基于工况模拟法的自动扶梯非操纵逆转保护功能检验

黄娟丽

（福建省特种设备检验研究院，福建福州，350008）

0 引言

近年来，自动扶梯逆转事故屡次发生，深圳地铁自动扶梯和香港飞天梯逆转事故给我们带来了深刻的教训。为保障自动扶梯的运行安全，对于自动扶梯的非操纵逆转保护功能的检验是十分关键和必要的。

虽然GB16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》对自动扶梯的非操纵逆转保护功能作出了详细的要求，但并没有给出检验方法 ；TSG T 7005—2012《电梯监督检验和定期检验规则自动扶梯和自动人行道》也只是要求施工单位或维保单位按制造厂提供的方法进行试验，检验人员现场观察确认。然而，制造厂提供的检验方法多种多样，有些在实际检测中往往难以应用，更有甚者存在明显漏洞[1]。

目前现场检验常用的几种检测方法[2]：（1）人为动作逆转电气开关，用钥匙启动扶梯，观察扶梯是否能运行；（2）人为拆除传感器信号线，用钥匙启动扶梯，观察扶梯是否能运行；（3）人为拆除电机的驱动电源线，用钥匙启动扶梯上行，然后反向盘车，观察扶梯控制系统是否能自动保护；（4）更换电机接线相序，用钥匙启动扶梯上行，观察自动扶梯是否能断电保护。（5）主回路串接空气开关法，把空气开关串接在电机和控制柜之间，启动扶梯向上运行，待扶梯进入正常速度后，切断空气开关，观察扶梯控制系统是否能自动保护，切断扶梯动力电源。然而上述五种检验方法都存在着一定的局限性和漏洞，可能导致误判。由于检验方法的不通用，不准确、不能定量检验，自动扶梯非操纵逆转保护功能的检验一直是业界一个难题。

1 工况模拟法基本原理

工况模拟法是用自动扶梯综合检测仪进行检验的一种创新性检验方法[3]，原理如图1所示，在控制柜与电机之间串接一个仪器，根据自动扶梯电动机的启动方式选择相应接线方式，用钥匙开关启动自动扶梯空载向上运行，待扶梯进入正常速度后，操作仪器，使得扶梯出现意外逆转的工况，观察扶梯是否会自动保护，切断动力电源，并通过测试传感器把逆转保护装置动作时的扶梯运行速度记录下来，达到定量检测的目的。

图1 工况模拟法的原理图

2 自动扶梯综合检测仪的组成

自动扶梯综合检测仪如图2所示，由操作器、驱动器、传感器、触发器等四个部件及其他附件组成。操作器是显示及操作控制装置，所有的控制、观测以及操作都在操作器上面进行。驱动器是直接驱动自动扶梯电机的装置，通过连接线（输入线、输出线）与电机相连接。传感器用于测量梯级的速度，它和金属固定支架组成数据采样装置，通过数据线与操作器相连接。触发器按压自动扶梯出入口的紧急停止按钮，可以使得自动扶梯在制动的瞬间给出检测信号，免除测量上的时间误差。各部件之间的连接线一共有五根，分别是输入线、输出线、信号线、传感器数据线、触发信号线。

图2 自动扶梯综合检测仪的组成

3 “工况模拟法”与目前常用方法检验结果对比

采用工况模拟法对某自动扶梯进行非操纵逆转保护功能检验，该自动扶梯是利用传感器实现自动扶梯非操纵逆转保护的。首先通过图纸和现场观察，确定该自动扶梯采用星—三角启动方式，控制柜接线排上面，到电动机的进线有六根，以U1、V1、W1、U2、V2、W2标识，将此六根线从控制柜接线排上拆除，注意不能混淆了不同标识的线。将输出线的一端插在驱动器后面的其中一个OUTPUT插口，另外一端带有六个线夹，找出其中红色的三个线夹，其标识为U1、V1、W1，分别对应夹住上面刚刚拆除的其中三根标识为U1、V1、W1的电动机进线（不可颠倒顺序）；另外三根标识为U2、V2、W2的电动机进线可以将其通过铜线短接在一起（形成星形接法）。在控制柜接线排上面，前面步骤已经拆除电动机的六根进线，U1、V1、W1三个端子是空置的，将驱动器输入线的一端接到上面，旋紧螺栓并检查是否坚固，另一端插到驱动器后面的INPUT插口，具体接线方式如图3所示。

