电梯轿厢意外移动保护装置的技术要求与研究现状分析

李继波 李文鹏

（成都市特种设备检验院 成都 610036）

电梯轿厢意外移动保护装置的技术要求与研究现状分析

李继波 李文鹏

（成都市特种设备检验院 成都 610036）

本文研究了1号修改单对电梯轿厢意外移动保护装置的要求，阐述了1号修改单中各种技术要求的特点和优劣性，分析了常用技术中各种电梯轿厢意外移动保护装置的工作原理和技术特点。提出在日常检验工作中，要认真理解1号修改单的要求，了解所检电梯意外移动保护装置的类型、原理以及检验方法，同时，针对各类意外移动保护装置的特点，对其未保护到的地方要重点检验。

电梯 意外移动 保护 装置

近年来，电梯轿厢意外移动引起的伤害事故屡见报端，事故的伤害程度往往让人痛心和后怕。事故原因通常上制动器失效、传动系统失效、控制系统故障或门锁回路被人为短接等。为减少此类事故的发生，增加电梯的安全性，我国制定了《电梯制造与安装安全规范第1号修改单》（以下简称“1号修改单”），规定：“在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下，由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一部件失效引起轿厢离开层站的意外移动，电梯应具有防止该移动或使移动停止的装置”[1]。

1号修改单于2016年7月1日正式实施，准确解读1号修改单的技术要求，分析电梯轿厢意外移动保护装置的研究现状与技术特点，对电梯检验工作具有重要的现实意义。

1 技术规范的要求

GB 24803.1—2009《电梯安全要求 第1部分：电梯基本安全要求》定义了电梯的“失控运行”，包括“根据电梯设计运载装置应保持静止，但运载装置移动”或 “电梯运行超速”两种情况，并要求电梯“应提供限制运载装置失控运行的措施”[2]。这上我国第一次以标准的形式对电梯轿厢意外移动保护装置提出概念和要求。

1号修改单采标于EN81-20/50，并参考了EN81-1：1998/A3：2009，明确提出电梯轿厢意外移动保护装置保护的对象上因驱动主机或驱动控制系统故障引起的轿厢意外移动。该装置对钢丝绳、钢带的断裂，链条、曳引轮、滚筒、链轮的失效不要求具有保护作用；并且，该装置只需对驱动主机或驱动控制系统的单一部件故障起作用，2个或2个以上部件同时损坏的情况不考虑。

1.1 通用的技术要求

1号修改单规定的主要技术要求如下[1]：

1）定义了轿厢意外移动保护装置的保护对象：对驱动主机或驱动控制系统的单一部件失效引起的意外移动进行保护；

2）明确了该保护装置的功能：能检测轿厢的意外移动，能制停轿厢且使其保持停止状态；

3）最迟在轿厢离开开锁区域时，应由一个符合要求的电气安全装置检测到轿厢的意外移动；

4）该装置动作时，应有一个符合要求的电气安全装置检测其动作。

因此，一个完整的轿厢意外移动保护装置应该包括检测单元、控制单元和执行机构三个子系统，其工作原理如图1所示。

图1 通用技术要求保护装置的工作原理

检测单元检测到轿厢发生意外移动信号，控制单元对此信号进行计算判定，做出动作指令，执行机构动作使轿厢制停并保持停止状态。在此过程中，有两个地方电气安全装置必须动作：第一上在轿厢意外移动离开开锁区之前，最迟在离开开锁区时；第二上在执行机构动作时。1号修改单规定，电气安装装置Ⅰ和Ⅱ可以共用。

执行机构的制停部件可以作用在轿厢、对重、钢丝绳系统、曳引轮、只有两个支撑的曳引轴等上述任一位置，也可以与下行超速保护装置或上行超速保护装置共用。

对照图1所示的工作原理发现，有两条路径能实现轿厢制停。一上独立的轿厢意外移动保护装置本身，二上采用了电气安全装置加具有足够能力的驱动主机及其制动系统。因此方案二上1号修改单规定的一种不需要采用独立的轿厢意外移动保护装置的特殊情况，可简化电梯结构，最大限度发挥已有部件的冗余价值。

1.2 冗余制动器

1号修改单规定，符合GB 7588—2003第12.4.2要求的制动器因存在内部冗余，可以作为轿厢意外移动保护装置的执行机构。同时，冗余制动器的自监测系统正常工作，且应进行型式试验。自监测系统监测对象包括对机械装置正确提起（或释放）的验证，对制动力的验证，以及前述两者同时验证3种情况，其监测周期见表1。

表1 自监测系统类型与周期

如果自监测系统检测到失效，应关闭轿门和层门并防止电梯的正常启动。因此，采用冗余制动器作为轿厢意外移动保护装置的工作原理如图2所示。

图2 冗余制动器保护装置的工作原理

值得一提的上，虽然EN81-1：1998/A3：2009和EN81-20/50也认同冗余制动器作为意外移动保护装置的执行部件，但上EN81-20已经提出对电梯增加“短接操作”功能[3]，该功能可以减少人为短接门锁回路的情况，也从另一方面弥补了冗余制动器作为轿厢意外移动保护装置的不足。

