浅谈电梯上行超速保护装置的类别及试验方法

马晓东

关键词：电梯 轿厢上行超速保护装置 类别 试验方法

电梯轿厢上行超速保护，顾名思义就是为了防止电梯上行运行时，由于各方面的原因导致电梯速度失控而形成的保护。电梯上行超速时，会引起严重的后果，轻则损坏设备，重则引起人员伤亡。在日常电梯的检验中，尤其是电梯的监督检验，一些人员往往对轿厢上行保护装置认识不够深刻，不能引起足够的重视，从而留下了事故隐患。就此，笔者根据自己对标准的理解以及现场的检验情况对轿厢上行超速保护做如下总结，仅供大家参考。

1. 关于电梯轿厢上行超速保护装置的规定

GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中规定：曳引驱动电梯上应装设符合条件的轿厢上行超速保护装置。该装置包括速度监控和减速元件，应能检测出上行轿厢的速度失控，其下限是电梯额定速度的115%，上限是大于轿厢下行安全钳动作速度但不超过该动作速度的10%，且应能使轿厢制停，或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围。

TSG T7001-2009 《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》中规定：当轿厢上行速度失控时，轿厢上行超速保护装置应当动作，使轿厢制停或者至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围；该装置动作时，应该使一个电气安全装置动作。

实际上电梯界早在1985年就讨论轿厢上行超速问题，轿厢中的乘客在向上超速时的危险要比向下超速时大，因为人的头顶要比脚底耐冲击能力差得多，所以电梯必须要设置上行超速保护装置。关于上行超速保护装置，在国家标准和检验规则中均被提及，所以新安装电梯及经过重大维修改造后的电梯必须设置轿厢上行超速保护装置。

2. 电梯上行超速保护装置的类型

2.1 非永磁同步电梯（采用涡轮蜗杆传动方式）的电梯上行超速保护装置的类型

2.1.1非永磁同步电梯可能导致轿厢超速的原因

（1）制动系统失效

○1电气部分失效。GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中规定：切断制动器的电流至少应当用两个独立的电梯装置来实现，当电梯停止运行时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应当停止电梯再运行。在实际的检验过程中，手动模拟电梯制动器的接触器粘连，电梯会发生向上溜车现象，而接触器何时粘连是维修人员无法控制的，电气失效必然会引起轿厢失控发生超速。

○2机械部分失效。GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中同样规定：所有参与向制动论或盘施加制动力的制动器机械部分应当分两组装设。分两组装设即我们通常所说的制动器的双弹簧、双铁芯设置。在实际的工作中，制动器会出现由于闸瓦磨损导致制动器的开闸间隙过大以及需要更换制动闸瓦的情况。当出现这一情况时，由于维修人员调整制动间隙或者更换制动闸瓦时的疏忽而造成未拧紧制动弹簧上螺丝所引起制动失效造成事故常有发生。

（2）涡轮蜗杆传动机构的失效

虽然涡轮断齿的情况很少发生，在全国发生的各类电梯事故中也并未听说由于涡轮蜗杆传动失效所发生的事故。但是，涡轮断齿这一现象仍有可能发生。

（3）电机输出轴断轴引起的失效

经过更换电机后的电梯，在重新安装电机时，有可能会发生电机输出高速轴与涡轮蜗杆低速轴不同心的情况。如果出现这一情况，电梯运行时，轴端承受的扭矩要远远大于正常情况，轻则出现轿厢异常抖动，重则发生断轴引起事故。

2.1.2非永磁同步电梯上行超速保护装置类型

针对以上所分析的有可能引起轿厢上行超速的原因，在非永磁同步电机中，常见的轿厢上行超速有以下两种形式：

（1）使用夹绳器作为轿厢上行超速保护装置。大家都知道夹绳器动作时，是通过夹紧曳引钢丝绳来使轿厢保持制动或者减速，其在动作时，通常有两个电气开关动作，一个是限速器上的上行电气开关，一个是夹绳器上的电气开关。该动作原理满足国标以及规则的规定，是非永磁同步电机理想的也是广泛采用上行超速保护装置。

（2） 使用上行安全钳作为上行超速保护装置。这种设置方式常见日立公司生产的GVF系列电梯上。其原理和轿厢下行安全钳原理一致。当发生上行超速时，利用限速器触发安全钳使得安全钳的弹性元件夹持在导轨上使轿厢制动。由于配置双安全钳的电梯价格通常比配置夹绳器电梯的价格昂贵，所以该种方式并未得到广泛应用。

