針對常用幾種檢測扶梯超速、逆轉保護功能方法缺點和誤判現(xiàn)象的剖析

梁敏健 林曉明

自動扶梯超速、非操縱逆轉保護功能的檢測一直以來都是業(yè)界的熱點和難點。該文詳細介紹幾種常用的檢測扶梯超速、逆轉保護功能方法的原理，并在次基礎上列舉了這幾種檢測方法存在的的缺陷和誤判現(xiàn)象。

自動扶梯超速；非操縱逆轉保護功能；人為動作開關法

自動扶梯（人行道）預防超速和非操縱逆轉的安全保護裝置與垂直升降電梯的限速器一安全鉗保護裝置一樣重要，是自動扶梯（人行道）在運行中出現(xiàn)非常危急狀態(tài)時的最后一道安全防線。北京地鐵扶梯逆轉事故、深圳地鐵扶梯逆轉事故已經(jīng)表明扶梯超速和逆轉會帶來的嚴重后果。因此，對于自動扶梯（人行道）的超速、非操縱逆轉保護功能的檢測是十分關鍵和必須的，這兩個項目在2002版《自動扶梯和人行道監(jiān)督檢驗規(guī)程》里也是重要項。

然而，2002版《自動扶梯和人行道監(jiān)督檢驗規(guī)程》里對這兩個項目并沒有給出明確是的檢測方法，只是描述為“外觀檢測、手動試驗”。確實，因為不同的制造廠商采用不同的設計原理，很難去用一種通用的檢測方法去檢測。因此，不同的檢驗機構或者不同的檢驗人員針對不同的扶梯（人行道）采用不同的方法。目前大多數(shù)文章介紹的，現(xiàn)場檢驗中常用的幾種方法有：人為動作電氣開關，用鑰匙開扶梯，觀察扶梯是否能運行；人為拆除傳感器的信號線，用鑰匙開啟扶梯，觀察扶梯是否能運行；人為拆除電機的驅動電源線，用鑰匙往下開扶梯，然后用盤車輪向上盤車，觀察扶梯電氣系統(tǒng)是否能自動保護。把電機線反接，用鑰匙開梯，觀察扶梯是否能保護。然而，根據(jù)筆者最近幾年針對各種型號扶梯的檢驗經(jīng)驗和研究，發(fā)現(xiàn)上述四種方法都不同程度上存在著缺陷和誤判現(xiàn)象。以下分別針對四種檢測方法的原理和檢測缺點和漏洞一一介紹。

人為動作開關法。人為動作電氣開關，用鑰匙開扶梯，觀察扶梯是否能運行。這種檢測方法只能適合于采用機械原理設計的超速或者逆轉保護裝置的檢驗。機械式超速保護裝置原理（如圖1）與垂直電梯的限速器類似，都是靠電梯超速時，甩塊在離心力的作用下撞擊電氣開關，從而實現(xiàn)電氣保護功能。

通常在檢驗時，人為的動作電氣開關后，用鑰匙開啟扶梯，扶梯不能啟動，就人為扶梯的超速保護功能就合格了。然而，事實上真的可以認為該扶梯的超速保護功能就合格了嗎？答案是“不一定合格”。根據(jù)GB16899-2011的條款5.4.2.3“自動扶梯和人行道應在速度超過名義速度的1.2倍之前自動停止運行。如果采用速度限制裝置，該裝置應能在速度超過名義速度的1.2倍之前切斷自動扶梯或自動人行道的電源。”上述的檢驗只是證明了該電氣開關能切斷扶梯（人行道）的電源而已，并不能證明扶梯在速度到達名義速度1.2倍前，該速度限制裝置能切斷扶梯的電源，因為并不能確定在扶梯速度到達1.2名義速度前，甩塊是否能撞擊電氣開關。這種機械式的速度保護裝置跟垂直電梯的限速器一樣有一個螺釘來調(diào)整動作速度，但是，它卻不像垂直電梯的限速器一樣出廠有調(diào)試證書或者每兩年做一次速度校驗。因此，也許甩塊在扶梯速度到達名義速度1.3倍，或1.4倍或者更高的時才能撞擊電氣開關，這完全決定于出廠時的組裝和工人安裝。筆者在檢驗時曾發(fā)現(xiàn)一臺運行多年上海三菱的扶梯，其速度保護裝置時采用機械式的，其動作速度被調(diào)整得很高，在扶梯超速時，甩塊根本打不到電氣開關。綜上所述，這種檢驗方法是帶有很大缺陷和風險的。

