淺析電梯電氣安全回路故障檢測(cè)方法

摘要：首先簡(jiǎn)要闡述了電梯電氣安全回路的結(jié)構(gòu)組成和故障發(fā)生原因，然后介紹了電梯電氣安全回路故障檢測(cè)方法，包括電位差比較法、分段電壓數(shù)值測(cè)量法和脈沖定位反射法，最后根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了安全回路故障檢測(cè)的優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：電梯故障;電氣安全回路;故障檢測(cè);脈沖反射

0 引言

隨著近年來高層建筑數(shù)量不斷增加，電梯使用頻次和故障發(fā)生率呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。在電梯運(yùn)行管理中，工作人員除了做好日常維護(hù)工作外，還必須掌握故障檢測(cè)和應(yīng)急搶修技術(shù)，以切實(shí)保障人員安全，降低經(jīng)濟(jì)損失。

根據(jù)電梯常見故障統(tǒng)計(jì)情況來看，電氣控制系統(tǒng)中的安全回路是故障高發(fā)點(diǎn)。技術(shù)人員可以利用一些特殊的檢測(cè)工具，例如萬用表、脈沖收發(fā)器等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并精確分析電氣安全回路狀態(tài)參數(shù)，輔助技術(shù)人員判定安全回路的故障信息，為故障處理提供參考。

1 電梯電氣安全回路的結(jié)構(gòu)組成

安全回路中的重要電氣元件主要有保護(hù)繼電器、限位開關(guān)、限速器、緩沖器、急停按鈕等。這些元件大多采用串聯(lián)方式連接，其中任何一個(gè)元件發(fā)生故障，造成短路或斷路，都會(huì)影響電梯的正常運(yùn)行。其中，保護(hù)繼電器的功能是電梯失電時(shí)，繼電器動(dòng)作，切斷安全回路，保護(hù)主機(jī)馬達(dá)，避免造成更大的損失，并為下一步檢修工作的安全開展提供必要條件;限速器的作用主要是在電梯轎廂實(shí)際運(yùn)行速度超過額定運(yùn)行速度后，限度器動(dòng)作斷開安全回路，進(jìn)而使電梯制動(dòng)停下，避免安全事故的發(fā)生。

2 電梯電氣安全回路故障發(fā)生原因

2.1 ? ?電氣設(shè)備自身故障

電梯長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，電氣安全回路中包含的各種動(dòng)作開關(guān)、電氣元件，容易因?yàn)樽陨砥?、接觸不良等各種原因而無法正常運(yùn)行，造成安全回路故障。例如，極限開關(guān)在檢測(cè)到電梯轎廂到達(dá)端層但是仍然繼續(xù)行駛時(shí)，會(huì)強(qiáng)制將常閉接點(diǎn)斷開，使安全回路斷電，轎廂制動(dòng)。極限開關(guān)的常閉接點(diǎn)在反復(fù)幾次斷開、閉合后，容易出現(xiàn)接觸不良的情況。在下次出現(xiàn)類似異常運(yùn)行情況時(shí)，極限開關(guān)無法發(fā)揮自身作用。而電氣安全回路中的其他一些部件，如底坑急停開關(guān)、緩沖器開關(guān)、限速器開關(guān)等也存在此類問題。

2.2 ? ?故障檢測(cè)不及時(shí)，檢測(cè)方法不合理

近年來電梯電氣安全回路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)組成變得更加復(fù)雜，一旦出現(xiàn)安全回路故障，檢修人員往往需要花費(fèi)更多時(shí)間尋找故障發(fā)生位置，給故障判斷的精準(zhǔn)性、故障維修的時(shí)效性等造成了負(fù)面影響。

另外，現(xiàn)有的一些檢測(cè)方法，多數(shù)情況下都是圍繞故障發(fā)生位置，檢查線路及設(shè)備是否完好，無法檢測(cè)出安全回路的其他部位是否存在質(zhì)量隱患，這也是造成電梯安全回路故障頻發(fā)的一個(gè)重要原因。

3 電梯電氣安全回路故障檢測(cè)方法

3.1 ? ?電位差比較法

廳門電氣安全回路中，在相鄰兩個(gè)門鎖開關(guān)之間串聯(lián)一個(gè)由三極管、電容、繼電器和整流電路等組成的門鎖保護(hù)裝置。當(dāng)層門關(guān)閉，層門門鎖開關(guān)接通后，工作電壓進(jìn)入安全裝置，在三極管形成基極電流，發(fā)射極接地，從而形成回路，當(dāng)三極管飽和，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，繼電器觸點(diǎn)接通，門鎖回路導(dǎo)通，電梯正常運(yùn)行。當(dāng)門鎖回路對(duì)地短路或者斷路時(shí)，三極管不能工作，繼電器斷開，二極管滅，廳門電氣安全回路斷開，電梯不能運(yùn)行。因此，可以通過觀察二極管是否點(diǎn)亮，定位廳門電氣安全回路的故障位置。

3.2 ? ?分段電壓數(shù)值測(cè)量法

通過測(cè)量電氣安全回路各個(gè)部分電壓值的大小，判斷各電氣安全裝置是否被短接，并通過光敏傳感器檢測(cè)門聯(lián)鎖電路電氣觸點(diǎn)的拉弧次數(shù)、強(qiáng)度和發(fā)生概率，判斷廳門鎖觸點(diǎn)的工作狀態(tài)，并預(yù)測(cè)廳門鎖觸點(diǎn)發(fā)生故障的可能性。檢測(cè)裝置通過在電氣安全回路中安裝電壓測(cè)量器，分別測(cè)量安全電路、廳門鎖回路、轎門鎖回路的電壓值，并通過比較得出電氣安全回路是否被短接。

