李钟
南京市特种设备安全监督检验研究院 江苏省南京市 210002
摘要：文章列举了一起典型的电梯制动器失效事故并进行了详细深入的调查分析，最终发现该起事故主要原因为一个接触器触点位置偏移导致制动器闸瓦磨损较大从而制动力矩严重不足产生轿厢滑移。该事故最终导致一名乘客死亡，本文通过详尽的现场说明以及原理分析完好的还原了事故全貌，对于今后的电梯维保以及事故调查均有很大的借鉴意义。
关键词：制动器；制动器闸瓦；制动器控制线路
1电梯事故基本情况
该起电梯事故的基本情况：2017年6月13日上午9点左右，某小区B栋一台客梯，一名女性乘客在该电梯19楼厅外候梯下行，电梯空载从8楼正常上行至19楼停梯开门，在该乘客跨入轿厢时，电梯突然向上移动，该乘客被运动的轿厢绊倒，轿厢继续向上移动致该乘客脚部被轿厢地坎和19楼厅门上坎挤压，导致脚部变形受伤。
2电梯现场情况验证检测
该电梯在制动器控制系统上采用的是零速抱闸的方式，电梯正常情况下，制动器闸瓦一般不会出现较大的磨损，根据现场情况判断，闸瓦出现严重磨损的原因是电梯带闸运行所致。经现场检查轿厢位置：轿厢位于顶层超出平层位置（对重完全压缩缓冲器）；安全回路：安全回路断路，限速器、安全钳开关、缓冲器开关动作；门锁回路：门锁回路断路；制动器：制动器散热片上有一层薄灰，如图1所示，制动器下方的地面上有闸瓦衬垫磨损的细屑，如图2所示，左右两侧闸瓦衬垫磨损不均匀，如图3、图4所示。
图1制动散热器上的薄灰
图2闸瓦衬垫磨损的细屑
图3左闸瓦衬垫
图4右闸瓦衬垫
手动开启制动器（下文简称手动松闸），盘车使轿厢向下移动一段距离使对重离开缓冲器后释放手动松闸装置，制动器无法制停向上移动的轿厢。制动器通电，右侧闸瓦开闸落闸正常，左侧闸瓦由于瓦衬垫磨损严重，铁芯间隙增大吸力不足，左推杆无法推动闸瓦张开。
拆解制动器发现，线圈完好、铁芯光亮活动无卡阻，如图5所示。闸瓦衬垫表面已经严重碳化，粗糙不平，局部分层脱落，左侧闸瓦衬垫厚度6.4mm，右侧闸瓦衬垫厚度8.1mm，制动轮表面呈现过热痕迹，如图6所示。检查制动器控制回路，逐个测量制动器控制回路上的各个触点的导通电阻，发现其中一组触点（对应电气原理图中的KMC）导通不稳定，导通电阻值异常，实测值为40Ω左右。
图5铁芯
图6闸瓦衬垫
3电梯事故分析
1）经现场检测，除19楼层门被损坏导致层门不能闭合外，其它层门及轿门的门锁装置有效，排除电梯可以开门运行的可能。
2）经现场验证，对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，不能提升空载轿厢，空载曳引能力符合要求，排除了曳引绳在曳引轮打滑造成空轿厢失控上移的可能。
3）从监控录像上看，电梯从8层正常运行到第l9层平层时，轿厢发生向上异常移动是在层门和轿门打开时发生的，而轿门层门电气联锁有效，曳引能力正常，由此可以判定轿厢向上失控滑移是制动器制动力矩不够引起的。
4）机房内弥漫着浓烟、闸瓦表面磨损碳化和制动轮表面有过热痕迹表明闸瓦衬垫和制动轮两者之间有剧烈的摩擦并且时间较长。
5）制动器的机械部分，包括铁芯，推杆，制动臂、销轴零部件完好，活动灵活。制动器线圈在110V直流电源通电时铁芯工作正常。
6）制动器的控制原理如图7所示。
图7制动器控制原理图
工作原理是：电梯启动时，强激接触器KMZ吸合，KMZ触点吸合短接经济电阻RZ1，直流110V电压直接施加在制动器YBK线圈上，电流产生磁场，铁芯迅速吸合通过推杆推动制动臂，闸瓦与制动轮分离，制动器打开。
制动器铁芯吸合后与磁极的间隙很小，保持铁芯吸合所需的维持电流较之吸合前小很多。为了减小制动器线圈电流和线圈发热，程序设定强激接触器KMZ吸合1.5～2s后断开，线圈回路接入经济电阻RZ1达到这个目的。当电梯停层时，抱闸接触器KMB断电切断制动器线圈电流，磁场消失铁芯释放，制动臂在弹簧的作用下复位，闸瓦抱紧制动轮，轿厢被制停；
