沈海峰
江苏省特种设备安全监督检验研究院（昆山分院） 江苏昆山 215300
摘要：电梯轿厢在没有任何指令的情况下出现意外的移动是一种非常危险的情况，而导致这种现象的主要原因在于电梯制动系统故障、门锁开关短路、电气控制回路故障、曳引力不足等等。为了防止电梯轿厢在各种故障情况下出现意外的移动，在整个系统中设置针对这种情况的保护装置就变得非常必要。本文从技术层面对电梯轿厢意外移动的距离以及相应的保护装置设计要求等进行了分析。
关键词：电梯轿厢 ；意外移动距离；保护装置
Analysis on the accidental movement distance of the car and the protection device for the accidental movement of the elevator car
Shen Haifeng
Jiangsu Special Equipment Safety Supervision and Inspection Institute (Kunshan Branch) Kunshan 215300, Jiangsu
Abstract: Unexpected movement of the elevator car without any instructions is a very dangerous situation. The main reason for this phenomenon is the failure of the elevator brake system, the short circuit of the door lock switch, the failure of the electrical control circuit, and the drag Insufficient gravity and so on. In order to prevent accidental movement of the elevator car under various fault conditions, it becomes very necessary to provide protection devices for this situation in the entire system. This paper analyzes the distance of accidental movement of the elevator car and the corresponding protection device design requirements from the technical level.
Keywords: elevator car; accidental moving distance; protection device
引言：
电梯轿厢受到制动系统故障、曳引力不足、门锁开关短路等因素的影响而出现意外移动，这种情况对乘坐电梯的成员具有很大的安全威胁。在电梯系统上安装针对轿厢意外移动的保护装置成为控制安全风险的重要措施。在设计这种保护装置时应该对制停距离展开研究，然后在这一基础上实现制停系统的保护功能。
1防止轿厢意外移动保护装置的含义
轿厢意外移动。坦率地说，这意味着电梯在解锁区域中，并且门是打开和关闭的。电梯的这种意外移动可能是由于驱动服务器或驱动自动控制系统的任何组件失效所致。由于轿厢的意外移动会对人员造成很大的伤害，因此电梯应具有避免意外移动的功能。以前每个人都使用过的电梯不包含此功能，因此有必要升级保护装置以使电梯处于待命状态。该保护装置是避免电梯轿厢意外移动的保护装置，该电梯轿厢将在本文中讨论。该保护装置应检测到电梯轿厢意外移动的发生，并可以使轿厢停止并保持其连续终止。
2 防止意外移动的保护装置的组成和规定
