防爆电梯机械部件点燃危险辨识及检验*

梁峻，王新华，蒋漳河，汤鹏，郑晓峰

(1广州特种机电设备检测研究院，广东广州510180；2国家防爆设备质量监督检验中心，广东广州510760；3宁波市特种设备检验研究院 ，浙江宁波 315048)



防爆电梯机械部件点燃危险辨识及检验*

梁峻1,2，王新华1,2，蒋漳河1,2，汤鹏1,2，郑晓峰3

(1广州特种机电设备检测研究院，广东广州510180；2国家防爆设备质量监督检验中心，广东广州510760；3宁波市特种设备检验研究院 ，浙江宁波 315048)

在对防爆电梯典型机械部件及其点燃源进行简要分析的基础上，着重对曳引机、限速器-安全钳、轿厢与门系统等机械部件存在的点燃源、产生原因和工况类别进行了辨识，并针对防爆电梯机械部件的防爆措施，制定了防爆性能检验项目、技术要求和检验方法。

防爆电梯；机械部件；点燃危险；辨识；检验

0 引言

作为工业人员和物料运输的重要装备，防爆电梯广泛应用在石化、医药、冶金等爆炸危险场所，是由电气部件和机械部件组成的复杂机电一体化系统[1，2]。防爆电梯使用场所的特殊性要求其部件和整机均应具备满足使用要求的防爆性能，电气与机械火花、高温热表面及静电等点燃源均应得到有效控制[3，4]，但目前针对防爆电梯的机械部件，点燃危险辨识及防爆性能检验、评估和认证工作与防爆电气部件相比仍存在一定差距，机械防爆安全还未引起足够的重视[5，6]。

点燃危险辨识是机械设备或部件点燃危险评定工作的重要环节[7，8]。防爆电梯机械部件点燃源隐蔽性强，且往往具有一定的随机性，为提升防爆电梯的综合防爆安全性能，从防爆电梯机械部件及点燃源入手，对防爆电梯典型机械部件点燃源进行辨识，制定机械部件防爆安全检验技术要求，对保障防爆电梯的整体安全具有重要意义。

1 机械部件及点燃源

电梯是个复杂的机电一体化设备，主要分为曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统等八大子系统[1]。防爆电梯在结构和功能上同常规电梯一致，机械部件主要分布在动力、传动、制动、工作及防护系统等五大部分，主要包括曳引机、制动器、夹绳器、轿厢、门锁钩、限速器、安全钳、缓冲器、补偿链等部件，这些部件在正常工作或故障情况下均可能产生机械火花、摩擦高温热表面及静电等潜在点燃源，从而引燃爆炸危险环境。机械火花、摩擦高温热表面及静电是防爆电梯最为常见的三类机械点燃源，见表1。

表1 防爆电梯典型点燃源及产生部位

机械部件在正常运转或故障工况下，由于金属部件间或同其他硬质材料间相互摩擦、碰撞或在高应力下突然破坏均有可能产生机械火花[9]，例如安全钳制动过程、门刀与地坎碰撞等；机械摩擦生成的摩擦热在长时间内积聚形成高温热表面，防爆电梯机械部件在传动或制动过程中均存在摩擦，如曳引机减速器传动、制动器制动等，在这些部位极易形成高温热表面，从而成为爆炸性环境的点燃源[9，10]；静电放电极易产生易燃火花，在防爆电梯各部件中，非导电材料使用量小，摩擦静电主要在人体上形成，人体成为主要的静电荷聚集体；但作为复杂的机电一体化设备，防爆电梯处在复杂的电磁环境中，感应静电不可避免，静电荷场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，极易形成点燃爆炸性环境的静电放电火花。

2 点燃危险辨识

针对防爆电梯机械部件存在的各类点燃源，只有对其产生或可能产生的各类工况进行分析和辨识，总体把握点燃风险，才能为爆炸风险防控提供合适的方案和对策。因此，通过深入分析防爆电梯典型机械部件，如曳引机、限速器-安全钳、轿厢与门系统等，并对其点燃危险进行辨识，对于保障防爆电梯的综合防爆性能具有重要意义。

