一种有缺陷的电动松闸装置分析及改进

2023-02-18 02:30唐熊武牛长建
中国特种设备安全 2023年1期
关键词:接触器制动器触点

唐熊武 牛长建 郝 超

(1.安庆市特种设备监督检验中心 安庆 246001)

(2.黄山市特种设备监督检验中心 黄山 245000)

随着国民经济的快速发展和城镇化进程的加快,电梯行业得到迅猛发展,无机房电梯也得到了广泛应用。电梯安全也成了人们日常关注的焦点,电梯制动器(俗称抱闸)是电梯的重要安全部件,无机房电梯发生困人现象或者需要维修时,经常需要手动方式松开制动器(即松闸),其中,无机房电梯很多采用电动松闸方式,而电动松闸装置的可靠性与救援维修的安全息息相关,以下通过对安全开关的辨识,分析松闸按钮触点存在粘连[1]可能性的缺陷及由此带来的潜在后果,以期通过简单的改进措施提升松闸装置的安全性能。

1 安全开关的辨识

电梯上有一种由多个安全开关相互串接构成的安全回路[2],其中的安全开关有一个共同特点,就是它们是安全触点[3],对于安全触点,GB 7588—2020《电梯制造与安装安全规范》[4]中做出了明确要求,即安全触点的动作,应由断路装置将其可靠地断开,即使两触点熔接在一起也能断开,说明它的触点断开不受弹性元件的可靠性影响,能被强制断开,强制断开意思是指安全触点是通过刚性的机械连杆来动作的,动作机构的驱动力直接施加于触点上,即使触点熔接在一起,这种来自刚性机械结构施加的作用力也能把机械焊死的位置破坏掉,将触点可靠断开。安全触点还有一个特点,就是它不能依靠弹簧的作用断开或者保持断开状态,安全触点被断开后,在断开的“有效行程”范围内,令其断开的作用力不应由弹性元件(如弹簧)来产生,保持其断开的力亦不能依靠弹性元件来产生,这主要是考虑弹性元件在工作过程中一旦失效,有可能造成安全触点没法可靠断开或没法保持可靠断开状态,如图1所示,此触点就是非安全触点,它是动合触点,由机械装置驱动使其触点闭合,当机械装置移开,外力消失时,触点通过弹簧的弹力来断开,如果弹簧失效,触点将无法断开。触点在没有机械装置的作用下处于闭合状态,机械装置对其施加作用力时,触点断开,且在作用力没有移除前一直保持断开状态,这种情形,即使弹簧失效,触点亦不会无法断开,最多不能闭合,如图2所示的触点是动断触点。

图1 非安全触点动作示意图

图2 安全触点动作示意图

2 有缺陷的松闸装置

一次在对某台无机房电梯检验时,发现对空载轿厢进行电动松闸试验时,同时按压电动松闸装置上的2个松闸按钮,发现电梯能向上移动,本以为满足要求,但是松开松闸按钮,电梯仍然向上移动了几秒,这种情况属于不正常现象。按照要求,松开松闸按钮,松闸电气回路立即被切断,制动器线圈不能得电,制动器应立即上闸,不存在电梯还能继续移动现象,除非制动器制动力不足或者电梯曳引力不足时才会出现这样的问题。通过试验排查,发现是因为松闸按钮触点存在短时间的粘连,导致了这种情况的发生。后来更换新的松闸按钮,再次进行电动松闸时,松开松闸按钮,电梯能够立即停止移动。结合现场检查和查阅该电梯电气原理图纸,画出了电动松闸装置的简化电气回路原理图,如图3所示。松闸装置中的蓄电池平时不使用时是通过相线L、零线N输入220 V交流电压进行主电储能,在遇到紧急情况或者需要进行松闸时,经过松闸内置装置放大转换输出满足要求的电压,给电梯制动器线圈供电。这种松闸装置的缺陷就在于松闸按钮触点存在粘连可能性,虽然采用了2个同样的按钮串联在电气回路中,然而这种按钮所处环境相同、设计原理相同、结构相同、使用时同时受压等,导致同时失效粘连的可能性是存在的,因为其不是安全开关,不属于安全触点,它是常开触点,工作原理是通过按压按钮克服弹簧弹力接通触点,当弹簧失效或者发生塑形变形时,松开按压的按钮,按钮不能在弹簧的弹力作用下自动复位,不能断开触点,从而导致制动器线圈一直处于得电状态,将引发电梯冲顶或者蹲底事故,后果不堪设想。

