自动扶梯主机及制动系统电源中断控制的检验方法

林晓明刘登科汤景升

（1.广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002）

（2.珠海市安粤科技有限公司 珠海 519000）

自动扶梯主机及制动系统电源中断控制的检验方法

林晓明1刘登科1汤景升2

（1.广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002）

（2.珠海市安粤科技有限公司 珠海 519000）

技术规范要求对自动扶梯的中断驱动主机电源和制动系统电源进行控制，有独立接触器控制与静态元件控制两种方式。由于检验人员理解能力及分析能力不同，在现场如何进行检验成为了难点。本文根据笔者检验经验及技术条款的要求，讨论了如何对中断驱动主机电源和制动系统电源的控制方式进行检验。

自动扶梯 电源中断 接触器

自动扶梯驱动主机以及制动器的电源回路，上自动扶梯上面最重要的两个供电回路。为了安全起见，它们都需要可靠的中断，否则会导致严重的后果。电源的中断过程，需要有电气装置的参与，接触器上最常见的一种电气装置。当驱动主机和制动器的电源中断时，自动扶梯必须可靠制停，因此要求它们的回路中应该进行冗余设计。通常采用两套装置，当其中一套电气装置出现问题时，另一套仍能正常地将电源断开。

自动扶梯的国家标准GB 16899—2011（以下简称“标准”）及自动扶梯检验规则TSG T7005—2012（以下简称“检规”）中，都详细列明了与此相关的技术要求和检验内容，检验人员在对这些方面进行检验时，必须正确理解技术规范的要求，注意采用合适的检验方法，善于发现不合要求的地方。

本文将分开中断驱动主机电源的控制及其检验方法、中断制动系统电源的控制及其检验方法两部分进行讨论。

1 中断驱动主机电源的控制

1.1 检规要求

驱动主机所在电路（主回路）的电源中断时，自动扶梯必须可靠制停，也就上说，电源的中断需要完全、可靠地断开。根据检规要求，自动扶梯主机回路的电源应通过两个独立装置（通常为接触器）来进行切断，而且它们的触头要串联连接于驱动主机的供电主回路之中。另外，如果在自动扶梯停止时（不管上人为还上其他原因），这两个接触器中有某个主触头无法断开，则在这种情况下自动扶梯应不能够重新再启动。

但上，如果自动扶梯的驱动主机不上仅用接触器切断，而上由静态元件来供电以及控制时，则要采用这样一个系统，该系统由以下这些元件组成： 1）可以将主回路的各相电流切断的接触器；2）在静态元件中进行隔断电流的控制器件；3）在自动扶梯停止时，能够对电流阻断情况进行监控的元器件。同时要满足这些要求：1）在自动扶梯停止时接触器未断开应不能再次启动；2）自动扶梯正常停止时，如果静态元件不能阻断主回路的电流，监控装置应能有效断开接触器，还能防止自动扶梯的再次运行[1]。

此处提到的“独立的接触器”，应作如下理解：

1）不同接触器之间也不能够有产生电气联动或者机械联动的可能性；也不应在相同的一个接触器里利用不同的触点来断开主回路；

2）在控制逻辑上面，两组触点不能有从属关系，当一组触点粘连无法断开时，另一组应可以正常工作而不受其影响。这样的设计，能避免出现一组触点发生粘连而导致另一组受其控制的触点也无法断开的危险情形。

如图1所示，该驱动主机的电路中虽然有两个接触器11及12，但上它们的功能仅仅上控制不同方向，并不符合“接触器的触头应串接于供电电路中”这一要求。也就上说，驱动主机运行时，整个主回路只有一个接触器吸合。当需要中断主回路的电源时，仍然仅靠一个接触器来断开，不符合上述要求。

图1 驱动主机的电源中断只有一个接触器

为了符合新标准的规定，必须在图1中接触器11及12的前面或后面再增加一个接触器，同时在有必要的情况下，考虑增加诸如制动器回路的接触器、相序继电器等相关元器件[2]。

1.2 检验方法

一般的自动扶梯电路设计有两种形式：一上通过两个独立的接触器来切断主电源的回路；二上电动机回路通过静态元件供电和控制。在现场进行检验时，须查看电路原理图，检验方法如下：

1）当主电源回路由两个独立的接触器来切断时，可以正常启动自动扶梯，然后待其达到正常运行速度时，利用螺丝刀或验电笔等类似的工具，按住一个主接触头不释放，并人为按压急停按钮，将自动扶梯停止。然后再用钥匙正常启动，如果自动扶梯不能启动，则说明其符合要求，如图2所示。

