電梯困梯成因分析與判斷

孫彥鋒

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建 福州，350008）

電梯困梯成因分析與判斷

孫彥鋒

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建 福州，350008）

從電梯設(shè)計的角度，中斷運行是為了防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大造成事故，因此中斷運行是電梯的一種保護(hù)措施，然而中斷運行造成人員被困轎廂內(nèi)（即為“困梯”），這又是一種傷害。由于引起困梯的成因非常多，逐項排除有相當(dāng)?shù)碾y度，使得“困梯”成為一種電梯日常運行中多發(fā)的傷害事件。文中力求分析困梯的成因，從而準(zhǔn)確排除困梯的故障點。

困梯；中斷；人為操縱中斷；非人為操縱中斷

任何一種交通工具在出現(xiàn)危險狀態(tài)時，首選的防護(hù)動作就是立即停止運行。“停止運行”是對交通設(shè)備防止次生事故和發(fā)生進(jìn)一步傷害的有效措施，因此歷來都把“困梯”作為防止電梯發(fā)生事故的一種“保護(hù)措施”，然而由于電梯轎廂的特定環(huán)境——“封閉”“狹小”，易使被困人員在這樣的特定環(huán)境下精神高度緊張。近年來，由于困梯造成人身傷害的事件時常發(fā)生，使人們對乘用電梯產(chǎn)生恐懼心理，因此也逐漸把“困梯”作為一種事故對待。

“困梯”是電梯設(shè)備發(fā)生率最高的一種故障，尤其是由于引起困梯的原因非常多，這些原因又往往帶有一定的偶然性，因此“困梯”的成因往往難以根本排除[1]。文中通過探討引起“困梯”的層層原因，提出問題的解決方法，將“困梯”的“病灶”根除。

1 困梯定義

所謂“困梯”，是指電梯處于停機(jī)狀態(tài)時，有人被關(guān)閉在轎廂內(nèi)，這時有兩種基本特征：

（1）電梯中斷運行（非正常停層）；

（2）電梯不開門（處于井道的任意位置：層站位置或非層站位置 ）。

從電梯的運行控制角度來說，不論轎廂內(nèi)是否有人，這都是一種故障狀態(tài)（或者說是“故障保護(hù)”狀態(tài)），有人與無人只是造成的后果不同，因此從電梯故障的角度來說，“困梯”可定義為：電梯中斷正常運行。

2 中斷正常運行（困梯）的分類

2.1 人為操縱下的中斷

這是由于某種緊急情況發(fā)生，需要在電梯運行的中途切斷電源，如外電源斷電、人為按下緊急開關(guān)、人為鎖梯而造成的“困梯”。這種困梯非電梯設(shè)備故障，其原因也很明了。

2.2 非人為操縱下的中斷

多數(shù)情況下的“困梯”是非人為操縱的，也就是多因設(shè)備運行中本身的突發(fā)故障而使電梯中斷運行。這種“困梯”按故障發(fā)生的部位又可分為兩類：（1）主驅(qū)動回路上的部件發(fā)生故障直接引起中斷運行；（2）由控制回路的故障信號使主回路斷電而中斷運行。

人為操縱下的中斷，由于成因清楚，所以就不再作分析，文中著重分析由于非人為操縱的原因而造成的中斷運行。

3 非人為操縱下的中斷原因分析

圖1 主驅(qū)動回路原理圖

電梯通過主機(jī)電動機(jī)驅(qū)動，從電源到電動機(jī)M，即為主驅(qū)動電路，一般由斷路器Q、主接觸器KMC（進(jìn)線）、調(diào)速裝置（當(dāng)前電梯主要采用變頻器VFC作為 調(diào)速裝置）、及主接觸器KMY（出線）等組成（如圖1）。主驅(qū)動電路上任一個電氣裝置“關(guān)斷”都將造成主機(jī)停止，正常運行中斷。

電氣裝置的關(guān)斷有以下兩種情況：

（1）電氣裝置非受控關(guān)斷

非受控關(guān)斷即由電氣裝置自身的故障而引起的關(guān)斷，如主接觸器觸點因接觸不良造成關(guān)斷。我們把這種關(guān)斷稱為中斷運行的第一層原因。造成非受控中斷的第一層原因有如下可能：

①電源失電

電源失電也使電梯的主驅(qū)動中斷，有些電梯設(shè)備在電源處不正確地使用剩余電流保護(hù)裝置，在電梯啟動瞬間跳閘。

②斷路器Q跳閘

主電路瞬間過電流造成跳閘。以上兩種原因造成的中斷運行時，轎廂照明也會同時失電。

③進(jìn)線接觸器KMC 非受控斷開

進(jìn)線接觸器在正常運行下一般是不斷開的，在一般電梯控制的設(shè)計中，只有極限開關(guān)動作時使KMC斷開。非受控斷開主要是觸點接觸不良造成。在正常運行下KMC極少可能斷開。