2.1 曳引机

曳引机是电梯的动力驱动装置，一般由曳引电机、减速器、曳引轮及制动器等组成。曳引机在正常工作过程中通过曳引电机将电能转化为机械能，经减速器减速后由曳引轮拖动钢丝绳，在电梯停止时由制动器制动，由此保障电梯的正常工作。因此，针对电梯曳引机，主要存在电火花、机械摩擦火花和高温热表面等潜在点燃源，对于机械部件通常不考虑电气点燃源，各机械点燃源及工况辨识见表2[11]。

2.2 限速器-安全钳

限速器-安全钳是防爆电梯防超速和断绳保护的重要装置。在电梯正常运行过程中，限速器-安全钳一般不会动作，只有当轿厢、对重下行超速或断绳时，限速器-安全钳联动作用才会启动。限速器是电梯轿厢或对重运行速度的监控装置，常采用离心式或摆锤式，主要通过撞击机械开关锁定限速器绳，达到提拉安全钳钳块的目的[1]；安全钳是电梯超速保护的执行部件，主要利用摩擦将势能和动能转化为热能和弹塑性变形能。因此，在限速器-安全钳动作过程中，主要机械点燃源为机械火花和摩擦热表面，点燃源及工况辨识见表3[11]。

表3 限速器-安全钳点燃危险辨识

2.3 轿厢与门系统

轿厢是承载物料和人员的工作平台，防爆电梯在装卸物料过程中，装卸工具(如叉车等)易与轿厢壁发生碰撞，同时，轿厢在井道内上下移动时，若安装不当也易与井道壁、支架及其它结构发生摩擦碰撞；门系统作为电梯轿厢重要的组成部分，在开关过程中各种摩擦、碰撞不可避免，特别是在故障工况下，电机、传动皮带及连杆机构间均可能形成摩擦高温热表面。电梯轿厢内控制面板及轿底铺设材料极易发生静电积聚，同时轿厢是使用者密切接触的场所，其自身携带的静电电荷也应引起必要的关注。电梯轿厢与门系统点燃源及工况辨识见表4[11]。

表4 轿厢与门系统点燃危险辨识

2.4 其他机械部件

除曳引机、限速器-安全钳、轿厢与门系统外，夹绳器、缓冲器、补偿装置及绳头组合等也是防爆电梯重要的机械部件，这些部件工作原理简单、潜在点燃源单一，点燃危险辨识工作相对容易，电梯其它机械部件点燃源及工况辨识见表5。

表5 其他机械部件点燃危险辨识

3 防爆性能检验

3.1 机械部件防爆措施

防爆电梯机械部件防爆措施主要是预防机械摩擦碰撞火花、高温热表面及静电电荷的产生和积聚。针对运行中机械部件可能存在的碰撞、摩擦等情况，主要采取无火花材料、机械结构防爆、增大相对运动间隙等措施。针对静电电荷，主要通过限制非导电材料表面绝缘电阻、保持静电释放通道畅通等措施进行预防[6,12]。主要机械部件常用防爆措施如下。

(1)曳引机：曳引减速器涡轮蜗杆采用铜合金制造或包覆，并浸泡在润滑油中；制动采用零速抱闸，闸瓦采用无火花材料制造；限制钢丝绳断丝数量等。

(2)限速器-安全钳：限速器撞块进行无火花处理；安全钳钳块采用无火花材料制造或采用铍青铜或无火花材料镀层等。

(3)轿厢与门系统：轿厢壁与门扇可能发生碰撞的地方进行无火花处理；非导电地板采用防静电材料，并有可靠的防静电接地；严格限制轿厢内风扇扇叶和外壳之间的间隙等。

(4)其他机械部件：对可能发生碰撞的部件进行无火花处理；限制运动部件相对运动间隙；对于非金属部件采用防静电材料或限制表面积等。

3.2 检验项目及方法

防爆电梯机械部件防爆性能检验主要针对机械部件存在的点燃源及其所采取的防爆措施，检验这些防爆措施能否有效消除机械部件的潜在点燃源。因此，防爆电梯机械部件防爆性能检验是在对其点燃危险进行辨识的基础上，通过资料审查、外观检查和关键参数测试评判防爆电梯机械部件防爆性能是否满足使用要求，主要检验项目、技术要求及检验方法如表6所示。

