電梯維護(hù)和定期檢驗技術(shù)的研究與應(yīng)用

趙世博

（湖南賽德檢驗檢測有限公司，湖南 長沙410000）

隨著城市建設(shè)的加速推進(jìn)，現(xiàn)代化場館和高層建筑的大量涌現(xiàn)，我國已經(jīng)成為全球電梯保有量最多的國家。截至2020年底，全國特種設(shè)備總量高達(dá)1648.41萬臺，其中電梯786.55萬臺。雖然近年來電梯保有量不斷提升，但從人均電梯保有量上看，中國每萬人電梯保有量約55臺，人均電梯保有量仍落后于歐美發(fā)達(dá)國家，長期來看我國的電梯保有量仍有較大提升空間。電梯在長期運(yùn)行中會出現(xiàn)部件老化、耗損等問題，嚴(yán)重影響電梯的安全性和舒適性，直接影響了建筑使用者的使用體驗和人身安全。目前電梯設(shè)備的監(jiān)管主要通過定期檢驗、檢測實現(xiàn)，但在電梯保有量飛速增長的今天，怎樣在保證質(zhì)量的情況下有效提高維修與檢驗效果，保障設(shè)備安全可靠的運(yùn)行，成為了監(jiān)管單位和維保單位面臨的新問題，因此必須對現(xiàn)有維護(hù)與檢驗技術(shù)進(jìn)行研究，對電梯關(guān)鍵部件以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測、預(yù)警。

1 維修技術(shù)

電梯是建筑物中應(yīng)用頻率較高的設(shè)施，在長期荷載運(yùn)行中，電梯元部件會發(fā)生常規(guī)耗損，降低電梯整體性能，并存在故障風(fēng)險，影響使用安全。為促進(jìn)電梯安全運(yùn)行，應(yīng)對電梯加強(qiáng)日常維修保養(yǎng)管理，監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，及時排除故障，處理潛在風(fēng)險，預(yù)防意外事故。從根本上降低故障的發(fā)生率，從而保障使用者的生命財產(chǎn)安全。

1.1 檢查內(nèi)容

在檢查時首先應(yīng)檢查轎廂內(nèi)部操作面板情況，保證開關(guān)門功能正常，防止門夾人保護(hù)裝置功能正常，按鈕可靈敏反應(yīng)，信號指示燈可正常使用。其次應(yīng)檢查門機(jī)性能，保證開啟電梯門和關(guān)閉電梯門時，反應(yīng)速度穩(wěn)定，開關(guān)過程中無異響。此外還應(yīng)對電梯運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，確保無異常現(xiàn)象發(fā)生。觀察層樓顯示情況和層站呼梯面板，應(yīng)當(dāng)功能正常、指示正確、動作無誤。對電梯上運(yùn)行平層和下運(yùn)行平層情況進(jìn)行檢查，確保未超出限定范圍。檢查電梯曳引機(jī)運(yùn)行有無異響，制動時制動閘瓦是否緊密均勻地貼合在制動輪上，運(yùn)行時，制動閘瓦與制動輪不應(yīng)發(fā)生摩擦。查看曳引機(jī)齒輪箱儲油情況，保證油位正常。

1.2 檢修安全管理

日常檢修時應(yīng)加強(qiáng)安全管理，避免檢修事故。與常規(guī)機(jī)械設(shè)備相比，電梯設(shè)備具有特殊構(gòu)造，檢修電梯時存在風(fēng)險性，應(yīng)落實安全要求，進(jìn)行規(guī)范維修。電梯維修時應(yīng)有多人在場，避免檢修人員單獨(dú)行動，以防止出現(xiàn)意外事故無法及時救援。多個檢修人員聯(lián)合維修時，應(yīng)加強(qiáng)配合，保持思想行動一致。電梯檢修前層門外應(yīng)做好警示、圍擋措施，避免人員意外進(jìn)入。使用專業(yè)鑰匙開啟電梯層門時，應(yīng)先確定轎廂所處位置，通過具體觀察定位，而非主觀臆斷。開啟層門后，將檢修開關(guān)旋轉(zhuǎn)至檢修檔位，按下急停按鈕后進(jìn)入轎頂。離開轎頂時，應(yīng)先將層門開啟，安全到達(dá)層站后復(fù)位急停開關(guān)與檢修開關(guān)，并將廳門關(guān)閉。在轎廂運(yùn)行狀態(tài)下應(yīng)避免將身體探出欄桿。進(jìn)入地坑前，應(yīng)先令地坑檢修箱中安全開關(guān)處于切斷狀態(tài)。確保廳門為開啟狀態(tài)，避免在地坑內(nèi)有非必要的停留。出地坑時檢修人員先爬出地坑，然后接通安全開關(guān)，最后關(guān)門。短接進(jìn)行故障排查時，先將電梯設(shè)置為檢修狀態(tài)，檢修完成后切斷電梯短接線，復(fù)位電梯。斷電檢修時，應(yīng)設(shè)置禁止合閘的標(biāo)志，電動工具操作檢修前，應(yīng)進(jìn)行防觸電準(zhǔn)備，防范觸電風(fēng)險。

