(华信精工电梯(佛山)有限公司)
摘要:随着经济的发展和建筑业的不断创新,电梯应用逐渐广泛,常见的电梯是一种以电动机为动力、装有箱状吊舱的垂直升降机,主要由拽引系统、导向系统、轿厢、门系统、安全保护设备、重量平衡系统等部分组成。其中电气控制系统是对电梯实行操作和控制的主要系统之一,直接关系着电梯的安全性,本文将就电梯的电气控制结构安全问题进行相关的讨。
关键词:电梯电气;控制结构安全;保障措施;
引言
电梯电气控制指的是对各种指令、速度、位置及安全等信号进行管理,从而使电梯处于被保护的状态的一种系统。以往的电梯常采用继电器逻辑线路来实现电气控制,尽管此种硬布线的控制方式直观、简单,但由于逻辑系统的组成触点非常多,接线复杂,通用性不强,且具备较高的故障率,因而已被可靠性强的先进可编程控制器所取代。针对电梯的制造与安装,我国制定了相应的规范标准,并明确指出需应用两个及以上的独立电气装置来切断电梯制动器的电流,从而确保电梯得以安全可靠运行。
一、电梯电气控制结构安全的重要性
电梯是一种由机房、曳引机、轿厢、对重设备、安全保护设备等设备组成的垂直升降机。近年来,我国电梯安全事故呈逐年上升趋势。因此加强对电梯运行安全的研究具有现实意义。电梯的电气控制系统对于电梯的安全运行来说极为重要,电气控制系统直接关系着电梯运行的安全性和可靠性,电梯控制系统作为协调电梯各系统配合工作的核心部分必须得到充分的重视,随着微电子技术的快速发展,电梯控制系统的功能、电气结构越来越多样化,并且出现了多样化的结构和功能设计,但是弊利相关,电气控制在电梯的运行中也存在一定的安全隐患,对电梯的安全快速良性发展造成了阻碍。
二、电梯电气控制存在的相关问题
1.电梯电动机的时间运转限制器问题
我国电梯安全使用相关条例就明确规定,必须将电动机运作时间限制器安装在曳引驱动式的电梯中,当出现启动电梯而曳引机不运转等情况时,能够确保电梯的驱动主机处于停止状态;其次,电动机运转时间限制器须在电梯运行全程时间再加10s或45s的时间内发挥出作用;其三,时间限制器不可对紧急电动以及轿厢检修等运行产生影响。通过对以上条例展开分析可知,电动机运转时间限制器应在电梯正常运行以及自动返平层等时间内均发挥出作用。
在正常运行过程中,电梯如果出现人为掰门时,电梯的门锁会突然断开,电梯运行停止;外力消失后,电梯门锁也会合上并恢复运行状态。如果不处在开门的区域,那么电梯电梯就会自动返回平层,而此时电梯的自动运行状态便不在工作人员的监控管理之下。为确保安全运行,此时电动机时间运行限制器就要发挥出相应的保护作用。然而在实际检验中,我们发现一些时间运转器只会在电梯运行正常时起到一定的作用;而能够在电梯自动返回平层时给予保护的一些控制系统,也存在时间要求与标准不相符的问题,不但远远超出规定的45s,而且无法进行修改。这些电梯控制系统问题给电梯的运行埋下了严重的安全隐患。
2.电梯层门的关门力矩问题
为确保在进出轿厢时,乘客不被层门夹伤,我国相关电梯安全使用标准做出明文规定,电梯的自动门在关闭时,受到的阻力必须在150N以下,并且不可在关门行程1/3处对这一阻力进行测量。然而实际上,我国许多电梯均难以达到这一标准要求,普遍存在关门力度偏大的现象。当前,电梯大多采用变频驱动式的门机,对开门、关门的力矩进行有效调整并不存在太大的难度,而出现关门力度过大这一问题的主要原因便是安装调试电梯的工作人员对上述要求不够重视。这一问题也充分说明对于电梯的具体安装规范与标准,不少安装调试人员未能有一个全面的理解与掌握;对于电梯制造企业而言,其同样存在忽视自检关键要求的问题。为将上述问题进行有效解决,可要求制造企业将电梯层门关门力矩要求检验纳入自检报告中,并高度重视电梯的验收工作,将层门的关门力矩作为检验的重点。
3.电梯门锁电气装置的使用问题
为有效证实电梯层门的闭合位置,需将具有安全触点的电气装置安装在每个层门上,此外,在门锁试验中,这一电气安全装置还需接受100万次的耐久性试验,并在触点额定电压以及两倍额定电流的情况下将一个电阻接入其中。需要注意的是,电气触点包含直流、交流两种额定电压,在不同电路中,电气触点也具备不同的使用寿命。因此,当电气触点经过直流电压试验且只满足其使用寿命要求时,就只能在直流安全回路中得到应用,反之亦是如此。而在实际检验电梯时,我们发现一些制造电梯的企业在交流安全回路中使用了只适用于直流安全回路的门锁电气触点,此种做法严重威胁到了电梯门锁的耐久性与安全可靠性,极大程度上提高了门锁故障的发生率。基于此,在实际选用门锁时,电梯制造企业应当对门锁电气装置类型抱以高度重视,在将电梯运行故障尽可能降至最低的同时,为电梯维修保护工作量的减少提供有利条件。
