电梯维护和定期检验技术的研究与应用

赵世博

（湖南赛德检验检测有限公司，湖南 长沙410000）

随着城市建设的加速推进，现代化场馆和高层建筑的大量涌现，我国已经成为全球电梯保有量最多的国家。截至2020年底，全国特种设备总量高达1648.41万台，其中电梯786.55万台。虽然近年来电梯保有量不断提升，但从人均电梯保有量上看，中国每万人电梯保有量约55台，人均电梯保有量仍落后于欧美发达国家，长期来看我国的电梯保有量仍有较大提升空间。电梯在长期运行中会出现部件老化、耗损等问题，严重影响电梯的安全性和舒适性，直接影响了建筑使用者的使用体验和人身安全。目前电梯设备的监管主要通过定期检验、检测实现，但在电梯保有量飞速增长的今天，怎样在保证质量的情况下有效提高维修与检验效果，保障设备安全可靠的运行，成为了监管单位和维保单位面临的新问题，因此必须对现有维护与检验技术进行研究，对电梯关键部件以及运行状态进行在线监测、预警。

1 维修技术

电梯是建筑物中应用频率较高的设施，在长期荷载运行中，电梯元部件会发生常规耗损，降低电梯整体性能，并存在故障风险，影响使用安全。为促进电梯安全运行，应对电梯加强日常维修保养管理，监控运行状态，及时排除故障，处理潜在风险，预防意外事故。从根本上降低故障的发生率，从而保障使用者的生命财产安全。

1.1 检查内容

在检查时首先应检查轿厢内部操作面板情况，保证开关门功能正常，防止门夹人保护装置功能正常，按钮可灵敏反应，信号指示灯可正常使用。其次应检查门机性能，保证开启电梯门和关闭电梯门时，反应速度稳定，开关过程中无异响。此外还应对电梯运行状况进行检查，确保无异常现象发生。观察层楼显示情况和层站呼梯面板，应当功能正常、指示正确、动作无误。对电梯上运行平层和下运行平层情况进行检查，确保未超出限定范围。检查电梯曳引机运行有无异响，制动时制动闸瓦是否紧密均匀地贴合在制动轮上，运行时，制动闸瓦与制动轮不应发生摩擦。查看曳引机齿轮箱储油情况，保证油位正常。

1.2 检修安全管理

日常检修时应加强安全管理，避免检修事故。与常规机械设备相比，电梯设备具有特殊构造，检修电梯时存在风险性，应落实安全要求，进行规范维修。电梯维修时应有多人在场，避免检修人员单独行动，以防止出现意外事故无法及时救援。多个检修人员联合维修时，应加强配合，保持思想行动一致。电梯检修前层门外应做好警示、围挡措施，避免人员意外进入。使用专业钥匙开启电梯层门时，应先确定轿厢所处位置，通过具体观察定位，而非主观臆断。开启层门后，将检修开关旋转至检修档位，按下急停按钮后进入轿顶。离开轿顶时，应先将层门开启，安全到达层站后复位急停开关与检修开关，并将厅门关闭。在轿厢运行状态下应避免将身体探出栏杆。进入地坑前，应先令地坑检修箱中安全开关处于切断状态。确保厅门为开启状态，避免在地坑内有非必要的停留。出地坑时检修人员先爬出地坑，然后接通安全开关，最后关门。短接进行故障排查时，先将电梯设置为检修状态，检修完成后切断电梯短接线，复位电梯。断电检修时，应设置禁止合闸的标志，电动工具操作检修前，应进行防触电准备，防范触电风险。

1.3 安全回路故障排查

应用安全回路是保证电梯在发生安全部件异常时可及时停运。在机房中设有控制屏急停开关和限速器开关，此外还有热继电器与相序继电器等开关等。井道中设有上下极限开关。地坑中设有断绳保护开关和缓冲器开关、检修箱急停开关。轿厢中设有操纵箱急停开关。轿顶设有安全钳和安全窗及检修箱急停开关。电梯停运时，信号无法登记，慢车及快车都不能运行，此时疑似回路故障。