通常，對于機械式逆轉保護裝置，也是采用人為動作電氣開關的方式來檢查。比較常見的一種機械式逆轉保護裝置如圖2所示。

圖2所示的機械式逆轉保護裝置，由一個帶凹槽的滾輪和一個電氣開關組成，扶梯運行時，滾輪被大鏈輪軸帶動旋轉，而電氣開關的連桿被壓向一邊，電氣開關導通，扶梯反向運行時，電氣開關連桿被壓在另一邊，也是導通的。但是扶梯要從一個運行方向過渡到另外一個運行方向，必定會經(jīng)歷連桿完全嵌入滾輪凹槽的時刻，該時刻，開關是不導通的，因此，可以實現(xiàn)逆轉保護。在檢驗時，檢驗員通常只檢查電氣開關是否有效，如果電氣開關有效，則認為該扶梯的逆轉保護功能合格。然而，事實并不一定，這種機械式逆轉保護裝置對安裝工藝有要求，如果電氣開關安裝位置不好，或者是電氣開關的連桿有問題，都會導致失效。原因是，如果電氣開關安裝位置不好，導致扶梯發(fā)生運行方向改變時，電氣開關不會陷入凹槽，從而，使得扶梯從上行到逆轉下行整個過程中，電氣開關一直都是導通的，逆轉保護裝置失效。筆者就曾經(jīng)遇到過這樣的情況，某廠家的扶梯，采用上述的機械式逆轉保護裝置，用手動試驗開關，沒問題，但是扶梯發(fā)生逆轉時，開關一直導通，后來發(fā)現(xiàn)是開關安裝位置不好，連桿的剛性不夠，導致該裝置失效。

人為切除信號法。這種檢測方法針對利用傳感器測速原理設計的超速和逆轉保護裝置。有的扶梯用接近傳感器，有的扶梯用旋轉編碼器、有的用光電管，其實原理都相同，就是利用傳感器采集扶梯運行速度，當扶梯運行速度超過設定值，或者低于設定值（認為扶梯將要發(fā)生逆轉），電氣系統(tǒng)就會保護。

如圖3所示是一種比較常見的扶梯速度監(jiān)控裝置，電機的輸出軸上有驅動齒輪，齒輪上安裝2顆螺釘，螺釘旁邊安裝一個接近傳感器，當電機運行，齒輪旋轉，螺釘會周期性的去接近傳感器，當螺釘接近傳感器，傳感器會輸出信號，電機軸轉一圈，傳感器產(chǎn)生2個脈沖，電機轉的越快，扶梯運行的越快，傳感器產(chǎn)生的脈沖頻率就越高，因此能起到監(jiān)控扶梯速度的作用。

