梁超华
广东省特种设备检测研究院顺德检测院 广东佛山 528300
摘要：自动扶梯和自动人行道在公共场所中应用广泛，它的可靠性关系着人们的安全，近些年来自动扶梯和自动人行道事故的不断发生，让其安全性能越来越受公众和媒体的高度关注。本文就自动扶梯和自动人行道的防逆转保护措施展开分析和研究。
关键词：自动扶梯；自动人行道；防逆转；保护措施
引 言
随着物质文明的发展，自动扶梯与自动人行道已成为社会生产和人民生活中不可缺少的设施。和电梯不同，自动扶梯主要工作在人流量较大的环境，特别是公共交通型的自动扶梯，运载量大且运行环境恶劣，甚至有很多自动扶梯与自动人行道运行在露天条件下，经受风吹雨打甚至霜冻的极端天气考验。在此使用背景下，由于自动扶梯和自动人行道超载或保养不到位而引起的运行逆转事故时有发生，特别是近几年来国内外就发生过多起逆转事故，行人均有受伤，这些事故的发生不得不引起我们的重视和思考，因此如何保证防逆转保护装置正确有效动作，从而避免此类事故的不再发生。
一 引起逆转的原因
（1）电气方面的原因。设备的低压元件或者装置发生短路或者断路等故障肪逆转保护装置中的安全控制回路发生故障时就不能够起到保护好自动扶梯或者自动人行道了。因为在发生这种故障之后就失去了控制、制停等保护措施，一旦发生逆转就无法保护好乘客的安全。此外，电网发生故障致使电动机发生反转，造成自动人行道或者自动扶梯发生了逆转。
（2）机械方面的原因。机械方面发生故障而导致设备发生逆转的原因相对于电路来说要简单。其中逆转的一些主要因素是股备中一些零部件的缺失，制动器因安装或制造以及长时间使用的磨损等，导致制动力不足，驱动装置松动，牵引力或制动力不足，以及自动扶梯或者自动人行道上的乘客过多，导致超载而使得电动力矩不足，发生逆转。
二 扶梯逆转事故的危害
所谓自动扶梯逆转事故是指自动扶梯在正常运行过程中，因机械或电气故障等原因，其运行方向发生改变而引发的事故。它的发生可能造成乘客跌落、撞击、挤压、踩踏等情况，从而可能导致严重的人身伤害事故。因自动扶梯多安装在公共场所，事故所造成的社会影响非常大，往往成为社会舆论关注的焦点。
三 自动扶梯防逆转保护方法
（1）电气装置。电气装置发生如下故障以后，假如没有办法进行排解，可能会给自动人行道和自动扶梯造成危险故障：电压下降；电压消失；中断导体；电路接地出现问题；晶体管、电容器以及电阻器等元件出现断路或者是短路，导致功能或者是参数值发生变化；继电器或者是接触器的可动衔铁不能较好闭合；继电器或者是接触器的可动衔铁不能较好地断开；触点不能较好断开；触点不能较好闭合。
（2）零部件。自动人行道和自动扶梯的所有零部件必须要满足以下要求：1.电气和机械的结构一定要合理，尺寸符合设计要求，使用的制作材料要满足强度要求；2.做好维修保养工作，当零部件磨损达到一定程度的时候，一定要及时地对零部件进行更换。
（3）驱动传动装置。使用非摩擦元件来连接胶带、踏板或梯级驱动装置和工作制动器，比如可以使用两根以上的单根链条、多排链条、齿轮和轴等。
（4）胶带、踏板以及梯级的驱动装置。对于踏板和梯级的链式驱动装置来说，必须要满足如下要求：需要使用两根以上的钢质链条来对梯级进行驱动，梯级的两侧要确保有一根链条存在，每根链条的安全系数要保持在5以上；对于胶带的滚筒驱动来说，一定要满足如下要求：胶带接头和胶带的安全系数要大
于5。当胶带、踏板和梯级驱动形式的安全系数和运行功能与上述的所有规定相吻合以后，可以使用其他的驱动方式来进行工作。
（5）工作制动器。对自动人行道和自动扶梯加设工作制动系统，使其具有匀减速的停止过程，同时满足停止状态的工作制动要求。在制动系统动作的时候，不得出现延迟的情况。当控制电路失电或者是动力电源失电的时候，制动系统应立即动作。
（6）非操纵逆转保护装置。自动扶梯应设置非操纵逆转保护装置，当胶带、踏板和梯级的运行方向突然发生改变的时候，就会自动停止进行。
（7）附加制动器：1.倾斜式自动人行道和公共交通型自动扶梯应设置附加制动器，一般在胶带、踏板或者是梯级驱动系统的非摩擦元件上设置附加制动器，其中单根链条不可以被当作是非摩擦元件。首先，胶带、踏板或者是梯级驱动轮与制动器之间应优先选用非摩擦传动原件，如使用两根或两根以上的单排链条、多排链条、齿轮和轴进行相互连接；其次，工作制动器不可以使用非机-电式制动器；最后，倾斜式自动人行道的有效区段要保持在40m，自动扶梯的高度要保持在6m。2.对于倾斜式自动人行道和公共交通型自动扶梯来说，当倾斜式自动人行道的有效区段低于40m，自动扶梯的高度小于6m的时候依然需要加设附加制动器。3.拥有制动载荷的自动人行道或者是自动扶梯在加设附加制动器以后，可以使其速度得到有效的减速停止。4.最好使用机械式的附加制动器。5.在速度高出额定速度1.4倍以前或者是胶带、踏板以及梯级规定的运行方向被改变的时候，附加制动器可以较好地发挥作用，在动作刚要进行的时候，控制电路应强制断开。