应通过机房控制屏分析安全继电器情况。安全继电器正常释放电流，可确定为安全回路故障。排查输入电源相序，查看是否有缺相错相问题，该类问题可造成相序继电器动作。热继电器动作诱因可能为电梯长期超负荷运载，或者长期堵转。限速器开关启动可能是因为限速器超速。极限开关动作时，应排查是否发生电梯沉底或电梯冲顶情况。地坑断绳开关发生异常动作时应排查限速器绳，排除超长或跳出问题。安全钳发生动作时，故障诱因众多，应检查限速器是否发生超速动作或因油位不足发生误动作，排除地坑绳轮失油或异物卷入问题，检测安全契块是否保持科学间隙。安全窗发生开关动作可能是因其被人顶起。急停开关被启动也可能产生安全回路异常动作。应检查上述开关，经检查都无问题，应对触点接触质量进行检查，并查看接线是否紧密连接。检修时，常见电梯安全回路无异常且安全继电器良好吸合，难以确定回路故障诱因，此时应从继电器中取样，通过危急检测常开触点，确定是否为继电器自身接触不良问题诱发安全回路故障。

应用门锁回路可促进电梯安全运行。在电梯厅门、轿门中设有电气联锁开关，当系统中部分电梯门未关闭时，电梯无法启动运行，全部联锁开关接通后，控制屏门锁继电器可有效吸合，电梯可常规运行。门锁回路断开故障表现为，电梯门全部关闭，通过控制屏可见门锁继电器为释放状态。针对此种故障，应先检查电梯停止层门锁，排除此故障后，了解层门开启情况，并使用三角钥匙在厅外再次开关厅门。设置电梯为检修状态后，使用控制屏切断厅门锁、短接厅门锁，分别排查轿门故障和厅门故障。经过检查，确定为厅门故障，设置检修状态后，对厅门锁回路进行短接处理，在检修速度下操控电梯试运行，对各个厅门、被动门联锁接触质量进行检测。门锁回路故障排除后，应先将门锁短接线去除，然后恢复电梯至快车状态。

在电梯运行中，有时会出现快车无法上行、慢车可以上行的故障。分析此类故障，多是因为上行强直减速限位损坏断开，故而发生此故障。

1.4 安全触板故障维修

电梯轿门中设置光电安全触板或者光幕安全触板，可使电梯关闭时智能识别电梯门环境，避免夹住乘客。安全触板是防夹人的机械装置，电梯关门时安全触板触碰到人体会自动内缩，带动下方微动开关，通过触板开关动作促使电梯门开启。光幕和光电装置运行原理相同，但前者发射点与接收点更多。

该部位故障表现为电梯门无法关闭，或未彻底关闭即再次开启，检修状态下可正常关闭。发生此故障后，应先检查触板开关是否损坏，如有损坏则更换安全触板。无损坏的情况下，检查触板开关是否调正，是否出现卡住问题，排除诱因。检查光电电源和光电部件，确保电源供电良好且部件无损坏。避免光电处于正确位置，无异物遮挡。安全触板失效时，应排查是否发生断线情况，或触板开关损坏。维修时，应先确定原因，解除诱因故障即可排除。

关门力限开关故障。此开关的作用是在关闭电梯门时受到阻力后无法关闭，该开关促使电梯门开启。部分变频门机通过其他装置实现此功能，其变频器可对门机电流进行计算，抵达设定值仍未关闭，则开启电梯门。该类故障表现为开关误动作后门未自动关闭。开关门按钮的作用是通过开门按钮控制可持续开门状态，便于乘客进出，按关门按钮后门可及时关闭。故障表现为操作按钮后，按钮卡住未弹出，导致开关门功能异常。出现此类故障后，应调整按钮至灵活状态，可排除故障。