④出線接觸器KMY 非受控中斷

變頻調(diào)速中要求：KMY由主板控制在變頻器關(guān)斷之后才能失電。KMC的非受控中斷主要是觸點接觸不良，這種接觸不良不能發(fā)生在運行的中途，而多發(fā)生在運行啟動瞬間。

⑤調(diào)速裝置輸出非受控關(guān)斷

在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，該裝置即“變頻器”。變頻器在電梯控制系統(tǒng)中控制電梯的啟動、停止、變速。變頻器非受控中斷多由變頻器的器件故障引起。器件的容量不足或老化是造成故障的主要原因。整流橋、逆變橋、驅(qū)動模塊損壞，這多半與元件的老化、過熱有關(guān)。運行過電流、運行過電壓，這多半與轎廂的載荷及上行或下行有關(guān)。

無論何種原因，在非正常停層開門下停止驅(qū)動都會造成“困梯”。以上主驅(qū)動中斷后，電梯瞬時失去了驅(qū)動力矩，在正常控制下制動器動作抱閘，則造成“困梯”。

（2）電氣裝置受控關(guān)斷

現(xiàn)代電梯的電力拖動多是交流變頻變壓拖動系統(tǒng)，其調(diào)速裝置由變頻器和驅(qū)動系統(tǒng)組成。電梯控制系統(tǒng)就是對拖動系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制，電梯控制系統(tǒng)主要由主控制系統(tǒng)和轎廂控制系統(tǒng)（簡稱轎控系統(tǒng)）及其外設(shè)元器件組成（如圖2）。

圖2 電梯電氣系統(tǒng)框圖

主驅(qū)動電路的電氣裝置在接受主控制的信號下關(guān)斷。這種關(guān)斷情況電氣裝置自身并無故障，而是由于主控制系統(tǒng)接受某一外設(shè)元件故障后向主拖動發(fā)出停梯信號。這種關(guān)斷稱為第二層原因的中斷運行。所謂“受控中斷”即主控制（驅(qū)動控制和邏輯控制）在運行中途突然向驅(qū)動裝置發(fā)出停止指令。什么情況下主控制會中斷正常運行發(fā)出“停止運行”的指令。

①非控制逆行

力矩平衡的原因引起逆行和速度、位置檢測錯誤的“逆行”。這種中斷運行的特點是：在困梯前出現(xiàn)轎廂“逆行”。

②抱閘動作監(jiān)測

抱閘的動作由抱閘動作開關(guān)來驗證。驗證失誤便中斷運行。造成驗證失誤的原因也是多方面的，主要歸納以下3方面：制動器機(jī)械卡阻造成動作不到位、抱閘線圈回路故障和抱閘驗證開關(guān)故障。

③安全監(jiān)測信號安全回路監(jiān)測信號KAS

這主要是安全開關(guān)在電梯運行的中途突然動作造成。

④門回路監(jiān)測信號KAD

這主要是門回路在電梯運行的中途突然斷開?；蛘呤寝I廂在非停層的層站出現(xiàn)門鎖誤動作。

⑤斷相信號

電梯在運行的中途出現(xiàn)電源斷相。

⑥轎廂位置監(jiān)測信號

平層信號，這多半是平層裝置出現(xiàn)移位或者丟失。這時轎廂處于層站附近；門區(qū)信號、減速信號、信號丟失使電梯出現(xiàn)沖層、再平層等溜梯現(xiàn)象；端站信號，這多半是端站開關(guān)出現(xiàn)移位，這時困梯的轎廂處于端站附近。

