电梯轿厢意外移动原因分析及对策

黄 华

（来宾市特种设备检验所，广西 来宾546100）

1 电梯轿厢意外移动的概念及其危害

电梯轿厢意外移动是指在电梯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者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。其包括曳引机故障、制动器故障、门锁电路故障造等造成电梯轿厢在开门静止状态下突然移动离开层站，也就是人们常说的电梯意外溜梯。

电梯轿厢意外移动会造成电梯冲顶、蹲底事故，尤其在乘客进出电梯轿厢时发生轿厢意外动，层门和轿门剪切、挤压乘客，造成人员伤亡事故。2014年9月14日，厦门某大学的一男生在走出电梯时，电梯轿厢突然向上运行，致使该男生因身体被轿厢门地槛和层门上槛夹住而死亡。2017年8月2日，杭州市某小区一电梯停止时发生意外运行，造成一名电梯维保人员因被电梯轿厢剪切而死亡。上述两起事故均为电梯轿厢意外移动造成的事故。2018年2月，某省特种设备安全监察机构公布的2017年电梯事故状况表中，共16起电梯事故里面就有7起为电梯轿厢意外移动造成的事故，接近占事故总数的一半。由此可见，电梯轿厢意外移动造成的事故占事故总数的比例是比较大的，应给予重视。

2 电梯轿厢意外移动原因分析

2.1驱动主机曳引能力失效

目前使用最广泛的电梯驱动主机是采用曳引形式的驱动主机，由曳引轮槽和曳引绳之间产生的摩擦力（曳引力）提拉电梯轿厢向上运行或者向下运行。当曳引绳和曳引轮之间的包角α（见图1）不足时，或者曳引轮经过长期运转，轮槽磨损导致轮槽变宽、曳引绳直径因磨损而变小、曳引轮槽有油污等，都会导致曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数f减小。当曳引能力efa

图1 曳引绳和曳引轮之间的包角α

2.2制动器机械故障失效

制动器是电梯的主要安全部件，每台电梯都会配备两套独立的工作制动器，每套制动器都应能独立使额定载荷正常运行的电梯进行减速制停。制动系统失效形式主要为制动器的顶杆卡阻、制动轮和制动片间隙过大、制动轮因失圆与制动片发生周期性碰撞、制动片严重磨损铆钉外露、制动轮表面有油污等，都会引起制动力减小，造成轿厢意外移动[1]。

2.3电气控制系统失效

电梯的启动加速、正常速度运行、减速制停，以及轿门层门的开闭都是靠电气控制系统所发出的指令来完成的。电梯电气控制系统由所有的电气元件和可编程的程序构成。如果任一电器元件出现故障或者控制程序出现故障导致控制回路失效，都有可能造成电梯运行异常，甚至造成开门走梯事故。

3 电梯轿厢意外移动的对策

3.1防止驱动主机曳引能力失效的措施

（1）定期检查测量驱动主机部件的磨损量，可以有效地防止曳引能力失效。检查曳引轮槽的磨损量，发现磨损量超过电梯整机制造单位的设计值时，要更换相同型号规格曳引轮。检查钢丝绳的磨损量，如果发现钢丝绳直径小于公称直径的90%，要更换相同型号规格的曳引钢丝绳。

（2）建立健全的电梯维保制度，防止曳引轮槽和钢丝绳出现油污，也能防止驱动主机曳引能力失效。

（3）定期进行1.25倍载荷试验、电梯减速度测试能有效的确认驱动主机曳引能力，防止电梯正常运行时曳引能力失效。按照GB7588-2003《电梯制造与安装规范》9.3的规定，要定期往轿厢装载1.25倍额定载荷，进行1.25额定载荷试验，观察电梯轿厢是否下滑；如果下滑，则曳引能力失效。测试电梯减速度，计算确认减速度是否小于0.5 m/s2，如果小于0.5 m/s2，则曳引能力失效。发现曳引能力失效，要立即停止使用电梯，检查和更换失效部件，使电梯保持设计的曳引能力。

3.2防止制动系统失效的措施

维护保养单位要按照TSG T5002-2017《电梯维护保养规则》的要求按时对制动器进行检查，特别是对制动片磨损量和压力弹簧的压力检测，严格按照制造单位的要求调整制动片与制动轮的间隙和压力弹簧的压力。按照TSGT7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》的要求，定期用1.25倍额定载荷进行下行制动试验，确认制动器两组机械部件的每一组都能单独制停轿厢。另外，目前在用的电梯中，仍有部分制动器是冗余度不足的非安全制动器。由于电梯制造标准的更新，这些制动器虽然不符合现行国家标准关于制动器的相关要求，但是只要其制动功能有效，国家也没有强制使用单位对这类非安全制动器进行更新改造的要求。由于非安全制动器存在的安全隐患，电梯维保单位应加强对该型式制动器的日常检查工作，密切关注这类制动器的工作状态，加强对制动器外观及机械动作情况的检验，结合轿厢空载上行制动试验、1.25倍额定载荷下行制动试验来间接评估制动器的制动效果，及时排除潜在的事故隐患。同时，还应将该型式制动器本体存在的缺陷和潜在的安全风险及时告知使用单位，并建议其进行更换升级，提高制动器的安全等级。