（8）额定速度与倾斜角度。自动扶梯额定速度与倾斜角度之间的要求主要表现为如下两点：1.倾斜角度为30°的时候，额定速度应该保持在0.7m/s；2.倾斜角度大于30°且小于35°的时候，额定速度应该保持在0.5m/s，自动扶梯运输的人数不可以超出设计的标准。
四 防逆转保护装置的类型及原理
（1）防逆转保护装置的设置要求。因为在自动扶梯和自动人行道中，防逆转保护装置是其中的重要保护装置所以防逆转保护装置的检测也成了重点。如果在检测中出现不合格的情况整个自动扶梯或者自动人行道都为不合格。对于防逆转保护装置有以下严格的要求：第一，一旦当梯级、踏板以及胶带没有按照规定运行时，防逆转保护装置就应该让自动扶梯或者自动人行道停止运转。第二，防逆转保护装置一旦开始工作就应该切断所有的电路。
（2）防逆转保护装置的类型及原理。自动扶梯发生非操纵逆转时，可能会导致驱动链断链，不同类型的防逆转保护装置安装位置不同，有的是在驱动链没断时发生的逆转，有的是驱动链断链时发生的逆转。根据防逆转保护装置与驱动链是否断链的关系，可以分为以下两类：
1.基于驱动链不断链时的逆转保护装置
最常见的是接近式开关的防逆转保护装置。如图1，接近开关在主机旁，驱动主机的飞轮上固定着小磁块，当小磁块经过接近开关时，脉冲接收器接收信号，输出脉冲信号，当飞轮在快速旋转时，脉冲接收器输出与速度成一定比例的脉冲信号，处理器接收此脉冲信号，并将其转换成扶梯速度。当扶梯逆转、欠速或超速时，输出信号切断主机供电电源。
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图1
如图2，接近开关在梯级轮导轨上，当扶梯运转时，梯级轮由接近式开关1到接近式开关2，假设从开关1到开关2设置时间为2秒，当自动扶梯发生逆转时，两个开关检测到的时间与设定值不一系统会监测异常，由控制系统输出信号，断开主机供电电源。
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图2
检验方法：采用接近式开关的防逆转保护装置，通常是在控制柜内，将监测的两根信号线摘除或对调，然后正常启动扶梯，扶梯在短时启动后立刻制停，主板显示对应故障代码。还可以通过在控制柜内将主开关输出的三相电源线人为断开，并用绝缘胶带包裹好，扶梯正常启动，此时扶梯处于无动力输出状态，制动器得电松开抱闸，然后
再人为按运行方向相反的方向盘车，监测开关监测到逆转信号，驱动主机断电，制动器抱闸制动。
2.基于驱动链断链时的逆转保护装置
上述都是在驱动链不断链情况下的，但扶梯发生逆转时有很多是因为驱动链断开或制动力转矩不足，这时接近式开关的防逆转保护是起不到作用的。因此，机电式的防逆转保护相比接触式开关的更可靠。机电式的防逆转保护装置由断链保护开关和从动轮制停元件构成，一般逆转时断链开关先动作，驱动主机断电，继而引发机械执行元件（工作制动器或附加制动器）动作，将扶梯制停。如图3，当扶梯处于高负荷运行，主驱动链断裂，扶梯即将发生逆转时，自动扶梯断链保护开关动作，驱动主机供电电源断开。此时由于主驱动链断裂，主驱动轮和从动轮之间无连接，从动轮和扶梯梯级处于失控状态，发生逆转，重锤下落带动连杆，棘爪刺入棘轮，将从动轮卡死制停，以达到防止扶梯逆转造成安全事故发生。
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图3
检验方法：让扶梯在正常工况下运行，人为动作断链保护开关，检查开关位置是否合适，开关动作能否断开电源安全回路。对于机械执行机构，有的是要在断链或链条过分伸长时，才能机械动作，实现起来比较困难，现场检验时可通过模拟驱动元件断裂，检查动作装置能否使安全装置动作。对于机电联动的保护装置，可以人为动作断链保护开关，判断机械执行元件是否起作用，驱动主机供电电源是否断电。
五 自动扶梯逆转事故的防范措施
（1）国家相关监管部门应进一步完善相关安全技术规范和标准。在现行的规范和标准中，对自动扶梯的防逆转保护规定还不够具体、明确，甚至有漏洞，还待进一步完善。
（2）电梯制造、维保、使用单位应落实好相关责任。制造单位应严格执行安全技术规范和标准要求设计合格、有效的自动扶梯防逆转保护装置。电梯维保单位应认真做好电梯的定期维保工作。使用单位应做好电梯的日常检查和管理工作。
（3）特种设备检验机构应认真把好技术检验关。因扶梯防逆转保护装置形式多样性造成检验成难题，检验机构应严格按照检规和相关标准要求，用更为科学的方法对自动扶梯防逆转保护装置进行技术检验。
结束语
自动扶梯和自动人行道主要是由梯路系统、驱动系统、扶手系统、控制和安全保护装置等组成，它的安可靠性关系着人们的安全，其中的防逆转保护装置显得尤为重要。在日常使用中要加强保护装置的维护，也要选用正确的检测方法及时地发现和解决问题，消除安全隐患。同时，通过宣传和学习提高人们对安全隐患的警觉性，从而防止事故的发生。
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