表6 防爆电梯机械部件防爆性能检验项目

4 结语

防爆电梯作为复杂的机电一体化设备，机械部件的防爆性能同电气部件一样重要，开展防爆电梯机械部件点燃危险辨识工作对于保障防爆电梯防爆性能具有重要意义。防爆电梯机械部件主要存在机械火花、热表面及静电三类点燃源，各类点燃源及其存在工况因不同机械部件而各不相同，因而防爆措施也存在一定的差异性。防爆电梯机械部件防爆性能检验是在对机械部件点燃危险进行辨识的基础上，针对防爆措施的有效性通过资料审查、外观检查和关键参数测试等评判防爆电梯机械部件防爆性能是否满足使用要求。

[1] 毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[Z]. 北京：学苑出版社, 2014.

[2] 蒋漳河,梁峻,张迎新,等.防爆电梯曳引机和控制柜防爆性能检验检测及判定[J].中国特种设备安全, 2015, (06): 42-46.

[3] GB 25285.1—2010 爆炸性环境 爆炸预防和防护第1部分：基本原则和方法[S].

[4] 谢超,王新华,柯研,等.防爆电梯爆炸风险控制[J]. 中国电梯, 2012, 23(06): 28-29.

[5] 薛季爱,江浩,姚俊,等.欧洲非电气设备防爆技术与电梯防爆[J]. 电气防爆, 2011, (03): 30-33,39.

[6] 刘云鹤,王新华,谢超,等. 防爆电梯运动部件防爆技术探讨[J]. 中国电梯, 2014, 25(14): 32-35.

[7] EN15198:2007 Methodology for the risk assessment of non-electrical equipment and components for intended use in potentially explosive atmospheres[S].

[8] GB 25286.1—2010 爆炸性环境用非电气设备 第1部分：基本方法和要求[S].

[9] В.С.克拉夫钦克(苏),В.А.邦达尔(苏), 杨洪顺, 等. 电气放电和摩擦火花的防爆性[M]. 北京: 煤炭工业出版社, 1990.

[10] 张显力, 张海鸥. 防爆电气概论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2015.

[11] GB 31094—2014 防爆电梯制造与安装安全规范[S].

[12] 谢超, 王新华, 蒋漳河. 防爆电梯防爆安全危险辨识及对策分析[J]. 中国电梯, 2012, 23(05): 22-25,28.

Identification and Inspection for Ignition Risk of Mechanical Component of Explosion-Proof Elevator

LiangJun,WangXinhua,JiangZhanghe,TangPeng,andZhengXiaofeng

(1.Guangzhou Academy of Special Equipment Inspection & Testing, Guangzhou 510180, China；2.China National Quality Supervision and Testing Center of Explosion- Proof Equipment, Guangzhou 510760, China；3.Ningbo Academy of Special Equipment Testing, Ningbo 315048, China)

Based on a brief analysis of typical mechanical components and their ignition sources of explosion-proof elevator, this paper emphatically identifies ignition source, causing reason and working condition of mechanical components such as traction machine, overspeed governor & safety gear, elevator car and door system. In view of explosion-proof measures of mechanical components of explosion-proof elevator, the inspection items, technical requirements and test methods of explosion-proof performance are established.

Explosion-proof elevator；mechanical component；fire danger；identify；inspection

广东省质监局科技计划项目：防爆电梯非电气部件点燃危险评估技术(项目编号：2015PT03)；广东省质监局科技计划项目：防爆特种设备机械防爆性能检测与评价技术研究(项目编号：2016CT18)；国家质检总局科技计划项目：防爆特种设备非电气部件点燃危险辨识及评定方法研究(项目编号：2015QK263)

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.05.12

TM307+.2

B

1008-7281(2016)05-0040-005

梁峻 男 1986年生；毕业于华南理工大学机械与汽车工程学院，硕士，现从事防爆设备安全检测、评估及研究工作.

2016-06-13