为可伸缩装置,与层门上部触点为一体电路装置,设计最好为4 条托杆,既可以确保精准定位也可增强托杆托力,保证托杆充分发挥固定电梯轿厢的作用,增加安全性。与托杆相对应的在电梯轿厢上设计4 个插口,插口内也有触点,可以是一个也可以是多个。避免事故发生,如触点失灵导致托杆装置出发,但只要位置不正确托杆就插不进插口就不会触发电梯门,双重保护作用安全性更高。当电梯轿厢准备离开时,待电梯门关闭后,触动“固定托杆”缩回,启动电梯。

可通过电梯轿厢底设电机与线路通过托杆与电梯门相连的方式实现固定开门和收杆的功能,凡事总有意外,再奏效的安全装置也有可能失灵。从近几年因电梯轿厢意外移动造成的事故看,如果误坠入电梯轿厢顶端的乘梯人能对电梯进行制动操作的话,会挽回很多人的生命。一旦乘梯人误坠入电梯轿厢顶端,可通过紧急制动开关自行停止电梯工作,改变无力回天的局面。
         2.防止轿厢意外移动保护的系统保护。电梯的超速保护制动装置通常是由夹绳器或限速器- 安全钳构成,这种超速保护经过一定的改造可同时执行轿厢意外移动的安全保护。防止轿厢意外移动的系统保护中,开锁区域内的曳引机的电气防滑保护是防止轿厢意外移动系统保护的重点,开锁区域外的夹绳器或安全钳在这个系统保护中是作为一种辅助手段。这首先是因为使用曳引机的电气防滑保护对设备的伤害程度非常小,而使用夹绳器或安全钳制动时则会对设备造成一些伤害。另外,过多地使用夹绳器或安全钳制动会增加电梯困人的几率和困人的时间,因为夹绳器或安全钳不像制动器,一旦动作后不能马上恢复,有时的恢复还必须是具有相当检验的电梯维修人员。在能保证安全的前提下,夹绳器或安全钳能不用尽量不用,即使要用也要放在开锁区外。例如在电梯控制装置中,除检测门区的磁感应装置外,旋转编码器也可监测电梯的位移。但如果在电梯停车开门后用旋转编码器进行位移监测,一旦发现有一定的位移就动用夹绳器或安全钳就不一定必要。在电梯平层停车开门后,如果客梯进人较多或货梯上货较多,电梯可能发生一定的下沉,这种下沉只要不是持续下滑,就没有太大安全问题,而且必要时在开锁区内它还可以通过简单的反平层纠正,没有必要动用夹绳器。因此,启动夹绳器或安全钳的信号最好由监测门区的磁感应装置确定。另外,可以由其它保护方式完成的保护也不要用夹绳器或安全钳。例如在电梯平层停车开门前,如果用制动器上的验证开关检测到制动器未下闸就立即启动夹绳器或安全钳也不恰当。因为制动器该下闸时未下闸可能有机械原因也可能有电气原因,如果制动器电路的触点发生粘连也有可能导致制动器不下闸。虽然制动器电路中有两个独立触点能断开制动器电路,而且又有监控装置对触点进行检测,但如果两个触点的独立性不充分,或是监控装置出了问题,皆有可能发生制动器电路不能按规定断开的情况。因此,在用夹绳器动作制动器二次保护的控制电路中,应增加一个对制动器电路的检测,如果检测到制动器电路没有按规定断开,就应在制动器电路的前端强行切断制动器电路。同样,还要增加一个对门锁电路短接的监测和控制。因为此时是控制出了问题,制动器机械部分是好的,只要强行断开制动器电路,制动器就能可靠制动,没有必要动用夹绳器。而如果监测到夹绳器制动后滑车速度仍很快,说明夹绳器可能因某种故障而使夹紧力太小,此时可松开制动器(释放制动器的剩余制动力)尝试进行反向运动返回开锁区,并根据处理结果再做进一步的后续处理。如果监测到夹绳器制动后仍有滑车但滑车速度非常慢,则可用电机加一个类似于零速制动的力,就可进一步放缓下滑速度甚至可以完全制动轿厢,在这同时,可配合语音提示和关门保护,一旦关好门,就直接驰向相应端站,然后故障锁定等待救援。
         结束语:电梯数量的急剧增加和电梯事故的频频发生,促使我们加紧电梯安全防护研究。本文设计的电梯轿厢意外移动安全保护装置成本低,易操作,方便维护,安全性高。很多细节和具体设计还需在实践中不断完善,相信其能为电梯安全作出一定贡献。
         参考文献:
         [1]刘铁.电梯轿厢意外移动检测及保护装置的研究与设计[D].北京工业大学,2018
         [2]李广伟,鲁彬,杨新洲,刘接胜.轿厢意外移动保护装置研究[J].机电工程技术,2017,v.44;No.27906:109-111.
         [3] 蔡剑雄.防止电梯轿厢意外移动的安全保护装置设计[J].装备制造技术,2017,No.24707:227-229+242.
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