1.5 元部件故障排查

电流、电弧较易损伤接触器，导致线圈烧毁，接触器回路丧失功能。线圈微小损伤可能导致回路短路，重度损伤如电气触点损毁，会引起回路故障。受此影响，回路长期维持接通或者短路情况，导致电梯系统加重误动作故障，影响稳定运行。应使用万能表对元件进行接通状态和断开状态检测，观察电阻值，分析故障原因，进而消除故障。元部件外部绝缘材料较易发生老化，应加强日常维护，定期检查并更换部件，保证绝缘性能，预防故障发生。

2 定期检验工艺

为防止不符合技术规范的电梯出现，在电梯安装和改造时须由国家专业部门进行监督检验合格后才能投入使用。投入使用后需要按照国家相关政策要求进行定期检验或检测，如果使用未经国家相关部门检验检测的电梯，可能会给使用者的生命财产安全造成巨大的危胁。

2.1 安全性检验

预警监管系统综合传统安全系统，结合信息化技术，系统性能更加智能。该系统联合故障报警和安全预警系统，可对电梯进行远程监管，是一体化系统，在垂直电梯日常状态监测中可使用。该系统的一些功能在检测自动扶梯时也可应用。应用该系统不仅可以促进电梯安全性管理，而且还可以促进智慧城市建设。

机房中设有安全分析单元ESAU，内嵌逻辑判断、概率神经网络计算等算法，在电梯关键部件位置安装监测传感器，分别负责电梯定位、电压和电流监测、轨道垂直度监测、安全回路监测、速度监测以及振动监测等，使用预警监管系统进行电梯安全性检测。利用无线信号传输检测数据，ESAU通过计算和判断监测电梯运行和预警报警系统状态。ESAU通过无线网络将上述状态数据发送至监管平台，利用监管平台可集中监管区域内电梯。利用互联网将状态信息上传至上级监管平台，促进大范围电梯监管。电梯安全管理人员可利用终端设备登录平台服务器，在授权之后调取指定区域电梯信息，实施电梯管理。

检测系统应用ESAU内嵌算法分析电梯运行状态参数，及时捕捉电梯异常状态，进行故障预测，故而事故发生前系统可进行预警，提醒维修人员及时排查故障，并可促使乘客及时疏散，促进运行安全。电梯状态参数是对电梯内部系统稳定性的真实反映，及时检测出相关信息可提升电梯故障预警水平。常规情况下，电梯运行中平衡系数应维持在0.4~0.5之间，保证平稳运行，通过超速检验等可分析电梯平稳性。不同电梯其安装位置、服役周期、维修保养情况等各不相同，缺少统一标准，在常规情况难以进行同步管理。使用新型预警监管系统，可对电梯电流电压状态、温度情况、振动情况和噪音等进行数据综合分析，研究历史数据，并对其常规运行状态、预警或报警状态等进行检测分析，建立关系模型，通过模型实时分析被测设备，分析参数状态，对指定时段运行状态进行概率计算，进而可对预警状态进行预判，发出预警。ESAU综合逻辑判断分析电梯状态，实时检测运行情况，并及时报警突发情况，当发生断电停梯导致乘坐人员受困时，可促进快速救援。

2.2 舒适度检验

电梯定期检验可促进故障彻底排查，完善系统缺陷。当前电梯定检技术水平较高，联合智能移动终端和物联网技术，可对电梯进行精细化检修。舒适度检测系统是借助智能终端设备进行操作的检测系统，如平板电脑、手机等，采用无线通信方式连接。在终端设备中同时连接测试盒装置和远程服务器，连接完毕后，舒适度测试盒利用蓝牙连接终端设备，再通过无线网络连接远程服务器。此种测试盒外形小巧，以嵌入式计算机系统为核心系统，系统中设有噪声传感器和加速度传感器。设置系统后，可通过设备检测电梯运行噪声和稳定性。在系统使用中，通过蓝牙信号传输，智能终端可实时获取测试数据，定检人员可通过智能终端全程控制检测过程。