1.3 安全回路故障排查

應(yīng)用安全回路是保證電梯在發(fā)生安全部件異常時可及時停運(yùn)。在機(jī)房中設(shè)有控制屏急停開關(guān)和限速器開關(guān)，此外還有熱繼電器與相序繼電器等開關(guān)等。井道中設(shè)有上下極限開關(guān)。地坑中設(shè)有斷繩保護(hù)開關(guān)和緩沖器開關(guān)、檢修箱急停開關(guān)。轎廂中設(shè)有操縱箱急停開關(guān)。轎頂設(shè)有安全鉗和安全窗及檢修箱急停開關(guān)。電梯停運(yùn)時，信號無法登記，慢車及快車都不能運(yùn)行，此時疑似回路故障。

應(yīng)通過機(jī)房控制屏分析安全繼電器情況。安全繼電器正常釋放電流，可確定為安全回路故障。排查輸入電源相序，查看是否有缺相錯相問題，該類問題可造成相序繼電器動作。熱繼電器動作誘因可能為電梯長期超負(fù)荷運(yùn)載，或者長期堵轉(zhuǎn)。限速器開關(guān)啟動可能是因為限速器超速。極限開關(guān)動作時，應(yīng)排查是否發(fā)生電梯沉底或電梯沖頂情況。地坑斷繩開關(guān)發(fā)生異常動作時應(yīng)排查限速器繩，排除超長或跳出問題。安全鉗發(fā)生動作時，故障誘因眾多，應(yīng)檢查限速器是否發(fā)生超速動作或因油位不足發(fā)生誤動作，排除地坑繩輪失油或異物卷入問題，檢測安全契塊是否保持科學(xué)間隙。安全窗發(fā)生開關(guān)動作可能是因其被人頂起。急停開關(guān)被啟動也可能產(chǎn)生安全回路異常動作。應(yīng)檢查上述開關(guān)，經(jīng)檢查都無問題，應(yīng)對觸點(diǎn)接觸質(zhì)量進(jìn)行檢查，并查看接線是否緊密連接。檢修時，常見電梯安全回路無異常且安全繼電器良好吸合，難以確定回路故障誘因，此時應(yīng)從繼電器中取樣，通過危急檢測常開觸點(diǎn)，確定是否為繼電器自身接觸不良問題誘發(fā)安全回路故障。

應(yīng)用門鎖回路可促進(jìn)電梯安全運(yùn)行。在電梯廳門、轎門中設(shè)有電氣聯(lián)鎖開關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)中部分電梯門未關(guān)閉時，電梯無法啟動運(yùn)行，全部聯(lián)鎖開關(guān)接通后，控制屏門鎖繼電器可有效吸合，電梯可常規(guī)運(yùn)行。門鎖回路斷開故障表現(xiàn)為，電梯門全部關(guān)閉，通過控制屏可見門鎖繼電器為釋放狀態(tài)。針對此種故障，應(yīng)先檢查電梯停止層門鎖，排除此故障后，了解層門開啟情況，并使用三角鑰匙在廳外再次開關(guān)廳門。設(shè)置電梯為檢修狀態(tài)后，使用控制屏切斷廳門鎖、短接廳門鎖，分別排查轎門故障和廳門故障。經(jīng)過檢查，確定為廳門故障，設(shè)置檢修狀態(tài)后，對廳門鎖回路進(jìn)行短接處理，在檢修速度下操控電梯試運(yùn)行，對各個廳門、被動門聯(lián)鎖接觸質(zhì)量進(jìn)行檢測。門鎖回路故障排除后，應(yīng)先將門鎖短接線去除，然后恢復(fù)電梯至快車狀態(tài)。

在電梯運(yùn)行中，有時會出現(xiàn)快車無法上行、慢車可以上行的故障。分析此類故障，多是因為上行強(qiáng)直減速限位損壞斷開，故而發(fā)生此故障。