2.1组成保护装置，避免意外移动。避免轿厢意外移动和意外移动发生的保护装置的关键由两部分组成：检测装置和停止组件。该检测装置用于识别电梯轿厢是否意外移动，并且可以使用每层的水平磁感应装置和安全自动控制系统来形成检测装置。对检测设备的基本要求是：最迟在轿厢离开解锁区域时，它应该能够检测到轿厢的意外运动。
2.2在安装之前，必须对检查设备进行类型检查。该检查设备可以进行独立的类型检查，也可以用作详细的系统软件与轿厢移动保护装置一起进行类型检查。型式检查应至少进行10次。所有实验都是可靠的，可以验证设备是否处于正确的姿势。
2.3止动部件可以在以下多个部分中起作用：轿厢，配重，悬架镀锌钢丝绳，电动滑轮，仅带2个支撑点的牵引轴榫。停止组件不仅使轿厢停止，还必须使轿厢停止。终端组件可以与上下超速保护装置和上下超速保护装置一起使用。当停止部件在轿厢和对重的两个部分中起作用时，可以使用轿厢安全钳和对重安全钳来实现控制。此时，避免轿厢意外移动的保护装置由检测系统，电梯限速器-安全装置组成；止动组件的功能可用于在钢丝绳的一部分悬吊镀锌时停止绳索。此时，避免轿厢意外移动的保护装置由检测系统和钢丝绳夹组成。制动系统可以通过牵引轮来完成止动部件的作用。此时，避免轿厢意外移动的保护装置由检测系统和制动系统组成。
3电梯轿厢意外移动的危害、成因以及距离测算
3.1危害分析
电梯运行时没有任何指令的情况下意外的离开其所在的站层，这种轿厢意外移动的突发情况会导致乘坐电梯的人员遭受非常大的安全风险，严重时还能危及生命。事实上这种非常危险的情况在国内外的电梯运营过程中都曾出现过且造成了不同程度的安全事故。例如，在2014年时，国内某大学校园内使用的电梯设备在运行过程中突然出现轿厢意外上升的状况，当场将一名大学生挤压致死。
鉴于此，国家专门在电梯制造安装规范中就电梯轿厢意外移动的危险情况提出了国家标准，其着重点为限制电梯轿厢意外移动的保护装置，具体参见GB7588-2003。
（一）移动原因
第一，制动故障。
电梯的制动弹簧、制动轮以及制动钳等机械装置在长期的使用过程中必然会出现逐渐磨损的情况，当这种磨损严重到一定程度就会导致其夹持部位产生间隙、制动效果下降等问题。而制动铁芯在运行过程中被卡住也可能导致电梯制度系统不能正常工作，另外，电梯检修过程洒漏的油污沾染在制动装置上也会降低其制动效果。显然，制动系统出现故障很容易引起原本固定住的轿厢因为载荷的突然变化而出现意外的移动[1]。
第二，门锁开关故障。门锁开关在工作时可对电梯轿厢门和层门的开启状态或者关闭状态实现自动化的检测，电梯轿厢在层门和轿厢门没有完全关闭的情况下是不能移动的，但是有些电梯维修人员在设备检修过程中可能会直接短接电气控制柜上的门锁回路或者轿厢开关，而检修结束之后却忘记将短接线拆除。由此带来的问题是电梯的门锁开关不能自动化的完成层门和轿厢门启闭状态的检测，最终导致其在轿厢门开启的状态下出现位置的滑移。另外，特定的电气控制回路对制动器的功能实现具有关键的控制作用，电梯制动器在这些电气回路出现故障的情况下也必能实现正常的制动操作，进而造成意外滑动[2]。
第三，曳引力下降。电梯轿厢上部与专门的曳引钢丝绳连接在一起并通过后者提供的牵引力来实现下降或者上升，而这种曳引力实际上是由钢丝绳与曳引轮绳槽之间产生的机械摩擦力所形成。电梯每天上下很多次，这些通过摩擦来获取曳引力的方式在长期的运行之后难免会出现较大的机械磨损，并导致曳引力下降。当电梯运力高峰期时接近其自身的载荷极限，下降的曳引力就会承载不住，电梯轿厢在这种情况下可能会出现突然的下坠，而钢丝绳和绳槽之间也会打滑[3]。这些牵引装置上沾染上油污也是可能产生这种危险情况的原因。
3.2距离测算
第一，电梯轿厢意外移动距离相关的国家标准。国家在《电梯制造与安装安全规范》（以下简称《规范》）中明确提出设置电梯轿厢意外移动保护装置的目的是使其在这种危险情况下可以实现快速的制动，避免事故的发生。如果这种保护装置可以在较小的距离内就实现这种制动目的，自然可以将危害减小到最低程度，而且可以说制动距离越小就越安全。《规范》中对不同情况下保护装置制停意外移动的电梯轿厢的安全距离提出了明确的要求，具体可见表1。