三、电梯电气控制结构安全的保障措施
1.安全电器装置
电梯的安全控制部位通常设有电气安全装置,其中电气安全装置的各类电气部件皆应符合安全电路与安全触点标准,而我国应用最普遍当属经中继控制电器用电气安全回路来控制电梯驱动主机供电设备,严格遵守《电梯制造与安装安全规范》(GB7588-2003)。若中继控制电器对电梯驱动主机进行间接控制,则其通常被看成直接对电梯驱动主机停止与启动设备进行控制。那么,中继控制电器应具备失效保护功能与故障定时检测功能。就电梯电气安全回路中继控制电器而言,普通继电器控制直流电路的选型普遍存在问题,即电气安全回路的中继控制电器为交直流两用继电器时没有把直流负载控制的电路技术参数考虑进去。除此以外,控制电器元件的额定值通常应属控制电阻性负载的额定值,随着技术的发展,交流变频技术被逐渐引入电梯门机拖动与电梯主拖动方面,但控制电器设计方面尚存在诸多问题,其中以电动机与变频器间接触器的选型问题最为明显。为了提高电梯交流变频控制的安全性,多数设计师会选择把接触器安装到电动机与变频器间,其中此类设计通常以交流工频条件来确定接触器的选型,则此类设计没有考虑变频器输出电流的变流特性。因此,此类设计易导致接触点间产生较为严重的拉弧现象,甚至会引起接触器被烧毁等后果。由此可见,电梯设计必须严格执行《电梯制造与安装安全规范》(GB7588-2003)的有关规定,以确保电梯电气控制结构内电器的安全。
2.安全电路的控制
针对电梯的安全电路问题,《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》(GB16899-1997)与《电梯制造与安装安全规范》(GB7588-2003)皆有明确规定,但现今我国电梯行业却未完全认识到安全电路的设计、试验、应用、合格评定等对电梯与自动扶梯安全运行的重要性。针对安全触点问题,国际标准主要对其做出如下规定,即动作的可靠性、电气间隙、触点断开后的距离、绝缘电压、爬电距离等,此规定主要从结构方面考虑触点不断开仍能安全运行的情况。
3.故障的控制
大量研究证实,多数故障并不会致电梯于危险境地,但若不及时制止电梯的继续运行,其必然会引发第二故障,此时电梯易被第一故障与弟二故障的组合致于危险的境地。待电梯出现第一故障后,其运行状态通常被要求在第一故障参与下一操作程序之前停止。若第一故障与电梯运行状态停止之间出现第二故障,其亦会致电梯于危险的境地,针对这样的问题,具体的解决方法为:把安全电路设计为一种由若干通道组成的监控电路,其中一个通道主要完成对其他通道相同状态的检查,若检测出通道的状态存有不一致,则必须及时停止电梯的继续运行。
4.监控电路的问题
国家标准认为若想有效规避由故障组合引发的电梯危险,必须增加冗余触点并监控及比较触点的状态。一旦发现某一个或多个触点出现异常,必须立即停止运行状态的电梯;国家标准规定若电梯存有两个通道,必须认真检查监控电路的功能,一旦发现监控电路问题,电梯不得重启;若电路存有三个或以上的通道,国家标准便未对其监控电路的功能做出强制规定。
5.电梯安全寿命问题
电梯的控制系统工作相当频繁,尤其是在电梯频繁运行的过程中,各个部件包括安全回路中继器、主控电器、门控电器等一直处于工作状态循环汇总,这种高频率的循环工作就对电器元件有很大的损耗,降低了工作寿命,尤其在电器元件已经超过工作寿命的情况下来说,电梯的安全运行由于这个原因产生了极大的安全隐患,因此,保证电梯的安全寿命是电梯安全运行的前提条件。鉴于以上情况,生产厂家必须做到在使用说明中标明电器元件的使用寿命,并且在电梯的使用中做到定期维护和元件更新。
结束语
随着时代的进步与发展,我国电梯的使用数量也不断上升,且与人民群众的生活形成了紧密的联系。因此,在设计电梯的电气控制系统时,相关制造企业应对电梯各种意外情况的保护工作进行全面考虑,确保达到国家规定的制造及安装标准;同时,检验人员在对电梯展开检验时,应严格把好电气控制系统的质量关,为电梯的可靠运行及人们生命财产安全提供有效保障。
参考文献
[1]郑卫锋:《电梯电气控制系统故障诊断和维修探讨》2015.16(5).
[2]代清友:《电梯电气控制中存在的问题探析》2016,10(24).
[3]周球:《电梯电气控制中存在的问题探析》2017(17).