1.4 安全觸板故障維修

電梯轎門中設(shè)置光電安全觸板或者光幕安全觸板，可使電梯關(guān)閉時智能識別電梯門環(huán)境，避免夾住乘客。安全觸板是防夾人的機(jī)械裝置，電梯關(guān)門時安全觸板觸碰到人體會自動內(nèi)縮，帶動下方微動開關(guān)，通過觸板開關(guān)動作促使電梯門開啟。光幕和光電裝置運(yùn)行原理相同，但前者發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)更多。

該部位故障表現(xiàn)為電梯門無法關(guān)閉，或未徹底關(guān)閉即再次開啟，檢修狀態(tài)下可正常關(guān)閉。發(fā)生此故障后，應(yīng)先檢查觸板開關(guān)是否損壞，如有損壞則更換安全觸板。無損壞的情況下，檢查觸板開關(guān)是否調(diào)正，是否出現(xiàn)卡住問題，排除誘因。檢查光電電源和光電部件，確保電源供電良好且部件無損壞。避免光電處于正確位置，無異物遮擋。安全觸板失效時，應(yīng)排查是否發(fā)生斷線情況，或觸板開關(guān)損壞。維修時，應(yīng)先確定原因，解除誘因故障即可排除。

關(guān)門力限開關(guān)故障。此開關(guān)的作用是在關(guān)閉電梯門時受到阻力后無法關(guān)閉，該開關(guān)促使電梯門開啟。部分變頻門機(jī)通過其他裝置實現(xiàn)此功能，其變頻器可對門機(jī)電流進(jìn)行計算，抵達(dá)設(shè)定值仍未關(guān)閉，則開啟電梯門。該類故障表現(xiàn)為開關(guān)誤動作后門未自動關(guān)閉。開關(guān)門按鈕的作用是通過開門按鈕控制可持續(xù)開門狀態(tài)，便于乘客進(jìn)出，按關(guān)門按鈕后門可及時關(guān)閉。故障表現(xiàn)為操作按鈕后，按鈕卡住未彈出，導(dǎo)致開關(guān)門功能異常。出現(xiàn)此類故障后，應(yīng)調(diào)整按鈕至靈活狀態(tài)，可排除故障。

1.5 元部件故障排查

電流、電弧較易損傷接觸器，導(dǎo)致線圈燒毀，接觸器回路喪失功能。線圈微小損傷可能導(dǎo)致回路短路，重度損傷如電氣觸點(diǎn)損毀，會引起回路故障。受此影響，回路長期維持接通或者短路情況，導(dǎo)致電梯系統(tǒng)加重誤動作故障，影響穩(wěn)定運(yùn)行。應(yīng)使用萬能表對元件進(jìn)行接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)檢測，觀察電阻值，分析故障原因，進(jìn)而消除故障。元部件外部絕緣材料較易發(fā)生老化，應(yīng)加強(qiáng)日常維護(hù)，定期檢查并更換部件，保證絕緣性能，預(yù)防故障發(fā)生。

2 定期檢驗工藝

為防止不符合技術(shù)規(guī)范的電梯出現(xiàn)，在電梯安裝和改造時須由國家專業(yè)部門進(jìn)行監(jiān)督檢驗合格后才能投入使用。投入使用后需要按照國家相關(guān)政策要求進(jìn)行定期檢驗或檢測，如果使用未經(jīng)國家相關(guān)部門檢驗檢測的電梯，可能會給使用者的生命財產(chǎn)安全造成巨大的危脅。

2.1 安全性檢驗

預(yù)警監(jiān)管系統(tǒng)綜合傳統(tǒng)安全系統(tǒng)，結(jié)合信息化技術(shù)，系統(tǒng)性能更加智能。該系統(tǒng)聯(lián)合故障報警和安全預(yù)警系統(tǒng)，可對電梯進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管，是一體化系統(tǒng)，在垂直電梯日常狀態(tài)監(jiān)測中可使用。該系統(tǒng)的一些功能在檢測自動扶梯時也可應(yīng)用。應(yīng)用該系統(tǒng)不僅可以促進(jìn)電梯安全性管理，而且還可以促進(jìn)智慧城市建設(shè)。