第二，安全距离测算。表2反映了从电梯轿厢发生意外移动到最终完成制动所需的三个阶段。阶段一和阶段二是电梯轿厢速度持续增加并产生快速位移的时段，在这一过程中电梯轿厢的速度呈现出持续增加的特点，直至达到最大速度。在电梯轿厢发生制动的阶段其速度在制动系统的阻力作用下开始快速的下降，直至为零。对电梯轿厢意外移动的制动安全距离进行测算是为了更好的实现保护装置的设计，从表1中对制动安全距离的要求可知整个制动过程一定是在很短的时间内完成的，在这种情况下就需要充分考虑到电梯轿厢在载重最大和最小、加速度等多个方面的因素[4]。例如，在电梯载重较大的情况下乘客造成的重力作用也会对制动过程造成较大的难度，因而这种情况下制动保护系统需要做更多的功，需要的制动力也更大。
表1 电梯轿厢意外移动保护装置的制动安全距离表
分类 距离要求（m）
与检测到轿厢意外移动的层站的距离 <=1.2
层门地坎与轿厢护脚板最低部分之间的垂直距离 <=0.2
轿厢地坎与面对轿厢入口的井道壁最低部件之间的距离 <=0.2
轿厢地坎与层门门楣之间或层门地坎与轿厢门楣之间的垂直距离 <=1.0
表2 电梯轿厢意外移动制停的3个阶段
制停阶段 阶段划分
阶段一 电梯轿厢意外移动之后，系统对意外移动实现检测之前
阶段二 系统检测电梯轿厢意外移动并做出响应的时间
阶段三 系统对意外移动轿厢的制停时间
4保护装置设计要求
第一，对电梯轿厢意外移动实现有效监测的装置。保护装置发挥制动作用的前提是电梯系统中必须包含能够对轿厢意外移动实现监测的装置。这一监测装置的设计应该格外关注三个因素。1）监测系统发现轿厢出现意外移动的情况必须在安全距离、安全时间之内就完成，并且在这一过程中还要为后续的制动操作留出足够的安全时间，否则就会增加制度的难度和能耗，安全距离也难以保障。判断标准为轿厢全部离开锁区域之前；2）监测系统应该具备独立性，不受其他故障电路的影响；3）轿厢意外移动监测系统的可靠性要达到非常高的水平。监测系统应该在各种极端的情况下依然能够保持可靠的运行并及时检测到电梯轿厢意外移动的情况。例如，提高监测系统独立性就是一种改善其可靠性的有效措施。
第二，制动组件的设计要求。在设计轿厢的制动保护装置时可将其与电梯的曳引系统、轿厢等关键部位连接在一起，并且电梯原有的上、下行保护装置也应该与轿厢意外移动保装置实现协同作用。
第三，综合因素分析。电梯轿厢意外移动保护装置的设置中要综合考虑监测系统检测意外移动的时间、系统对其做出响应的时间、轿厢允许的最大移动距离以及制停部件可承受的最大作用力等等，在以上所有因素中，保护装置能够在多长的距离内实现意外移动轿厢的制停才是最关键的控制因素。监测单元和响应控制单元都是通过现代化的传感器和控制技术来完成相关工作的，其整体的反应速度可以达到较高的水平，因此，这些因素对制动距离的影响相对比较小。在电梯轿厢移动保护装置的制动系统选型工作中应该通过大量的试验来确定最佳的方法，从材料、制动原理、制动效果、可靠性、平稳性以及使用寿命等多个方面对其开展充分地评估。
5结束语
电梯的制动系统磨损、门锁开关故障、电气控制系统回路故障、曳引力下降等都可能造成轿厢出现意外的移动，并且对乘坐电梯的人产生严重的安全威胁。在电梯系统中针对轿厢意外移动的情况设置特定的保护装置，并借此来提高乘坐人员的安全性，具有非常重要的意义。对轿厢意外移动保护装置的安全制停距离进行研究，然后在之一基础上合理的设计保护装置。
参考文献
[1]丁志浩,李朝强.关于轿厢意外移动距离及电梯轿厢意外移动保护装置的讨论[J].中国科技投资,2019,000(003):188.
[2]罗正卫.轿厢意外移动距离与电梯轿厢意外移动保护装置研究[J].中国化工贸易,2019,011(026):181-182.
[3]李继波,李文鹏.电梯轿厢意外移动保护装置的技术要求与研究现状分析[J]. 中国特种设备安全,2017(2).
[4]韩向青.防止电梯轿厢意外移动的保护装置研究[J].机械工程与自动化, 2016,000(003):166-166.