江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 江苏苏州 215000
摘要：随着高层建筑的普及，电梯在日常生活中有不可取代的作用。然而，随着电梯事故的曝光率不断上升，特别是由于轿厢意外移动导致电梯“开门走梯”的惨烈事故，也时刻提醒人们关注电梯使用安全，这对我们的电梯检验也提出了更多更高的要求。本文主要介绍了电梯轿厢意外移动保护装置的概念、组成、实现方式以及检验的标准规范要求，以期对现场检验起到一定的指导作用。
关键词：电梯；轿厢意外移动；检验
近年来，随着行地产行业爆发式发展，高层建筑也变得越来越普及，电梯在人们的日常生活中也起到了不可取代的作用。然而，随着媒体对电梯事故曝光频率的增加，人们也开始渐渐关注有关电梯安全的事故，特别是2013年5月15日深圳罗湖长虹大厦与2014年按9月14日华侨大学厦门校区相继发生的电梯夹人事故，引起了业内对电梯轿厢意外移动的激烈讨论。由此，GB7588-2003第1号修改单对轿厢意外移动的规定应时而生，这对检验一线的特检人员提出了新的要求。
1.轿厢意外移动的概念及原因分析
GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单首次定义了轿厢意外移动UCM（unintended car movement），即在开锁区域内且开门状态下，轿厢无指令离开层站的移动，不包含装卸载引起的移动[1]。GB24803.1-2009《电梯安全要求 第1部分：电梯基本安全要求》对电梯“失控运行”（uncontrolled movement）进行了定义，指以下情况：根据电梯设计运载装置应保持静止，但运载装置移动；或在电梯运行过程中，运载装置以超出设计用于控制其速度的装置所控制的速度运行[2]。一般而言，轿厢的意外移动可分为“开门溜梯”和“开门走梯”两种情形[3，4]。
电梯轿厢意外移动的原因主要有制动器故障、安全电路故障以及曳引力不足。其中制动器故障有机械故障和电气故障，机械故障主要是由于制动器制动轮与闸瓦间隙过大、制动器工作面上有油污或者机械卡阻等原因导致制动力矩不足，电气故障主要是由于制动器线圈烧毁、电路短路或者回路设计不合理[5]导致制动装置失效，从而可能出现电梯“开门溜梯”。安全电路故障主要是由于层门或者轿门门锁的人为违规短接，可能导致电梯“开门走梯”。曳引轮绳槽或钢丝绳的磨损和油污、电梯过度装修或者对重块缺失等原因都有可能导致电梯的曳引不足，当曳引力过小时可能出现电梯打滑现象，也有“开门走梯”的风险。
2.标准规范对轿厢意外移动的要求
美国、欧洲与香港分别于2001年、2009年和2012年相继实施轿厢意外移动保护装置的要求。GB7588-2003及其第1号修改单等效采用了欧洲标准EN81-1：1998+A3：2009，A3标准第9.11.1条规定，电梯应具有一种装置以阻止轿厢在层门门锁不在锁紧位置和轿门门锁不在关闭位置的情况下，由于电梯主机或轿厢安全运行所依赖的驱动系统的单一元件失效所引起的意外移动，悬挂装置和主机曳引轮失效除外。由此可以看出，轿厢意外移动保护装置对钢丝绳或钢带的断裂，传动部件和曳引轮的失效不要求有保护作用，并且可以不用考虑两个及以上部件同时失效的情况。
防止轿厢意外移动的要求1.距离要求：①轿厢意外上行时，制停装置动作制停电梯后，层门地坎与制停电梯轿厢护脚板之间的水平距离不得大于200mm，且轿厢地坎与层门门楣之间的自由距离不得少于1000mm；②轿厢意外上行时，制停装置动作制停电梯后，层门地坎或门框与制停电梯井道壁（由层门地坎向下1200mm）之间的水平距离不得大于200mm，且层门地坎与轿厢门楣之间的自由距离不得少于1000mm。2.减速度要求：轿厢空载上行的意外移动减速度不超过9.8m/s2，轿厢下行的意外移动减速度不超过下行超速保护装置动作时允许的减速度。
3.轿厢意外移动保护装置的组成
电梯轿厢意外移动保护装置的组成主要有检测系统、制停子系统和自监测系统（当制停子系统为冗余型制动器）。
检测系统是对电梯是否发生意外移动进行判断，一般由平层感应装置和安全控制装置组成，要求在电梯门未关闭的情况下，最迟在轿厢离开开锁区域时检测到轿厢的意外移动。制停子系统的元件主要作用在轿厢、对重、钢丝绳系统、曳引轮或者只用两个支撑的曳引轮轴上，也可与上、下行超速保护装置共用部件。自监测系统是在抱闸不打开或者一次单侧打开的情况下，通过电机供电给曳引轮施加额定转速的力矩，依靠旋转编码器的反馈信号监测曳引轮是否移动。
4.轿厢意外移动保护装置的实现方式
轿厢意外移动基本实现方式是依靠检测系统检测到轿厢发生意外移动的信号，分析判定后对制停子系统发出制停轿厢的指令。对于采用冗余制动器作为制停子系统的执行元件，还需有自监测系统定期对制动器的制动力进行验证。轿厢意外移动保护装置的实现方式主要有冗余制动器型、限速器型、夹绳器型、轿厢锁止型以及其他型式。
4.1冗余制动器型