3.3防止电气系统失效的措施

设置带有电路检测功能的防止电梯轿厢意外移动保护装置来实现电气系统失效保护。

对具有开门运行（平层、再平层）功能的电梯，这类电梯电气系统有“含有电子元件的安全电路”，也就是说安全电路里面的电子元件带有自动通断功能。因为这些电子元件故障可能会导致安全电路失效，所以防止电梯轿厢意外移动保护装置应由检测子系统、制停子系统、自监测子系统构成。当检测子系统检测到电梯电气系统发生第一故障导致电梯轿厢意外移动时，能使电梯停止运行。根据GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的规定，电梯安全电路如果某个故障（第一故障）与随后的另一个故障（第二故障）组合导致危险情况，那么最迟应在第一故障元件参与的下一个操作程序中使电梯停止。只要第一故障仍存在，电梯的所有进一步操作都应是不可能的。在第一故障发生后而在电梯按上述操作程序停止前，发生第二故障的可能性不予考虑。所以设置对电梯安全电路检测的功能，能检测到对于安全电路自身元件可能发生“导致电梯出现危险”的第一故障，并且使电梯停止运行。其工作原理示意图如图2所示。电梯正常运行并且停靠后，电梯门打开的过程中一旦出现电路故障导致电梯轿厢意外移动，在含有电子元件的安全电路的作用下，控制板切断安全回路，制动器接触器断开，制停子系统动作，电梯制停并显示故障信息代码。

图2 电梯轿厢意外移动保护装置工作原理示意图

检测子系统的硬件由门区传感器+安全电路板+门锁接触器组成。电气原理图如图3所示。该电路是轿厢意外移检测电路，同时也是电梯平层功能和再平层功能电路，属于含有电子元件的安全电路。图中FL1、FL2为平层光电感应开关开关，KM1、KM2、KM3、KM4为安全继电器。平层功能的原理是：当电梯运行进入开门区域，安全电路板的X1闭合，KM1、KM2、KM3、KM4线圈都通电；KM2、KM3区信号输出回路触点闭合，KM2、KM3、KM4对应的门锁门短接输出回路触点闭合，电梯安全回路中的轿门锁和层门锁被短接，电梯提前开门的同时保持安全回路导通，电梯能保持减速运行至平层。如果电梯在开门状态发生故障，轿厢顶的平层感应开关检测到轿厢移动，主控板（安全电路板）的X1断开，同时KM2、KM3和封门接触器输入回路KM4线圈失电，门区信号输出回路触点KM2、KM3断开，门锁短接输出回路的 KM2、KM3、KM4触点断开，电梯安全回路断开，抱闸接触器断开，电梯停止运行，故障保护，进入安全状态。

图3 检测子系统电气原理图

因为电梯制动器都满足GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求，电梯制动器应满足以下要求：

（1）制动系统应具有一个机电式制动器（摩擦型）；

（2）能制停轿厢载有1.25倍额定载荷并以额定速度向下运行的电梯，且轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度；

（3）制动轮以机械方式与曳引轮或卷筒、链轮直接刚性连接；

（4）正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态；

（5）断开制动器的释放电路后，电梯应毫无延迟地被有效制动；

（6）应能用手松开制动器并需要以一持续力保持其松开状态；

（7）用有导向的压缩弹簧或重铊向制动闸瓦或衬垫施加压力；

（8）非带式制动器，阻燃制动衬片。

所以可以利用电梯的制动器作为电梯轿厢意外移动保护装置的制停子系统，制停电梯。

自监测子系统是对制停子系统的制动能力进一步验证。其主要由控制装置+调速装置+旋转编码器构成：当电梯运行停止后，在关门状态，门锁回路导通，在抱闸制动状态下，控制器控制曳引电机输出制动器测试标准力矩，通过旋转编码器反馈信号，检测轿厢是否发生移动。如果驱动主机能转动，即轿厢能移动，则制动器制动力不能满足设计要求，控制电梯立即停止运行，并且在主板显示故障代码，实现防止电梯轿厢意外移动。

对不具备在开锁区域内开门运行功能的，并且电梯制动器是采用存在内部冗余的机-电式、驱动主机制动器的电梯，因为电梯电路不存在“含有电子元件的安全电路”，安全电路由机械开关控制通断，所以设置由制停子系统和自监测子系统组成的电梯轿厢意外移动保护装置就可以防止电梯轿厢意外移动，实现安全保护。

4 结束语

随着国标GB7588-2003《电梯制造与安装规范》的第一号修改单和电梯国家安全技术规范的修订和实施，有关单位对电梯轿厢意外移动的研究也越来越深入，防止电梯轿厢意外移动装置的安全部件形式也越来越多，电梯保护功能越来越完善，相信发生电梯轿厢移动事故的概率会越来越低。电梯会越来越安全。

参考文献：

[1]韩向青.防止电梯轿厢意外移动的保护装置研究[J].机械工程与自动化，2016（3）：166-166.