2.2 永磁同步电梯上行超速保护的类型

2.2.1电动机采用封星技术的永磁同步电梯

所谓封星，即将永磁同步电梯的三相绕组短接，使电动机内三相绕组线形成一个独立的电气回路。当运行的曳引机因失电而停止运行时，假使制动器由于某种原因不能将电梯制停，电梯在原有初速度并失去驱动转矩，对重侧由于重力的作用做自由落体运动，进而引起电梯上行超速。此时，电梯将带动永磁同步电机旋转，使电动机内静止的三相绕组线切割磁感线产生感应电动势，这时封星接触器已将三相绕组线短接而在电动机内部形成了一个独立的电气回路，在电枢绕组回路中引起感应电流，该电流在电动机永磁体磁场作用下产生电磁力矩，企图带动电枢组随永磁体一起旋转。同时，该力矩的反力矩作用在转子永磁体上，力图使转子永磁体与钉子电枢绕组一起停止运转，顾是一个制动力矩。大家都知道，平衡有两种状态即静止和匀速直线运动。当制动力矩与拖动轿厢向上运动时的重力力矩相同时或者制动力矩大于拖动力矩时，在初速度的作用下，轿厢或保持匀速直线运动或减速慢性。所以，在采用封星技术的永磁同步电机上，超速是不可能发生的，即认为其满足标准要求。

2.2.2电动机未采用封星技术的永磁同步电梯

该类型电梯的上行超速保护是通过断开限速器上的电气开关断开安全回路，同时制动器动作，使电梯停止运行，避免上行超速。

3. 电梯上行超速装置的试验方法

首先应查阅电梯上行超速保护装置的型式试验，其次查看驱动主机上是否设置了上行超速保护装置的铭牌以及铭牌上的内容是否符合要求。再次，查看电梯控制柜内是否有生产厂家提供的上行超速保护试验方法。当控制柜内未张贴上行超速保护试验的方法时，可采取如下方法：

3.1非永磁同步电机的上行超速保护试验方法

3.1.1 采用夹绳器作为上行超速保护的试验方法

一般采用夹绳器作为上行超速保护装置有两种形式。一种是机械式，一种是电气式。机械式即是采用双向限速器通过向上运动的棘爪卡住棘轮，进而带动拉升钢丝绳拉动夹绳器上的顶杆装置使夹绳器动作。电气式即是采用电磁铁、电磁继电器、安全开关配合使用，该方式的夹绳器使用单向限速器，但必须设置两个电气开关。当上行超速时，上行安全开关动作，电磁继电器失电，电磁体失电使得夹绳器动作。对于机械式夹绳器，其试验方法和进行限速器—安全钳联动试验一致，即人为动作限速器上行棘爪，观察夹绳器动作情况。对于电气式夹绳器，人为动作上行安全开关，观察夹绳器动作情况。

3.1.2 采用上行安全钳作为上行超速保护的试验方法

采用该装置的试验同进行下行限速器—安全钳联动试验一致，这边不做过多赘述。

3.2永磁同步电梯的上行超速保护试验方法

对于永磁同步电梯，首先应判断该台电梯电动机封星与否。可以查阅电气原理图。在电气原理图未标识的情况下，可将电梯开至井道底部，人为进行松闸溜车试验。当电梯以慢速向上运行时，即该台电梯采用了封星技术。当电梯飞车时，即该台电梯未采用封星技术。

3.2.1 采用封星技术永磁同步电梯的上行超速保护试验方法

采用封星技术的电梯，只需确定其封星功能，具有了封星功能，即认为其符合上行超速保护功能。

3.2.2对于未采用封星技术永磁同步电梯的上行超速保护试验方法

对于该类型的电梯，人为将电梯开至井道底部，将电梯切换至检修状态，人为捅住运行接触器与抱闸接触器的主触头，模拟该两个接触器粘连。此时，电梯向上快速运行，观察限速器安全开关是否动作以及制动器是否能可靠制停电梯。

4. 结语

在本文中，笔者分析了轿厢上行超速的可能性以及轿厢上行超速保护装置类型以及试验方法，在一般情况下，检验人员应遵守厂家提供的试验方法进行试验。以上所列方法只是通过与大家共同探讨，以期对上行超速保护装置有个更全面的了解。

5. 参考文献：

[1] GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》

[2]《浅谈电梯轿厢上行超速保护装置的设置》徐华忠

[3]《封星技术在永磁同步曳引机中的应用》刘中华