GB7588-2003第12.4.2.1规定，所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。由此可见，制动器按规定必须内部冗余，可作为轿厢意外移动的执行机构。
当采用冗余制动器作为轿厢意外移动的执行机构时，需要设置自监测系统定期对制动器机械装置的提起/释放进行验证，自监测系统对制动力的验证周期不大于24h，对机械动作和制动力同时验证的周期不大于15天。当自监测系统检测到失效时，应关闭轿门和层门并能够防止电梯的正常启动。此外，还需要型式试验机构对其进行型式试验。
采用冗余制动器作为轿厢意外移动保护装置是新标准实施后电梯厂家常用的一种型式，具有结构简单，便于制造的优点，但是也有观点认为，由于检测周期太长，制动器可能小概率出现在检测周期内失效的风险[6]。
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4.2限速器型
由于轿厢意外移动的保护须对上行、下行均起作用，限速器也应当采用双向型式，因此限速器型的保护装置有两种，一是“限速器-双向安全钳”[7]，二是“限速器-安全钳-夹绳器”[8，9]。
当采用限速器作为轿厢意外移动的执行机构时，可以与轿厢上行、下行超速保护装置公用，但是考虑到两者的触发机制不一样，因此还需增加电磁力等型式触发机构，当检测系统检测到轿厢意外移动时由触发机构使限速器动作。
4.3夹绳器型
夹绳器可实现对电梯上行、下行意外移动的保护，夹绳器通过电磁力触发动作[10~12]。该类型的装置结构简单，便于老旧电梯的改造与新梯的配套。
4.4轿厢锁止型
该类型的轿厢意外移动保护装置采用机构将电梯锁止于导轨上或井道内，实现了轿厢的绝对制停。其原理是电梯进入门区停站开门，当开门宽度到达设计值时由锁止机构直接将轿厢锁止，门系统关闭时，当关门宽度到达设计值时锁止机构复位，电梯正常运行。
根据触发锁止机构动作的原理可分为门系统机械触发[13，14]和电动触发[15，16]两类，门系统机械触发的方式是轿门门机带动层门打开，开门宽度达到设计值时，门机或门机皮带触发锁止机构，电动触发是当层门打开至设计值时，检测控制元件发出指令，电磁继电器或电机触发锁止机构。也有采用电磁铁、止动杆、止动架和电气控制系统组成的装置也是相同的原理[17]。
该类型的装置可能存在影响电梯开门时平层、再平层和提前开门操作功能的情况，另外，锁止机构作为受力部件也存在复位困难的情形，因此应用还有待考验。
4.5其他型式
刘海斌等[18]介绍了一种采用ACOP系统的方式，即由限速器提供控制信号，当轿厢发生意外移动时，ACOP控制制动器动作，直接固定转子，从而制停轿厢。也有提出采用限制转动部件型[19，20]和封星型[21，22]等形式的轿厢意外保护装置，不过技术还有待完善，现场检验时需要注意是否有相应的型式试验报告。
5.轿厢意外移动保护装置的检验探讨
采用冗余制动器作为轿厢意外移动保护装置时，不能防止由于门锁回路短接造成的“开门走梯”事故，因此该项必须与门锁回路检测同时起作用。现场检验过程中，还需注意检验型式试验报告，并注意自监测周期是否符合要求。
GB7588-2003第1号修改单规定电梯在安全运行期间，轿厢意外移动保护装置需有效，该装置若当能量不足时应使电梯停止并保持在停止状态。当电梯故障时，国标对轿厢意外移动没有明确要求，断电盘车救人时，若放到平层时候刚好发生由于制动力不足的轿厢意外移动，由于断电无法触发保护装置的执行机构。而且为了救援的方便，盘车或检修运行必须屏蔽轿厢意外移动的保护，以防止轿厢意外移动保护装置的误动作。
此外，在检验的过程中，还需关注与轿厢意外移动相关的各项条款，做好人为因素的预防工作，检查电梯超载保护装置是否有效，加强对电梯制动器以及钢丝绳的检查，对电梯平衡系数及对重块数量进行确认，值得关注的是，检规第2号修改单对这些条款都做出了要求。
最后，建议电梯的检验部门积极参与电梯的安全宣传工作，特别提示乘客注意门区的安全，在经过门区时做到快速通过不要长时间停留。
6.小结
随着近期电梯夹人事故的频繁曝光，国家也在不断加强对电梯安全的各项要求，特别是门区以及制动器的安全，随着GB7588-2003第1号修改单的施行，检规第2号修改单也即将施行与检验第一线。本文简单介绍了轿厢意外移动的定义、组成、标准规范要求以及保护装置的几种形式，同时对检规提出了自己的一些理解，期望对检规正式施行后的检验工作提供一些帮助。
参考文献
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论文作者:李功宁,李剑晨,曹宏辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/4
标签：电梯论文; 意外论文; 制动器论文; 保护装置论文; 中国论文; 装置论文; 型式论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;