在使用该测试系统时，需要在终端设备中安装测试APP，按测试预期设定测试参数，然后在APP中使用测试盒。系统分析处理测试数据后，对电梯运行过程进行自动识别与智能分析，通过屏幕可查看电梯运行中速度、加速度、位移、振动、制动和噪声曲线。通过乘运质量参数运算，分析振动频率和ISO、数字滤波，评价电梯性能。构建数据库进行数据管理。该系统支持数据远程传输，远程服务器接收测试数据后，电梯公司可对电梯乘运质量进行宏观数据分析，利用分析结果优化电梯系统设计，指导电梯科学使用和日常检修等。

3 常用测试技术

3.1 速度和加速度检测技术

电梯速度和加速度直接影响电梯运行效率与稳定性，是评价电梯性能和工作状态的重要指标。当前电梯功能测试通常为无损检测，所用设备为反射式光电转速表设备。使用该测试设备时，无需与测试物体发生直接接触，可操作性较强。在使用该转速表时，首先将该检测仪器固定在待测速转盘部位，黑色转盘是检测过程的非反光面。此种检测技术的应用原理：转盘与转盘之间反射率不同，测试过程中转轴转动，反光与无反光情况交替发生，此种反射信号被光电器件接收，并将其向电脉冲信号模式转换，通过信号处理，可得出转速值，以此确定电梯运行速度。在测试加速度时，位移微积分法是常见检测方法，检测原理：电梯加速度运行中不可避免地产生振动，电梯启动以及制动过程中也会产生加速度，在检测时，在轿厢底部中央部位，贴近地面装设检测装置，从而获取不同运行状态下的加速度数据。

3.2 平衡性检测技术

电梯平衡性不仅会影响运行效率，而且会影响乘坐舒适度。轿厢在不同额定荷载情况下上下运行，会显示出不同的平衡系数，进行此检测需在轿厢对重运行达到相同水平位置时对输入端电压数据与电流数据以及转速进行测量，将上述信息绘制为运行曲线图，分析负荷曲线。在曲线图中，定位交点部位数据，即平衡系数。测试交流开环运行模式的电梯时通常进行转速测量，而检测交流闭环运行模式的电梯时多测量电源进线侧电流，此外，直流电梯平衡系数检测多实施电压、电流同步检测。

3.3 噪声检测技术

通过噪声检测可定位噪声来源，分析系统运行缺陷，排查故障部件，改善电梯乘坐环境，并且可促进安全管理，降低电梯使用风险。测声压级触感技术是常用电梯噪声检测技术，将测试传感器安装于与地面间距1.5m左右部位，科学选择监测点，监测点数量应不低于3个。测量部位为与传感器间距1m处。在检测时，通常可发现多个噪声来源，选取其中噪声数据最突出的部分，分析噪声成因。此种检测所用设备并不复杂，可操作性较强，电梯综合评价中也需要使用噪声检测数据。此类传感器可在电梯检验中使用，从而获取优质信号数据，结合专业软件使用，全面分析数据，可对电梯运行进行科学评价。

3.4 其他检测技术

上述检测技术多为功能检测，此外还有常用设备检测技术，例如漏磁检测等。漏磁检测的原理：磁铁漏磁后产生磁场变化，分析漏磁场，观察信号变化，放大信号并进行滤波处理，使用计算机判断曳引状态。

4 结束语

综上所述，在高层建筑使用中保障电梯安全舒适运行具有必要性。电梯运行状态不仅影响使用舒适度，而且与乘坐者的安全密切相关。为预防电梯事故，促进电梯安全运载，应加强常规维护，应结合经验进行全方位检查，排除故障隐患。还应积极应用先进技术设备，完善电梯日常状态监控管理，提升电梯故障预警报警质量。