图3 松闸电路电气原理简化图

3 电动松闸装置安全要求

松闸装置控制的是电梯制动器,对电梯的安全影响至关重要,在TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》[5]中2.8(3)检验项目的检验要求明确指出,电梯正常运行时,切断制动器电流至少用2个独立的电气装置来实现,当电梯停止时,如果其中1个接触器的主触点未打开,最迟到下一次运行方向改变时,应当防止电梯再运行。从这项检验要求可以看出,控制制动器线圈的回路是有严格要求的,至少要有2个独立的电气装置来实现,而且要有应对接触器触点发生粘连的监测解决措施,因为接触器的工作原理是当接触器线圈得电后,流过线圈电流产生磁场,产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯,然后带动接触器动作,常闭触点断开,常开触点闭合,两者是联动的。当线圈失电时,电磁吸引力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触点恢复原状,常闭触点闭合,常开触点断开。因为电梯制动器是常闭式的,电梯停止运行时,制动器线圈是失电的,制动器使电梯处于制停状态,所以制动器回路中用到的接触器接到制动器线圈的触点是常开触点,接触器线圈通电,触点吸合,制动器线圈得电,制动器打开,接触器线圈失电,接触器触点断开,制动器电气回路断开,制动器立即上闸。但是,接触器触点的断开是靠弹簧来实现的,由于弹簧不是始终可靠的,当弹簧失效时,接触器触点将发生粘连,所以制动器回路在正常运行时需要有应对接触器触点发生粘连的监测解决措施。然而,电梯检规并未对电梯的电动松闸装置的触点有任何要求,电动松闸装置的原理和电梯正常运行时一样,不像机械松闸装置通过人力克服制动器弹簧弹力打开制动器,它们都是通过给制动器线圈供电,线圈产生电磁力克服弹簧弹力打开制动器,所以电动松闸装置的电气要求同等重要,如果接入制动器线圈的松闸按钮触点是非安全触点,同样需要有应对触点粘连的解决措施,阻止因为触点的粘连而产生的电梯失控,因为电动松闸是人为的,所以这种粘连引起的失控可以通过现场人员操作某装置来制止,不必像电梯正常运行时那样一直在自动监测。

4 电动松闸装置的改进

上述图3中的电动松闸装置是一种有缺陷的松闸装置,有松闸按钮触点发生粘连的风险,可以对其进行改进,改进的简化松闸电气回路原理图如图4所示。与图3中的松闸装置相比较,唯一不同的是增加了1个急停开关串联在松闸电气回路中,采用的急停开关是电梯里常见的急停开关,这里的急停开关JT接在常闭触点上,显然,根据安全触点的定义,它应属于安全触点,是安全开关,它的触点能被可靠地断开,不会发生粘连现象,虽然这个电气回路中的另外2个按钮SA1、SA2不是安全触点,但是在它们同时发生粘连的情况下,通过操作急停开关JT可以使得松闸电气闭合回路能被可靠迅速地断开,使得抱闸线圈立即失电,从而制动器迅速上闸,防止电梯失控移动。

图4 改进的松闸电路电气原理简化图

然而控制柜中一般只设置1个急停开关,是串接在安全回路中,通过操作它来断开安全回路使得电梯停止运行,如果还专门设置1个用于断开松闸电气回路的急停开关,此时控制柜将有2个急停开关,可能会引起作业人员混淆,所以可以设置一种急停开关,包含2组常闭触点,如图5所示,一组触点接在安全回路上,另一组接在松闸电气回路中,操作这一个急停开关,既可以切断电梯的安全回路,也可以切断电动松闸装置给制动器供电的回路,从而使电梯停止移动。

图5 2组闭合触点的急停开关接线图

5 结束语

松闸按钮的触点是非安全触点,它存在粘连的可能性,一旦粘连需要有应对措施,可以通过串接急停安全开关在松闸电气回路中来改进这种有缺陷的电动松闸装置,提升安全系数,当发生粘连时,操作它可以快速可靠地断开制动器电气回路,使抱闸线圈失电,立即上闸,防止电梯冲顶或者蹲底,具有现实的安全意义,同时建议检规中增加针对无机房电梯电动松闸装置的检验条款,要求其有应对松闸按钮触点发生粘连的措施。

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