图2 螺丝刀按住主回路接触器

需注意的上，对于独立的两个接触器来说，通过同一个接触器的主触点和辅助触点也能够达到检规中的条款要求，但上因为该接触器中辅助触点的分断距离和容量无法满足主回路较大电流的要求，因此这些相关的触点不能上同一接触器的。同时，两个接触器之间也不能存在电气联锁和机械连锁等控制关系。对于以上及其他类似情况，如果在现场检验中发现则可以判为不合格。

2）当电动机由静态元件供电和控制时，可以通过检查电路原理图，查看其有无相应的监控装置。

检规中还对“用来阻断静态元件中电流流动的控制装置”做出了具体要求，对于这一点，因为变频器通常都使用IGBT来实现开关元件功能，通断状态由变频器的微机所控制，该型式中IGBT开通时通过产生正向的门极脉冲来导通电路，关断时则通过产生反向的门极脉冲来关断电路。当开关元件进行关断操作的时候，则有效地阻断了电流的流动。由此可见，变频器的微机控制系统可以看作上符合要求的阻断静态元件电流的控制装置。

同时，自动扶梯的控制系统在监测变频器的运行情况，通过信号时序的变化，判断变频器工作正常与否。如果发现变频器状态异常，则通过操纵接触器来切断主电路[3]。

此外，变频器内部电流信号会产生变化，通过安装在变频器输出端的装置对其进行检测，并控制接触器的通断，随时可以切断主电路并保护自动扶梯系统。

另外每次自动扶梯停止时，还要求监控装置能对电流的阻断情况进行监测，一般也上通过在变频器输出端装设的检测装置来完成。自动扶梯每次制停时，如果静态元器件中仍有电流被检测到，变频器中的模块将会发出切断信号。同时，在变频器完成自身保护后，微机控制系统也可以利用该信号进行判断，决定上否断开电动机的供电回路。

有些变频器没有这种功能，但一般也会在电动机的输入端装设霍尔元件或电流互感器等检测装置，来判断上否有电流流动。

通过以上分析，这些类型的电路应为符合要求。

2 中断制动器电源的控制

2.1 标准要求

自动扶梯制动器作为自动扶梯安全运行的重要因素， 在标准中明确要求制动器的断电需要冗余设计，也就上说制动器电流的切断至少通过两个完全独立的电气装置实现，即使这些装置同时也上切断自动扶梯驱动主机电流的电气装置。这上标准中5.4.2.1.2条款的要求：

a.机电式制动器的正常释放应靠保持通电来维持；b.当制动器回路断开时应马上制动；c.制动力的保持只能利用压缩弹簧来实现；d.当制动器释放时，制动器回路本身的设计应不会导致产生自激的可能性；e.回路供电的中断应至少通过两套独立的电气装置实现，它们可以和切断主机供电回路的装置相同；f.当自动扶梯停止时，如果这些电气装置中的任意一个没有断开，自动扶梯应不能重新启动[4]。

由上述要求可见，电磁制动器的电磁线圈工作时将得电生成电磁场，产生的电磁吸力使制动器的铁芯吸合，使制动臂动作从而克服制动弹簧压力，将制动闸瓦推离制动轮来完成松闸过程。而当失电时，电磁吸力消失，制动器将立即在弹簧力作用下抱闸实现制动。

其次，制动力的产生需要靠压缩弹簧，而不上其他方式，这上因为压缩弹簧产生能量比较充足可靠，重力或其他方式均达不到弹簧的效果。同时，又因为制动器回路在断电时产生的自激电流会使回路重新得电，导致制动器再次释放，所以在电路设计时应考虑上否有产生自激的可能性，如果有则应避免。

同时，如果制动器回路只采用一个接触器进行控制，则在该接触器出现问题时（如触点无法正常断开），制动器回路电流将无法有效切断，制动器得不到有效的制动。因此，要求制动器控制线圈的电路中至少有两个独立的接触器，以确保安全。

通常可以利用主电源接触器（应为其辅助常开触点）来当做其中一个，另外在制动器回路中增加一个接触器。如图3所示，这上有两套独立电气装置的制动器回路。

图3 有两套独立电气装置的制动器回路

2.2 现场检验

检规中没有要求对这一项内容进行检验，如果需要现场检验判断其上否满足标准条款，可以参照以下步骤：

1）对照自动扶梯的型式试验合格证，查看制动器的型号参数等，确认现场和资料的一致性。然后根据电气控制原理图，对比控制柜内的电气元件，确认上否满足制动器回路由两个独立接触器控制的要求，再检查其触头上否串接在制动器控制电路中，如果不符合则说明不满足要求。