3.3 ? ?脈沖反射定位法

在電梯電氣安全回路的總開關(guān)輸入端施加一個(gè)脈沖電壓，此電壓會(huì)沿著電纜依次經(jīng)過電氣安全回路的各個(gè)支線和所有電器元件。脈沖電壓流動(dòng)過程中，如果線路正常通路，則不反射信息;如果有斷路、斷路等情況，因?yàn)樽杩拱l(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖反射。該信息可以被相關(guān)的儀器靈敏捕捉到，并進(jìn)一步分析該信息的發(fā)出位置以及脈沖反射的時(shí)間，從而判斷故障點(diǎn)位置。另外，對(duì)于不同的故障類型，脈沖波形的峰值、波峰間距也不盡相同，技術(shù)人員需要正確理解脈沖反射定位法的用法，才能借助這一新型故障檢測(cè)法，找到安全回路故障所在。

4 電梯電氣安全回路故障檢測(cè)的優(yōu)化策略

4.1 ? ?嚴(yán)格遵循故障檢測(cè)步驟

大量電梯故障檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)表明，即便是同一種故障表現(xiàn)，造成故障的原因不盡相同。在故障檢測(cè)中，如果沒有嚴(yán)格遵循相關(guān)流程步驟，很有可能因?yàn)槁z導(dǎo)致一些潛在故障沒有及時(shí)檢出，無法得到有效處理，給電梯運(yùn)行帶來安全隱患。為此，技術(shù)人員必須結(jié)合《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》（TSG T7007—2016）等相關(guān)文件規(guī)定，針對(duì)不同型式的電梯，制定詳細(xì)的電氣安全回路故障檢測(cè)方案，依次對(duì)電梯的整個(gè)電氣回路開展檢測(cè)。例如，先檢查上、下極限開關(guān)是否動(dòng)作，如無動(dòng)作，則檢查極限開關(guān)的接觸點(diǎn)是否斷開;如果接觸點(diǎn)斷開，則將其連接。此時(shí)電氣安全回路正常，則故障排除。如果仍然顯示故障，則繼續(xù)檢查轎廂內(nèi)緊急停止按鈕是否被按下。依次將整個(gè)電氣回路排查一遍，直到所有故障隱患都被排查出來并解決掉。

4.2 ? ?對(duì)電梯安全回路進(jìn)行改進(jìn)

為了更加及時(shí)、精確地找到電梯電氣安全回路的故障所在，除了采取優(yōu)化檢測(cè)步驟的外部措施外，還可以嘗試通過改進(jìn)電梯安全回路，提高故障檢測(cè)的反應(yīng)速度。在原來的安全回路檢測(cè)系統(tǒng)中，增加一個(gè)CPU控制與分析裝置，運(yùn)用CAN（區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制器）總線傳輸技術(shù)，將整個(gè)電氣安全回路連接為一個(gè)全閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂浦行臅?huì)動(dòng)態(tài)獲取電梯電氣回路中各個(gè)開關(guān)（松繩開關(guān)、廳門鎖開關(guān)、限速器開關(guān)等）的安全保護(hù)信號(hào)。安全保護(hù)信號(hào)和運(yùn)行控制信號(hào)作為輸入信號(hào)進(jìn)入到CPU中，并經(jīng)過CPU的參數(shù)分析，輸出對(duì)應(yīng)的控制指令。檢測(cè)到的故障會(huì)展示在顯示屏上，以便于技術(shù)人員了解問題和采取處理措施。改進(jìn)后的電氣安全回路檢測(cè)流程如圖1所示。

4.3 ? ?加強(qiáng)電梯電氣安全裝置的防護(hù)

電梯電氣安全回路中包含較多類型的功能元件，例如繼電器、安全鉗、廳門鎖等。這些電氣元件大多采取串聯(lián)的方式連接，意味著只要其中一個(gè)元件發(fā)生故障，就會(huì)對(duì)整個(gè)安全回路運(yùn)行產(chǎn)生影響。隨著電梯投入使用年限的增加，由于長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行以及電器元件自身老化和磨損，安全回路的故障發(fā)生率呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。為了減輕故障檢測(cè)與維護(hù)壓力，同時(shí)切實(shí)保障電梯運(yùn)行安全，有必要針對(duì)電氣安全回路中的一些核心電器元件，加裝狀態(tài)參數(shù)傳感器，獨(dú)立獲取各個(gè)元件信息，以便于控制中心能夠精準(zhǔn)反映電氣安全回路中的故障問題。

5 結(jié)語

電梯電氣安全回路中的故障問題具有發(fā)生突然、危害嚴(yán)重的特點(diǎn)，對(duì)故障檢測(cè)與維修人員提出了極高要求，技術(shù)人員一方面需要熟悉不同型式電梯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特別是安全回路中的主要電氣元件、動(dòng)作開關(guān)，另一方面要選擇恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法，借助專門的儀器設(shè)備，通過比較電位差、獲取脈沖反射等方法，準(zhǔn)確判斷故障位置、故障原因，及時(shí)制定檢修對(duì)策，讓電梯重新恢復(fù)運(yùn)行。

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收稿日期：2020-02-08

作者簡(jiǎn)介：韋昌材（1978—），男，廣西河池人，工程師，研究方向：特種設(shè)備檢驗(yàn)。