機(jī)房中設(shè)有安全分析單元ESAU，內(nèi)嵌邏輯判斷、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算等算法，在電梯關(guān)鍵部件位置安裝監(jiān)測傳感器，分別負(fù)責(zé)電梯定位、電壓和電流監(jiān)測、軌道垂直度監(jiān)測、安全回路監(jiān)測、速度監(jiān)測以及振動監(jiān)測等，使用預(yù)警監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行電梯安全性檢測。利用無線信號傳輸檢測數(shù)據(jù)，ESAU通過計算和判斷監(jiān)測電梯運(yùn)行和預(yù)警報警系統(tǒng)狀態(tài)。ESAU通過無線網(wǎng)絡(luò)將上述狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)管平臺，利用監(jiān)管平臺可集中監(jiān)管區(qū)域內(nèi)電梯。利用互聯(lián)網(wǎng)將狀態(tài)信息上傳至上級監(jiān)管平臺，促進(jìn)大范圍電梯監(jiān)管。電梯安全管理人員可利用終端設(shè)備登錄平臺服務(wù)器，在授權(quán)之后調(diào)取指定區(qū)域電梯信息，實施電梯管理。

檢測系統(tǒng)應(yīng)用ESAU內(nèi)嵌算法分析電梯運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，及時捕捉電梯異常狀態(tài)，進(jìn)行故障預(yù)測，故而事故發(fā)生前系統(tǒng)可進(jìn)行預(yù)警，提醒維修人員及時排查故障，并可促使乘客及時疏散，促進(jìn)運(yùn)行安全。電梯狀態(tài)參數(shù)是對電梯內(nèi)部系統(tǒng)穩(wěn)定性的真實反映，及時檢測出相關(guān)信息可提升電梯故障預(yù)警水平。常規(guī)情況下，電梯運(yùn)行中平衡系數(shù)應(yīng)維持在0.4~0.5之間，保證平穩(wěn)運(yùn)行，通過超速檢驗等可分析電梯平穩(wěn)性。不同電梯其安裝位置、服役周期、維修保養(yǎng)情況等各不相同，缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在常規(guī)情況難以進(jìn)行同步管理。使用新型預(yù)警監(jiān)管系統(tǒng)，可對電梯電流電壓狀態(tài)、溫度情況、振動情況和噪音等進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合分析，研究歷史數(shù)據(jù)，并對其常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)警或報警狀態(tài)等進(jìn)行檢測分析，建立關(guān)系模型，通過模型實時分析被測設(shè)備，分析參數(shù)狀態(tài)，對指定時段運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行概率計算，進(jìn)而可對預(yù)警狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，發(fā)出預(yù)警。ESAU綜合邏輯判斷分析電梯狀態(tài)，實時檢測運(yùn)行情況，并及時報警突發(fā)情況，當(dāng)發(fā)生斷電停梯導(dǎo)致乘坐人員受困時，可促進(jìn)快速救援。

2.2 舒適度檢驗

電梯定期檢驗可促進(jìn)故障徹底排查，完善系統(tǒng)缺陷。當(dāng)前電梯定檢技術(shù)水平較高，聯(lián)合智能移動終端和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可對電梯進(jìn)行精細(xì)化檢修。舒適度檢測系統(tǒng)是借助智能終端設(shè)備進(jìn)行操作的檢測系統(tǒng)，如平板電腦、手機(jī)等，采用無線通信方式連接。在終端設(shè)備中同時連接測試盒裝置和遠(yuǎn)程服務(wù)器，連接完畢后，舒適度測試盒利用藍(lán)牙連接終端設(shè)備，再通過無線網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程服務(wù)器。此種測試盒外形小巧，以嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)為核心系統(tǒng)，系統(tǒng)中設(shè)有噪聲傳感器和加速度傳感器。設(shè)置系統(tǒng)后，可通過設(shè)備檢測電梯運(yùn)行噪聲和穩(wěn)定性。在系統(tǒng)使用中，通過藍(lán)牙信號傳輸，智能終端可實時獲取測試數(shù)據(jù)，定檢人員可通過智能終端全程控制檢測過程。

在使用該測試系統(tǒng)時，需要在終端設(shè)備中安裝測試APP，按測試預(yù)期設(shè)定測試參數(shù)，然后在APP中使用測試盒。系統(tǒng)分析處理測試數(shù)據(jù)后，對電梯運(yùn)行過程進(jìn)行自動識別與智能分析，通過屏幕可查看電梯運(yùn)行中速度、加速度、位移、振動、制動和噪聲曲線。通過乘運(yùn)質(zhì)量參數(shù)運(yùn)算，分析振動頻率和ISO、數(shù)字濾波，評價電梯性能。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。該系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收測試數(shù)據(jù)后，電梯公司可對電梯乘運(yùn)質(zhì)量進(jìn)行宏觀數(shù)據(jù)分析，利用分析結(jié)果優(yōu)化電梯系統(tǒng)設(shè)計，指導(dǎo)電梯科學(xué)使用和日常檢修等。