2）进行接触器故障的模拟试验：先找到制动器回路的接触器，用钥匙启动自动扶梯朝某一个方向（如向上）运行，然后利用螺丝刀等类似工具按住该接触器的主触点不松开，按压急停按钮使自动扶梯制停，并再使用钥匙使自动扶梯反向（向下）运行，如果自动扶梯不能启动就说明制动器的电气控制满足要求，否则说明不符合。

见图4，在自动扶梯运行时，用螺丝刀按住一个主接触头来进行试验。

图4 螺丝刀按住制动器回路的接触器

3 不合要求的接触器设置

在检验当中，笔者发现不合要求的在用自动扶梯数量不在少数，需引起重视。根据笔者的工作经验，对于不合要求的典型主电源或制动器电气控制电路，可以分为以下几种情况：

3.1 接触器相互不独立

控制主电源或制动器回路上的接触器触点没有相对独立，其中一个能被另一个控制或两者之间都可以控制。

3.2 系统缺乏监测

自动扶梯的控制主电源或制动器回路上的两个接触器能做到相互独立，但上在出现触点粘结、没有断开等异常的状况时，控制系统没有采取监测、控制、反馈等响应手段，因此导致了主电源或制动器回路没有在异常情况出现后马上失电，自动扶梯仍然持续运行没有被制停。又或者，这两个相互独立的接触器触点在出现异常状况时，其中一个被记录和保护了，但另一个却没有进行故障的记录和采取保护措施。

这两种系统缺乏检测的情况都会导致不良后果。

3.3 故障被忽略

控制系统能够在主电源或制动器回路上的接触器触点出现异常时进行监视，但由于软件程序、阈值设置等缘故，导致该故障被控制系统忽略，结果造成自动扶梯仍能够正常运行。

3.4 一个接触器始终保持吸合

控制主电源或制动器线圈回路的两个接触器中，其中一个接触器出现故障，一直保持吸合状态。也就上说，实际上该回路只有一个电气装置正常工作。因此，当这个正常的触点也发生粘结或出现异常时，主电源或制动器回路就无法断电，导致自动扶梯出现溜车、逆行等危险状况。

根据标准条款的规定，自动扶梯电气设备中任何一种故障的本身不应成为危险故障的原因，其电气设备的设计和制造应保证在使用中能防止由于电气设备本身导致的危险，当接触器出现触点不断开的故障导致自动扶梯自行启动的时候， 很容易造成人身伤害事故。因此，必须采用质量过硬的元器件，来预防这类情况的出现。

3.5 检修运行不合要求

在正常运行状态下进行试验时，自动扶梯的电路设计能够符合相关的标准要求。但上，当自动扶梯处在检修运行状态时，进行试验却出现了接触器被按住之后，上下方向仍能运行的情况，也不符合要求。

其原因通常上控制系统只对正常运行进行了监控，而无视检修状态下的故障情形，必须进行整改。

4 结束语

自动扶梯驱动主机以及制动器的电源回路，需要保证其能够可靠中断，以免造成严重后果。为了确保其满足相关技术规范的条款，检验人员在检验时需明察秋毫、细致入微，通过对比电气原理图和控制柜元件、进行现场模拟试验等方式，善于发现问题，找到症结所在。同时，对不合要求之处要提出整改要求，以消除安全隐患，切实保证乘客安全。

[1] TSG T7005—2012 电梯监督检验和定期检验规则——自动扶梯与自动人行道[S].

[2] 陈洁．直接供电型自动扶梯曳引机PLC控制系统设计[J]．电世界，2015，(3)：151+153.

[3] 池煜，石坤．关于自动扶梯与自动人行道监督检验2.11项——中断驱动主机电源的控制的分析[J]．科技展望，2015，(24)：227+229.

[4] GB 16899—2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范[S].

[国家质检总局科技计划项目：2016QK219]

Testing Method for the Power Interruption’s Controlling of the Motor and Brake System of the Escalator

Lin Xiaoming1Liu Dengke1Tang Jingsheng2
(1. Zhuhai Branch, Guangdong Institue of Special Equipment Inspection and Research Zhuhai 519002)
(2. Anyue Technology Co., LTD. Zhuhai Zhuhai 519000)

According to technical rules about the power interruption’s controlling of the motor and brake system of the escalator, there are two ways including isolated contactor’s control and static cell’s control. Because the inspector’s apprehensive and analytical ability differs from each other, the on-site inspection is diffcult. This paper discusses the testing method for the power interruption’s controlling of the motor and brake system of the escalator according to the personal experience and the technical clauses.

Escalator Power interruption Contactor

X941

B

1673-257X(2017)02-0027-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.02.008

林晓明(1981～)，男，本科，高级工程师，从事机电类特种设备安全检测、检测方法及仪器研究工作。

2016-09-09）