关于电梯轿厢意外移动装置及轿厢意外移动距离的讨论

李桦，闻科伟

装备运行管理

关于电梯轿厢意外移动装置及轿厢意外移动距离的讨论

李桦，闻科伟

（广东省特种设备检测研究院，广东佛山528251）

简要介绍轿厢意外移动保护关于意外移动距离的相关要求，并对轿厢意外移动的保护进行阶段划分，在此基础上，对轿厢意外移动距离的计算方法进行详细分析介绍。最终通过对计算结果的判定分析得出在轿厢意外移动保护装置设计选型中改进轿厢意外移动距离的方法。

电梯；意外移动；轿厢意外移动距离

轿厢意外移动指电梯轿厢在开锁区域内且开门状态下，无指令离开层站的移动。轿厢意外移动是电梯的一种极其危险状态，它可能给进出轿厢过程中的乘客带来严重的伤害后果。如2011年8月厦门湖里区某小区电梯轿厢在开门状态意外上行，造成两人坠落井道一死一伤的事故。2013年5月深圳长虹大厦电梯也发生了类似的失控事故，造成一人被挤压身亡。

因此，目前国内对轿厢意外移动的研究十分重视，2015年7月发布的国家标准《电梯制造与安装安全规范》GB 7588-2003第1号修改单也加入了对于轿厢意外移动保护装置的相关设计要求。

轿厢意外移动保护装置从硬件上可简单划分为检测控制子系统及制停子系统。以目前作者工作中的了解，发现有相当部分的电梯的整机生产企业采取了分别外购的方式来组合轿厢意外移动保护装置，且已具备了前述硬件的组装设计能力。但对于该组装系统产生的最终保护效果，即意外移动产生后轿厢离开层站的距离是否能够满足相关标准的要求却没有对应的理论计算的方法，多数是以实际测量的结果来验证，这样的方式给各类具体项目在不同工况下进行非标设计造成了不便，且一定程度上埋下了安全隐患。本文将从相关标准要求出发来分析轿厢意外移动距离计算的方法，并对电梯设计中该如何满足相关要求进行简单分析。

1 轿厢意外移动距离的计算

1.1 轿厢意外移动距离的相关要求

从保持电梯乘客的安全角度出发，GB7588-2003第1号修改单中关于轿厢意外移动保护的要求最终所要保证的结果是在出现轿厢意外移动时，该保护装置能够保证轿厢在下列距离内制停轿厢（见图1）.

图1 轿厢意外移动—向下和向上移动

（1）与检测到轿厢意外移动的层站的距离不大于1.20 m.

（2）层门地坎与轿厢护脚板最低部分之间的垂直距离不大于0.20 m.

（3）按GB 7588-2003 5.2.1.2设置井道围壁时，轿厢地坎与面对轿厢入口的井道壁最低部件之间的距离不大于0.20 m.

（3）轿厢地坎与层门门楣之间或层门地坎与轿厢门楣之间的垂直距离不小于1.00 m.

轿厢载有不超过100%额定载重量的任何载荷，在平层位置从静止开始移动的情况下，均应满足上述值[1，2]。

1.2 轿厢意外移动距离计算

1.2.1 轿厢意外移动阶段划分

为方便分析及计算，轿厢意外移动发生至轿厢制停前可划分为3个阶段（见图2），即

Ⅰ.发生阶段T1（即意外移动产生至检测到意外移动时，不包含电路响应时间）。

Ⅱ.检测及响应阶段T2+T3（包含检测和控制电路的响应的时间T2及触发和制停部件的响应时间T3）。

Ⅲ.制停阶段T4（制停子系统开始制停轿厢至轿厢完全停止的时间）。

明显地，阶段Ⅰ及阶段Ⅱ为移动的加速阶段，阶段Ⅲ为移动的减速阶段。

图2 轿厢意外移动过程示意图

1.2.2 轿厢意外移动产生模式

轿厢移动的动力，可以归为“主动型”，即电力驱动，及“非主动型”，即重力驱动。相应地，轿厢的意外移动，可以划分为控制系统故障导致的失控驱动及制停系统故障导致的自由溜车。