7）检查制动器控制回路发现KMC辅助触点接触电阻异常，实测值为40Ω左右，打开接触器KMC灭护罩观察到辅助触点的静触头发生了位置偏移，如图8所示。
正常情况下，动、静触头接通时阻值几乎为零。静触头的本体加工有斜楔状台阶，凭借斜楔与平口槽紧配合来固定，如图9所示。平口槽的材料为热固性塑料，材料强度不高，受斜楔挤压会发生轻微塑性变形，弱化了静触头的固定。再者，由于电梯启动、停止频繁，相邻接触器和继电器吸合、释放引起的振动，会对静触头的固定产生影响乃至产生移位。静触头移位导致接触电阻明显增大。
静触点位置偏移 正常的触点
图8静触头偏移图
固定触点的平口槽
静触点和本体上的斜楔
图9静触头的固定
KMC触点接触电阻由正常情况下几乎为零增加到40Ω，对制动器控制造成严重影响。
测量得知，RZ1为50Ω，YBK为85Ω。
电梯起动时，强激接触器触点KMZ闭合，110V电源经过KMC触点接触电阻（40Ω）和制动器线圈形成通路，制动器线圈电压为：
U=110x85／（85+40）=74.8V
按照程序设定起动1.5～2s后，强激接触器KMZ断电，制动器回路接入了经济电阻RZ1（50Ω），此时制动器线圈的电压为：
U=110×85／（50+40+85）=53.4V
显然在电梯起动1.5~2s后强激接触器KMZ断电，制动器线圈上的53.4V低于最高释放电压，也就是说此时制动器铁芯已经处于落闸状态。与线圈断电的落闸不同，由于加有53.4V的电压，制动器线圈内依然有电流流过，线圈产生的磁场对铁芯仍然有吸力并通过推杆作用在制动臂上，虽然不足以克服制动臂弹簧的预紧力打开闸瓦，但闸瓦处于未完全打开状态。电动机的电流有所增大（相当于增大了载荷）但不超过变频器保护设定值，电梯长时间在这种情况下运行，变频器不会发生保护停梯。电梯每次运行，达到异步电动机额定转速1430r／min的制动轮与闸瓦衬垫剧烈摩擦产生高温，使闸瓦衬垫碳化并迅速磨损、变薄。左右两侧闸瓦衬垫因制动弹簧预紧力不同，磨损的快慢不同，预紧力大的一侧磨损快，反之磨损慢。闸瓦衬垫磨损的结果是制动力矩降低，最终无法制停空载轿厢向上滑移，发生了事故。
4电梯的事故原因综述
直接原因：制动器控制回路中的一个KMC接触器静触点位置偏移，动、静触点接触电阻增大，致使电梯启动后制动器线圈电流减小，闸瓦处于微开状态，电梯带闸运行。高速运转的制动轮与闸瓦衬垫剧烈摩擦产生高温，闸瓦衬垫磨损、碳化，制动力矩减小最终制动失效，导致电梯在第19层停层时发生轿厢滑移剪切事故。
5结束语
通过该起事故分析我们可以得到以下经验教训：电梯使用管理和维护保养单位应严格按照TSGT5001-2009（《电梯使用管理与维护保养规则》的要求进行安全管理和维保工作，特别是老旧电梯要制订合理的维保计划，有针对性的加强对接触器继电器等电气的检查，及时发现和排除隐患。
参考文献
[1]GB7588—2003电梯制造与安装安全规范[s].
[2]张睿.ENES型电梯控制系统说明书[M].江苏：南方出版社.
[3]向二林.电梯事故鉴定的一般流程[D].江苏：南京大学.
[4]TSG22006-2009特种设备事故处理导册[s].[5]TSGT5001-2009电梯使用管理与维护保养规则[s].
论文作者:李钟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：闸瓦论文; 制动器论文; 电梯论文; 衬垫论文; 接触器论文; 触点论文; 线圈论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;