通常在檢驗員在檢驗時，拆除傳感器的信號線，啟動扶梯，如果扶梯保護，就認為該扶梯的超度和逆轉保護功能都有效。然而，事實上，切除信號后，扶梯保護，只能證明扶梯在傳感器無輸出信號時（也就是扶梯速度為零時）會保護，并不能證明扶梯在超速時能保護，因為檢驗員并不知道該扶梯的速度監(jiān)控軟件寫的是否正確，軟件的速度閾值設置是否正確，傳感器的信號是否有干擾導致扶梯的測速系統(tǒng)計算錯誤。舉個筆者曾經(jīng)碰到過的例子，一個扶梯廠家為了減少售后麻煩，把速度監(jiān)控軟件的超速閾值設成了150%名義速度（如果閾值設置得低，就要求安裝扶梯時，傳感器等的安裝位置精確可靠，否則扶梯運行時，比較容易導致扶梯超速保護,增加廠家售后壓力），顯然這臺扶梯的超速保護功能是不合格的，但按上述切除信號法檢測是檢測不出來的。上述這樣的情況，筆者碰到過不止一次，也發(fā)現(xiàn)不止一個廠家是這樣做的。此外即使是速度監(jiān)控軟件正確，傳感器的脈沖信號由于傳感器電纜過長，分布電容和電感，電磁干擾等因素導致信號畸變，影響速度監(jiān)控的正確性，導致速度監(jiān)控失效，這些用人為切除信號法是檢測不出來的。如圖4所示是一個扶梯速度監(jiān)控的正常

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信號；如圖5是一臺速度監(jiān)控功能失效扶梯的傳感器信號，這些信號都是在現(xiàn)場用示波器測量出來的，圖5對應的扶梯速度監(jiān)控失效，超速保護失效，逆轉保護也失效，但是用人為切除信號法檢測，拆除信號線后，扶梯是不能啟動的。原因是傳感器的電纜很長，沒有做屏蔽，被旁邊的變頻器干擾了，導致速度監(jiān)控錯誤。

盤車法。拆掉扶梯電機電源線，用鑰匙往上開扶梯，然后用盤車輪往下盤車的方法檢測，如果盤車時扶梯電氣系統(tǒng)保護，則一般該扶梯逆轉保護有效。事情上，這里存在著兩個缺陷：第一，電機電源線拆除后，用鑰匙開扶梯，扶梯電氣系統(tǒng)很可能因為檢測到電機開路而啟動保護（尤其有變頻器的扶梯，變頻器能檢測到輸出開路，日立的某些扶梯就有這樣的保護設計），這并非是扶梯的逆轉保護功能起作用，而檢驗員很容易被這樣現(xiàn)象“欺騙”，誤認為開梯后扶梯的電氣保護就是逆轉保護起作用了；第二，很多扶梯的防逆轉保護是通過欠速保護實現(xiàn)的（譬如扶梯的速度下降到名義速度的30%或者20%、甚至下降為零，扶梯電氣系統(tǒng)就認為扶梯可能要發(fā)生逆轉，從而啟動保護功能），如果某型號扶梯的逆轉保護是通過檢測零速來實現(xiàn)的，那么很可能導致檢驗員誤判。檢驗員用方法3來檢測，也就是說先拆除電機線，一邊往上啟動扶梯，一邊往下盤車，這時，由于盤車導致扶梯速度不為零，扶梯的逆轉保護沒有起作用，檢驗員卻誤以為該扶梯沒有逆轉保護功能失效，導致對該項目的誤判。

電機線反接法。檢驗員把電機的三相電源線順序調(diào)換一下，要鑰匙往上開扶梯，這時扶梯會往下運行，如果扶梯電氣系統(tǒng)能保護，則認為該扶梯逆轉保護功能有效，如果扶梯不會自動保護，則認為扶梯逆轉保護失效。然而，這種方法也容易導致誤判，原因跟方法3的誤判原因相似。有些扶梯的逆轉保護是通過檢測扶梯的零速來實現(xiàn)的，一旦電機線反接了，一開扶梯，扶梯就反方向運行，但是扶梯沒有經(jīng)過零速這一過程，因此扶梯不會自動保護。因此該扶梯的逆轉保護不是失效，而是檢測方法不正確而已。

自動扶梯（人行道）的超速和非操縱逆轉保護功能檢測一直是業(yè)界一個難題，原因在于實現(xiàn)上述功能的裝置和原理有多重多樣，而檢測方法卻很依賴于保護裝置的設計原理。筆者最近幾年抑制致力于自動扶梯（人行道）的超速和非操縱逆轉保護功能檢測研究，并致力于研究一種通用的，與保護裝置設計原理無關的方法。