基于故障树的家用电梯事故分析与预防措施

程文超，吴兵，方少林

（苏州华碧微科检测技术有限公司，江苏 苏州 215000）

随着我国现代化建设的速度越来越快，人们对物质生活的要求越来越高，电梯已不再是人员密集区域的购物中心、交通枢纽等场所的专属地。别墅作为一种新型的住房能够满足几代人同时居住，而且私密性强，逐渐成为高收入家庭购房时的首选，而别墅电梯也越来越被广泛安装在别墅住宅内，而家用别墅电梯引发的事故也越来越多。

天津滨海新区某家用别墅电梯在安装使用过程中，发生一起乘客坠落事故，给乘客造成人身和财产损失。由于家用电梯结构复杂、零件繁多，因此利用故障树分析法对事故原因进行分析，可以快速找到事故原因及电梯设备薄弱环节，以便在设计制造、安装、使用维保环节中进行优化。

1 电梯安装情况及事故说明

GB/T 21739-2008《家用电梯制造与安装规范》中明确定义家用电梯是指安装在私人住宅中，仅供单一家庭成员使用的电梯。它也可以安装在非单一家庭使用的建筑物内，作为单一家庭进入其住所的工具，但是建筑物内的公众或其他居住者无法进入和使用。某家用电梯安装在3 层别墅井道内，电梯为变频变速曳引驱动，电梯层门为铰链式木制层门，电梯轿门为折叠式装潢轿门，如图1 所示，现场测量电梯轿门与关闭后层门之间的距离为0.33m，电梯井道内的底坑空间大小长1.40m，宽1.35m，深0.28m，如图2 所示。

图1 轿门与厅门的水平距离

图2 底坑深度

乘客乘坐电梯时，由于电梯门系统故障，导致乘客困在轿门与层门之间的间隙中，当电梯上行时，引起乘客坠落电梯井道底坑，而后电梯下行时，引起电梯底部与乘客的挤压，造成人身事故。

2 故障树分析电梯故障与人身事故

2.1 故障树分析法

故障树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1961 年开发，该分析方法是一种运用逻辑分析和推理故障事件的图形演绎方法。故障树图可以针对某种故障（顶事件）进行逻辑分析，与基本事件（底事件）逐级关联，清晰直观地表达两者之间的关系，便于找出薄弱环节，能够对复杂系统进行准确高效的故障分析。该电梯事故发生的原因比较复杂，利用故障树能够简单清晰地表达电梯系统与事故发生的逻辑关系，可以帮助查找事故发生的原因。GB/T 4888-2009《故障树名称术语和符号》中规定了故障树图中使用事件符号和逻辑门符号的名称和意义，故障树图中常用事件符号和逻辑门符号的意义见表1。

表1 故障树使用的事件符号和逻辑门符号

图3 电梯事故故障树图

2.2 故障树建立

人员坠入电梯井道与电梯的运行，电梯门系统元件诸如接触器、门锁、光幕等功能性是否完好存在密切关系，故障树的建立能明确将基本事件与顶事件的关系，帮助分析事故发生的原因，该事故的故障树图，如图3 所示，事件代码与名称见表2。

2.3 故障树分析与试验

根据故障树分析，电梯事故中层门打不开主要原因是光幕和层门门锁发生故障，现场测量光幕电源电压为24VDC，在有异物阻挡光幕射线时，未见轿门进行自动开启，现场检查层门门锁，发现门锁电压不稳定，时而0V，时而24VDC。因此，锁定光幕器件本体发射器失效和门锁触点接触不良。

3 电梯安装分析

3.1 电梯层门安装

根据GB/T 21739-2008《家用电梯制造与安装规范》中第12.1.1.4 条规定，“如果家用电梯使用了铰链式层门和折叠式轿门，则在关闭后门之间的任何间隙内都应不能放下一个直径为150mm 的球”，该家用电梯的层门与关闭后电梯的轿门之间的水平距离为0.33m，不符合国家标准要求，且层门与轿门之间的距离可以容纳人体站立，在该电梯门系统出现故障的情况下，乘客被滞留在该区域，引起人体与门之间的剪切和碰撞、人体坠井等风险，极大地增加了电梯乘客的安全隐患。

3.2 电梯底坑分析

该家用电梯的底坑空间大小为长1.40m，宽1.35m，深0.28m，结 合GB/T 21739-2008《家用电梯制造与安装规范》中底坑空间规定，当轿厢完全压在缓冲器上底坑中应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50m×0.60m×1.0m 的长方体为准，任一平面朝下放置即可，该家用电梯底坑空间偏小，从而在人员坠井后，电梯向下运行时，给人体造成挤压，造成人身事故。

表2 故障树分析基本事件

4 家用别墅电梯的改进

4.1 设计制造

电梯门系统中使用的门锁、光幕、限位开关、继电器、接触器等关键性元器件，在长期使用时，会存在磨损、变形、发热松动、接触不良等，造成电梯运转不正常，引起门系统故障，诸如开门故障、冲顶、敦底等故障，以及更严重的人身事故，因此，在生产制造厂家出厂该产品时，需要经过专业检测机构对其进行型式检验，合格后方可出厂，减少设计制造方面的安全隐患。

4.2 安装

GB/T 21739-2008《家用电梯制造与安装规范》中对电梯层门和轿门的材料、两门之间的水平距离有明确规定，对底坑空间大小有明确规定，因此，在进行电梯安装时，应该选取有相关电梯安装资质的单位进行安装，在安装后进行检查，确保电梯的安装符合国家标准规定的要求，从而减少安装方面的隐患。

4.3 使用与维护

在家用别墅电梯维护保养时，应该选择专业的维护保养单位进行维护保养工作，定期对电梯进行全面检查和维保，及时发现问题解决问题，GB/T 21739-2008《家用电梯制造与安装规范》规范性附录中规定，全面检查家用电梯的时间间隔不应超过12 个月，因此，家用电梯要定期进行全面检查，消除设备安全隐患。

5 结语

（1）通过故障树分析法对家用电梯门系统进行分析，快速确定了光幕和门锁引起电梯门系统故障，找到了电梯门系统薄弱环节和电梯事故的关键原因。

（2）家用电梯门系统安装和底坑空间不符合国家标准要求，引起乘客坠入井道，并受到电梯轿箱下压，引起人身事故。

（3）在电梯设计制造、安装、使用与维护环节上提出避免电梯事故的预防措施，能够保障乘客人身安全和特种设备运行安全。