⑦功能狀態(tài)信號變更

檢修信號，這多半由于檢修開關(guān)接觸不良，在電梯運行中途突然動作。消防信號，這多半是消防開關(guān)在電梯正常運行的中途被人為動作。

4 驅(qū)動中斷第三層原因

第三層原因是指由轎控系統(tǒng)通過串行通訊輸入主控制系統(tǒng)的信息，這些信息作為主控制系統(tǒng)輸出主驅(qū)動中斷運行的判斷。

（1）運行狀態(tài)變更。電梯由自動運行狀態(tài)變更為司機(jī)運行狀態(tài)或者專用運行狀態(tài)。

（2）載荷狀態(tài)變更。多半是轎廂載荷處于超載的臨界狀態(tài)，超載裝置在電梯運行的中途突然動作。

（3）門狀態(tài)信號。電梯在啟動運行之前執(zhí)行關(guān)門時，由于移位等原因造成關(guān)門到位信號缺失。

5 各種困梯成因的區(qū)分與判斷

綜上所述，造成電梯運行中斷而發(fā)生困梯的成因分為三個層次，每個層次上又有若干個成因。準(zhǔn)確判斷成因的關(guān)鍵是在發(fā)生困梯時能第一時間到達(dá)現(xiàn)場，收集第一手的電梯運行信息。由于發(fā)生困梯時多數(shù)情況急于解救被困人員，甚至采用破拆層門的辦法解救人員，致使許多電梯運行的信息丟失[2]。這也是目前多數(shù)情況下無法根除電梯困梯事故發(fā)生的原因。為了準(zhǔn)確判斷困梯的成因以便徹底根除故障點，必須在第一時間收集以下信息：

（1）轎廂的載荷狀態(tài)（輕載或者滿載）；

（2）轎廂被困位置（層站中間或者層站附近或者端站附近）；

（3）出現(xiàn)困梯的時段（啟動時段或者停層時段或者運行中間）；

（4）困梯過程電梯的異常狀態(tài)（轎內(nèi)的照明情況、轎內(nèi)召喚信號異常、轎廂是否減速或是急停、轎廂是否出現(xiàn)尋層或者溜梯或者逆行）。

6 困梯案例舉例

案例1：福州市國坤大廈有4臺住宅電梯，2013年7月10日上午10點左右，1人從1層乘坐L4電梯上行，轎廂運行到3層附近時，電梯突然失去動力，停止在3層平層上0.3m附近，隨后電梯顯示故障，造成乘客困于電梯轎廂中。對困梯進(jìn)行原因分析如下：廣州奧的斯電梯有限公司福州分公司維保人員檢查發(fā)現(xiàn)控制柜驅(qū)動主板故障，在電梯本應(yīng)開閘正常運行的情形下電梯抱閘得不到開閘信號，引起制動器下閘轎廂制停。將L3電梯同樣型號的驅(qū)動主板取下，安裝在L4電梯上，電梯恢復(fù)正常運行。觀察換下的驅(qū)動主板發(fā)現(xiàn)該主板電子元器件已嚴(yán)重老化，由此可以斷定該梯困梯是由主板電子元器件老化使其性能不穩(wěn)定而使電梯出現(xiàn)驅(qū)動中斷，出現(xiàn)上述的電梯非受控中斷。

案例2：2015年6月20號，福州某公寓電梯在上行運行時，在沒有到層站時突然停住，然后自動往下溜到一樓，造成困梯。對電梯層門進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有個別主門鎖鎖鉤調(diào)整位置過大，門限位輪調(diào)整不到位，導(dǎo)致層門施力間隙過大，副門鎖觸點經(jīng)常會出現(xiàn)動作不可靠的情況。對主門鎖機(jī)械鉤和門限位輪，進(jìn)行調(diào)整后，使得門鎖機(jī)械鉤間隙適宜，電梯運行良好未出現(xiàn)困梯狀況，由此可以斷定，該梯困梯屬于由副門鎖觸點接觸不可靠引起的門狀態(tài)信號驅(qū)動中斷引起的困梯。

7 結(jié)束語

文中通過對電梯控制系統(tǒng)的分析，逐層解開引起困梯的原因，給出了困梯成因分析的框架與步驟。但所列舉的成因可能還有欠缺，需要在具體的困梯分析中不斷補(bǔ)充、完善。獲得困梯現(xiàn)場的第一手信息，這是準(zhǔn)確判斷困梯成因的關(guān)鍵。

[1]陳維盛,柳秉康.緊急救援為乘客解?！獜膸灼痣娞堇耸鹿收勅绾伍_展電梯救援[J].中國電梯,2007：12-16.

[2]陳仕儉,肖鋒.電梯事故的原因及應(yīng)急救援措施[J].江蘇安全生產(chǎn),2013(11)：43-44.

Cause Analysis and Judgement of Elevator trapped

SUN Yan-Feng
( Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute, Fuzhou 350008, Fujian,China)

From the perspective of elevator design, the interrupt operation is to prevent the failure of further cause an accident. As a result,the interrupt operation of the elevator is a kind of protection. However, the interrupt operation result of personnel trapped inside the elevator (that is, as the "ladder") is a kind of damage. Because there are many causes, the "ladder" has become a kind of elevator in the daily operation of multiple injuries. This article tries to analyze the cause of the trapped ladder, so as to achieve accurate point of the failure to eliminate trapped ladder and remove the people from the trapped ladder .

Ladder;Interrupt operation; Interruption of manipulation; Interruption of not manipulation

2017-04-06

孫彥鋒，男，福建省特種設(shè)備檢驗研究院，檢驗師，工程師