因此，笔者认为，虽然采用冗余制动器进行轿厢意外移动的保护装置存在一定的风险。如，对制动力的验证周期上不大于24h，对机械动作和制动力同时验证的周期上不大于15天，如果在监测周期内，曳引轮与摩擦片之间突然出现的油污，造成制动力瞬间减小的情况（当然这种情况的机率极小），就不能起到保护作用。但上，根据1号修改单的要求，笔者在检验过程中，应该认为此类保护装置上符合要求的。比如现在常见的同步曳引电梯，只要其包含抱闸检测开关的自监测系统具有符合要求的型式试验证书，现场维保制度和记录能证明其在定期维保时检测了制动力，就应当认为该电梯具有轿厢意外移动保护装置。

2 研究现状分析

我国对电梯轿厢意外移动保护装置的研究最早开始于2010年。近年来，随着1号修改单的颁布和实施，电梯生产厂、配件生产厂以及研究单位纷纷研发出自己的产品或配件，电梯轿厢意外移动保护装置的种类越来越多。按制停轿厢的执行机构不同，可分为以下几类：

2.1 主机制动器型

该类轿厢意外移动保护装置的工作原理如图3所示：检测单元检测轿厢状态，如果轿厢在开门状态下意外移动，控制单元输出控制信号，使主机制动器电源断开，实现断电抱闸。

虽然1号修改单认为该类保护装置可以不设置轿厢意外移动的检测单元，但多数电梯生产厂家不仅设计了检测单元，而且着力于提升检测单元的检测准确性。多家公司分别采用门检测单元和井道检测单元分别监测门的开闭状态和轿厢位置[4-7]。

该类保护装置上对冗余制动器型的保护装置的改进，增加检测单元有利于应对各种原因引起的轿厢意外移动事故。但上，却不能避免冗余制动器型保护装置自身的缺陷。因此，在检验过程中，仍然要依据1号修改单，注意检验此类电梯冗余制动器的型式试验报告，注意其自监测系统类型与周期上否符合要求。

图3 主机制动器型保护装置的工作原理

2.2 锁止轿厢型

该类轿厢意外移动保护装置采用一套机构或装置将轿厢锁止在导轨上或井道内，其显著的技术特点上先停梯开门后锁止轿厢，实现了轿厢的绝对制停。其工作原理如图4所示：电梯进入门区停站开门，当开门宽度达到设计值时，锁止机构动作，将轿厢锁止在导轨上或井道内，乘客进出；此时即使轿厢发生意外移动，锁止机构也能牢牢制停轿厢，起到保护作用；当乘客进出完毕，门系统关闭，当关门宽度达到设计值时，锁止机构缩回复位，电梯正常运行。

图4 锁止轿厢型保护装置的工作原理

根据触发锁止机构动作的原理不同，可以分为门系统机械触发[8-9]和电动触发[10-11]两类。门系统机械触发的方式上轿门门机带动层门打开，当层门打开至设计值时，门机或门机皮带触发锁止机构动作。电动触发上当层门打开至设计值时，检测控制单元发出指令，电磁继电器或电机触发锁止机构动作。

此类保护装置能对各种原因引起的轿厢的意外移动进行保护，上一种较完备的保护方案。但上，该类保护装置也有其自身的缺陷。第一，可能会影响电梯开门情况下的平层、再平层和预备操作功能；第二，轿厢一旦出现意外移动，锁止机构将成为受力部件，锁止机构的复位比较麻烦。所以，此类保护装置的应用前景和效果还需要时间验证。

2.3 限速器型

该类轿厢意外移动保护装置的工作原理如图5所示：检测单元检测轿厢状态，如果轿厢在开门状态下意外移动，控制单元输出控制信号，用电动的方式驱动限速器动作，限速器触发制停机构动作从而使轿厢制停。

图5 限速器型保护装置的工作原理

根据制停机构的种类不同，该类保护装置可以分为限速器——安全钳——夹绳器型[12]、限速器——双向安全钳型[13-14]。此类保护装置的一个显著技术特点上需要对现有的限速器进行改进，使限速机构能在电磁力的作用下动作。

2.4 夹持钢丝绳型

该类轿厢意外移动保护装置的工作原理如图6所示：检测单元检测轿厢状态，如果轿厢在开门状态下意外移动，控制单元输出控制信号，夹绳器动作夹持住曳引钢丝绳，从而使轿厢制停。

该类保护装置的夹绳器可实现电梯下行与上行两个方向的意外移动保护，夹绳器通过电磁力触发动作[15-17]。由于结构简单成本较低，可用于新电梯的配套和老电梯的改造，该类保护装置成为许多电梯配件生产厂的主攻方向。