1.2.3 轿厢意外移动距离的计算

轿厢意外移动距离为意外移动三个阶段移动距离的总和，即：

以失控驱动模式为例，SⅠ+SⅡ为加速阶段的移动距离，该加速阶段为线性加速，即加速度恒定为aac.对应的加速时间为T1+T2.加速度aac由《电梯技术条件》（GB/T 10058-2009）中相关规定取最大值1.5 m/s2[3]，对应轿厢平层时，初始速度为0 m/s，故

制动子系统动作时，制动力（或制动力矩）的产生实际情况中应是一个短暂的渐近过程。此过程一般不会超过100 ms，为简化计算，此处将此过程视为瞬时完成的动作。对应制动子系统开始动作的时间为t3，轿厢相应初始速度为

同理，减速过程为线性减速的过程，计算时考虑最恶劣的工况，即满载的情况。相应减速度为

式中：MBr为制动子系统的额定制动力矩，可在相应产品手册中查得；Ma为重力作用下系统力矩；DT为制动力臂；R为电梯曳引比；JgesAF为满载系统对曳引机主轴的总等效转动惯量。

其中，JgesAF的计算方法如下：

上述公式中，JP为除曳引轮外旋转部件的等效转动惯量；JLF为直线运动部件的转动惯量；iPcar为轿厢反绳轮数量；JPcaf为轿厢反绳轮转动惯量；DPcar为轿厢反绳轮直径；iPcwt为对重反绳轮数量；JPcwt为对重反绳轮转动惯量；DPcwt为对重反绳轮直径；JDP为导向轮转动惯量；DDP为导向轮直径；JPTD为补偿装置张紧轮转动惯量；DDP为补偿装置张紧轮直径；GMF为直线运动部件的重量，需考虑轿厢、对重、曳引绳及补偿绳等；y为曳引轮惯量等效直径；g为重力加速度；η为滑轮系统效率。

故，减速阶段制动距离为

自由溜车模式下轿厢意外移动距离的计算方法与失控驱动模式相同，只是因产生移动的动力不同而导致加速阶段的加速度不同。在此种模式下，加速度的计算如下：

式中，JgesA为系统对曳引机主轴的总等效转动惯量。

为求得最恶劣的工况，该加速度应至少考虑轿厢在最低端站满载下行和轿厢在最高端站空载上行两种情况，取最大值进行最终结果的计算。

2 计算结果的判定与分析

按前述方法进行的计算结果，最终还应依据1.1中相关距离的要求进行结果的判定，分析其条款要求，判定条件可归为以下几条：

（1）S总≤1.2 m.

（2）S总-LLS≤0.2 m（轿厢意外下行），或S总-LCS≤0.2 m（轿厢意外上行）。

LLS为厅门地坎高度；LCS为轿门地坎高度。DCH-S总≥1.0 m（轿厢意外下行），或DLH-S总≥1.0 m（轿厢意外上行）（DCH为轿门高度；DLH为厅门高度）。

通过上述计算方法的分析可以得知，制动系统的制动力矩对轿厢意外移动距离影响较大。而诸如门区码板长度、检测及控制系统响应时间及制动系统响应时间等因素因其它相关标准的限定及实际硬件设计生产所达到的水平，对结果的影响弹性空间较小。故在针对电梯轿厢意外移动装置的设计或选用时，应尤其注意制动系统的选型，并通过理论验证其正确性。

[1]EN81-1：1998+A3：2009.Safety Rules for the Construction and Installation of Elevator[S].

[2]GB 7588-2003.电梯制造与安装安全规范（含第1号修改单）[S].

[3]GB/T 10058-2009.电梯技术条件[S].

Discussing About UCMP System of Elevator and Stopping Distance of Unintended Car Movement

LI Hua，WEN Ke-wei
（Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research，Foshan Guangdong 528251，China）

Briefly introduce relevant requirements on stopping distance of unintended car movement protection system（UCMP）.Divide the UCMP action into phases，based on which analyze and introduce the way of calculating stopping distance of UCMP in detail.And finally find the way to improve stopping distance of UCMP on design.

elevator；lifts；UCMP；stopping distance of UCMP

U211.3

B

1672-545X（2017）07-0172-03

2017-04-11

国家质量监督检验检疫总局科技计划项目（编号2015QK170）

李桦（1984-），男，河南人，本科，机械工程师，主要研究方向为电梯设计及检验检测技术。