3 常用測試技術(shù)

3.1 速度和加速度檢測技術(shù)

電梯速度和加速度直接影響電梯運(yùn)行效率與穩(wěn)定性，是評價電梯性能和工作狀態(tài)的重要指標(biāo)。當(dāng)前電梯功能測試通常為無損檢測，所用設(shè)備為反射式光電轉(zhuǎn)速表設(shè)備。使用該測試設(shè)備時，無需與測試物體發(fā)生直接接觸，可操作性較強(qiáng)。在使用該轉(zhuǎn)速表時，首先將該檢測儀器固定在待測速轉(zhuǎn)盤部位，黑色轉(zhuǎn)盤是檢測過程的非反光面。此種檢測技術(shù)的應(yīng)用原理：轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)盤之間反射率不同，測試過程中轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，反光與無反光情況交替發(fā)生，此種反射信號被光電器件接收，并將其向電脈沖信號模式轉(zhuǎn)換，通過信號處理，可得出轉(zhuǎn)速值，以此確定電梯運(yùn)行速度。在測試加速度時，位移微積分法是常見檢測方法，檢測原理：電梯加速度運(yùn)行中不可避免地產(chǎn)生振動，電梯啟動以及制動過程中也會產(chǎn)生加速度，在檢測時，在轎廂底部中央部位，貼近地面裝設(shè)檢測裝置，從而獲取不同運(yùn)行狀態(tài)下的加速度數(shù)據(jù)。

3.2 平衡性檢測技術(shù)

電梯平衡性不僅會影響運(yùn)行效率，而且會影響乘坐舒適度。轎廂在不同額定荷載情況下上下運(yùn)行，會顯示出不同的平衡系數(shù)，進(jìn)行此檢測需在轎廂對重運(yùn)行達(dá)到相同水平位置時對輸入端電壓數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，將上述信息繪制為運(yùn)行曲線圖，分析負(fù)荷曲線。在曲線圖中，定位交點(diǎn)部位數(shù)據(jù)，即平衡系數(shù)。測試交流開環(huán)運(yùn)行模式的電梯時通常進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，而檢測交流閉環(huán)運(yùn)行模式的電梯時多測量電源進(jìn)線側(cè)電流，此外，直流電梯平衡系數(shù)檢測多實施電壓、電流同步檢測。

3.3 噪聲檢測技術(shù)

通過噪聲檢測可定位噪聲來源，分析系統(tǒng)運(yùn)行缺陷，排查故障部件，改善電梯乘坐環(huán)境，并且可促進(jìn)安全管理，降低電梯使用風(fēng)險。測聲壓級觸感技術(shù)是常用電梯噪聲檢測技術(shù)，將測試傳感器安裝于與地面間距1.5m左右部位，科學(xué)選擇監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量應(yīng)不低于3個。測量部位為與傳感器間距1m處。在檢測時，通?？砂l(fā)現(xiàn)多個噪聲來源，選取其中噪聲數(shù)據(jù)最突出的部分，分析噪聲成因。此種檢測所用設(shè)備并不復(fù)雜，可操作性較強(qiáng)，電梯綜合評價中也需要使用噪聲檢測數(shù)據(jù)。此類傳感器可在電梯檢驗中使用，從而獲取優(yōu)質(zhì)信號數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)軟件使用，全面分析數(shù)據(jù)，可對電梯運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)評價。

3.4 其他檢測技術(shù)

上述檢測技術(shù)多為功能檢測，此外還有常用設(shè)備檢測技術(shù)，例如漏磁檢測等。漏磁檢測的原理：磁鐵漏磁后產(chǎn)生磁場變化，分析漏磁場，觀察信號變化，放大信號并進(jìn)行濾波處理，使用計算機(jī)判斷曳引狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高層建筑使用中保障電梯安全舒適運(yùn)行具有必要性。電梯運(yùn)行狀態(tài)不僅影響使用舒適度，而且與乘坐者的安全密切相關(guān)。為預(yù)防電梯事故，促進(jìn)電梯安全運(yùn)載，應(yīng)加強(qiáng)常規(guī)維護(hù)，應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗進(jìn)行全方位檢查，排除故障隱患。還應(yīng)積極應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，完善電梯日常狀態(tài)監(jiān)控管理，提升電梯故障預(yù)警報警質(zhì)量。