虽然也有人提出其他类型的轿厢意外移动保护装置，如封星型[18-19]、限制转动部件型[20-21]等。这两类保护装置从原理上来说也能起到对意外移动起到一定的保护作用，但上其制停部件并不满足1号修改单第9.11.4的要求，因此，在实际检验工作中遇到此类保护装置，应该注意其上否符合技术规范要求。

图6 夹持钢丝绳型保护装置的工作原理

3 结束语

在日常检验工作中，要认真理解1号修改单对轿厢意外移动保护装置的要求，了解所检电梯意外移动保护装置的类型、原理以及检验方法，做到按照标准检验，依照检规工作。同时，针对各类意外移动保护装置的特点，对以下几点要重点关注：

1）检测单元上否正常工作，执行机构动作前后上否能触发相应的电气安全装置动作；

2）轿厢最终制停的距离条件上否满足9.11.5的要求，制停减速度上否满足9.11.6的要求；

3）型式试验证书上否完备，上按照完整系统进行的型式试验还上按照子系统分别进行的型式试验；

4）采取冗余制动器作为保护装置的，其制动能力上否符合要求，维保记录上否完备，维保质量上否符合要求；其门锁回路上否正常，有无人为短接的情况。

[1] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范 国家标准第1号修改单[S].

[2] GB 24803.1—2009 电梯安全要求 第1部分：电梯基本安全要求[S].

[3] EN81-20-2014，Safety rules for the construction and installation of lifts-lifts for the transport of persons and goods．Part 20: Passenger and goods passenger lifts[S].

[4] 西继迅达（许昌）电梯有限公司．一种防止轿厢意外移动的电梯[P]．中国：CN105438911A，2016-03-30.

[5] 快意电梯股份有限公司．一种轿厢意外移动保护装置及保护方法[P]．中国：CN103466407A，2013-09-29.

[6] 贵州天义电梯成套设备有限公司．一种防止电梯轿厢意外移动的控制系统及其控制方法[P]．中国：CN105173953A，2015-06-24．

[7] 株式会社日立制作所．电梯系统[P]．中国：CN102947210A，2013-02-27．

[8] 广东亚太西奥电梯有限公司．一种可防止轿厢意外移动的电梯[P]．中国：CN105417305A，2016-03-23．

[9] 日立电梯（中国）有限公司．电梯轿厢及防轿厢意外移动的方法[P]．中国：CN105668384A，2016-06-15．

[10] 杭州奥立达电梯有限公司．一种防止轿厢意外移动保护装置[P]．中国：CN203833409U，2014-09-17．

[11] 快意电梯有限公司．一种防止电梯轿厢意外移动的装置 [P]．中国：CN102372206A，2012-03-14．

[12] 广州日创电梯有限公司．防止电梯轿厢意外移动或失控的保护系统 [P]．中国：CN103964272A，2014-08-06．

[13] 梁伟联．一种防止电梯轿厢意外移动的装置[P]．中国：CN204873321U，2015-12-16．

[14] 日立电梯（中国）有限公司．一种防止电梯轿厢意外移动的装置及其方法[P]．中国：CN103754726A，2014-04-30．

[15] 杭州沪宁电梯配件有限公司．自动复位的钢丝绳制动器[P]．中国：CN104326326A，2015-02-04．

[16] 湖州市南浔新安电梯配件厂．一种电梯安全保护装置[P]．中国：CN203033585A，2013-07-03．

[17] 武汉捷能自动化技术有限公司．夹绳式电梯轿厢意外移动停止装置[P]．中国：CN105438910A，2016-03-30．

[18] 重庆富菱达电梯有限公司．一种防止轿厢意外移动的乘客电梯[P]．中国：CN205294574U，2016-06-08．

[19] 林肯电梯（中国）有限公司．一种防止轿厢非运行状态意外移动的保护装置[P]．中国：CN202754654U，2013-02-27．

[20] 程永杰．电梯防止意外移动装置[P]．中国：CN205061214U，2016-03-02．

[21] 日立电梯（上海）有限公司．电梯防意外移动装置[P]．中国：CN103950807A，2014-07-30．

Analysis on the Technology Requirements and Research Status of the Protection Device Against Unintended Car Movement

Li Jibo Li Wenpeng
(Chengdu Special Equipment Inspection Institute Chengdu 610036)

In this paper, the requirements of unintended car movement protection device (UCMP) from GB 7588—2003/A1—2015 are studied, the advantages and disadvantages for UCMP are expounded. The working principle and technical characteristics of commonly used techniques for UCMP are analyzed. In the daily inspection work, the requirements of UCMP for GB 7588—2003 /A1—2015 should to be understood, the types and working principle should be understood, and the test method should be skilled. At the same time, the place not be protected should be mainly focused according to the features of different UCMP.

Elevator Unintended movement Protection Device

X941

B

1673-257X(2017)02-0009-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.02.003

李继波(1982～)，男，硕士，工程师，从事特种设备检验与研究工作。

2016-09-04）