图3 星—三角启动方式的自动扶梯接线方式

在操作器上按下“上行”按钮，启动钥匙开关使自动扶梯向上运行，进入逆转试验数据显示界面，按下“逆转”按钮，自动扶梯在仪器驱动下慢慢减速，减速至零速，保护装置仍未动作，扶梯在仪器驱动下逆转向下加速运行，仪器在扶梯的反向运行速度达到1.4倍名义速度时，切断电动机的电源。该自动扶梯非操纵逆转保护功能失效，如图4所示。

经分析，该自动扶梯非操纵逆转保护功能是依靠软件对传感器的脉冲信号进行计数，扶梯发生逆转时，其实际运行曲线应如图6所示，但由于欠速保护阈值设置太低，扶梯发生意外逆转时，扶梯PLC监控到的扶梯运行曲线，如图7所示，误以为扶梯正常，从而导致逆转保护功能失效。调整参数后，逆转保护功能恢复，如图5所示。同型号或批次的扶梯很可能存在系统性风险。需更改PLC软件，或者重新调整参数，也可以借助仪器显示来设定参数。

图4 调整前，逆转保护失效

图5 调整后，逆转保护功能恢复

图6 扶梯实际运行曲线

图7 参数设置不当扶梯运行曲线

采用目前常用的检验方法：人为拆除传感器接线，扶梯运行曲线如图8所示，扶梯不能启动，无法发现参数设置不当，从而导致误判。

图8 拆除传感器后扶梯运行曲线

4 工况模拟法的检验结果分析

2016年至2017年，福州地区使用工况模拟法进行检验，覆盖了：8个品牌，18种型号，106台，其中非操纵逆转保护功能失效9台，涉及3个品牌，5类型号。型号为JS-SB的上海三菱电梯由于非操纵逆转保护机械电气开关安装位置不当，3台电梯非操纵逆转保护失效，不合格率达到17%，而福州市区康力电梯设备较新，非操纵逆转保护主要为传感器形式，不合格率为0%，情况最好。其余检验结果如表1所示。

表1 检验结果

检测结果均得到了扶梯制造厂和维保单位的认可，厂家或维保单位派人到现场检查确认后，修改了程序或调整开关之后，用仪器再次检测，保护功能合格。

5 结束语

自动扶梯的非逆转保护装置的设置原理和形式复杂多样，对规范、准确的检验该装置的有效性存在困难，工况模拟法从标准GB16899-2011要求出发，独立驱动扶梯模拟减速直至发生逆转的运行工况，验证扶梯非操作逆转功能的有效性。该方法依靠测速传感器和智能仪器的捕获功能，与保护装置的设计原理无关，能定量检测保护装置的动作速度。在使用工况模拟法进行的实际检验中，取得了良好的检验效果。因此工况模拟法能定性定量地对自动扶梯非操纵逆转保护功能进行更加有效准确的检验，将有效解决电梯行业内扶梯非操纵逆转保护装置的检验难题，改善自动扶梯和自动人行道的安全状况。

参考文献

[1]刘登科,罗立伟.浅析自动扶梯超速与非操纵逆转保护装置检测的几种方法[J].中国特种设备安全检测技术,2014,30（7）：42～46.

[2]梁敏健,林晓明.针对常用几种检测扶梯超速、逆转保护功能方法缺点和误判现象的剖析[J].环球市场信息导报,2012,453：50～51.

[3]戚政武,梁敏健,林晓明.自动扶梯超速和非操纵逆转保护装置检测技术及仪器研制[J].中国特种设备安全,2014,12:1-5+13.

[4]王博.自动扶梯和自动人行道防逆转保护分析研究[J].科技视界,2013,05:183+204.