电梯电气安全回路故障检测论文

 

SCI论文（www.lunwensci.com）：

　　摘要：近年来，我国的高层建筑群数量不断增加，电梯作为高层建筑中的一部分，故障发生率正呈上升趋势。为了确保电梯运行安 全，根据电梯电气安全回路的结构组成及工作原理，介绍了电位差比较法、分段电压数值测量法和脉冲反射定位法3 种常见的电气 安全回路故障检测法，总结了电气安全回路存在的安全回路错接、安全回路短接、安全开关接触不良、受外界电磁干扰及电气元件 故障等常见失效形式。并结合实际检验案例，分析了两起电气回路故障，一起是由于接线错误导致旁路状态紧急电动运行时，底坑 内安全回路开关处于全部被短接的状态，安全回路保护功能失效；另一起是由于电线异常缠绕，导致安全回路被短接，造成部分电 气开关动作时电梯安全回路仍然处于接通状态，电梯依然可以正常运行，安全回路保护功能失效。通过对检验案例的分析，为后期 检验工作的开展提供参考。

　　关键词：电梯；安全回路；故障；检测分析
 

Fault Detection of Elevator Electrical Safety Circuit

Yu Lunxin
( Quanzhou Branch，Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute，Quanzhou，Fujian 362000，China )

　　Abstract：In recent years，the number of high－rise buildings in China is increasing．As a part of high－rise buildings，the failure rate of elevator is on the  rise． In  order  to  ensure  the  safety  of elevator  operation，according  to  the  structural  composition  and  working  principle  of elevator electrical safety circuit，three  common  electrical  safety  circuit  fault  detection  methods  of potential  difference comparison  method，segmented voltage numerical measurement method and pulse reflection positioning method were introduced．The common failure modes of electrical safety circuit，such  as  wrong  connection  of  safety  circuit，short  circuit  of  safety  circuit，poor  contact  of  safety  switch，external  electromagnetic interference and electrical component failure，were summarized．Combined with the actual test cases，two electrical circuit faults were analyzed． One was that when the bypass state was in emergency electric operation due to the wrong wiring，the safety circuit switches in the pit were all in the state of short circuit，and the safety circuit protection function failed．Second，due to the abnormal winding of wires，the safety circuit was short circuited，resulting in that the safety circuit of the elevator was still connected when some electrical switches act，the elevator could still operate normally，and the protection function of the safety circuit was invalid．The analysis of inspection cases provides reference for the later inspection work．

　　Key words：elevator；safety circuit；fault；detection and analysis

　　0    引言

　　电梯为人们的生活带来了巨大的便利，作为一种特殊性质 的机电设备，其能够实现更为平稳的运行。然而由于电梯在实 际的运行中会面临着较大的工作量，所以极易出现故障问题，致使电梯无法正常的运行，甚至还会造成相关安全事故的发生[1]。据此，相关工作人员应定期做好其维护，尤其是做好电 梯安全回路故障检测工作，及时发生电气安全回路中的故障点 并做好处理，以规避故障带来的安全事故问题。

　　电梯电气安全回路包括了保护继电器、限速器电气开关、急停按钮等多个重要电气元件[2]。由于这些组件都是以串联进 行连接的，所以一旦内部有任何一元件出现了问题，就会导致 电梯的运行问题。为了避免出现重大的安全事故，电梯电气安全回路中的保护继电器和限速器电气开关发挥了重大的作用[3]。具体而言，保护继电器可以在电梯失电时切断安全回路，避免出现更大损失，同时安全回路中的限速器电气开关其作用也是在电梯超额定运行速度运行后，切断安全回路迫使电 梯制动停下，以此来规避重大安全事故的发生[4]。

　　本文针对电梯电气安全回路常见的故障形式及结构组成， 介绍了电气安全回路常见的几种检验检测方法，并结合实际检 验案例，对安全回路接线错误和安全回路短接两种常见的电气 安全回路故障形式进行分析，提出在对安全回路进行检测时除 了验证电器开关的有效性外，还应重点查验电气原理图与实物 接线是否一致正确和各个安全电气部件是否被短接无法起到对 电梯的有效保护。

　　1     常见的电气安全回路故障检测法

　　1．1     电位差比较法

　　安全回路中，其相邻两个门锁开关间有一门锁保护装置， 其是由三极管、继电器等串联而成[5]。层门门锁开关在接通后，工作电压进入安全装置。此时，当三极管饱和且二极管点 亮，继电器触点接通，则电梯可以正常地运行，否则电梯则无 法正常运行。在这种情况下，可以检查二极管是否点亮，来排查电气安全回路故障位置。

　　1．2    分段电压数值测量法

　　这一方法即对安全回路中的各部分电压值进行测量，以此来分析是否存在短接的问题于各电气安全装置之中[6]。对厅门 锁触点的工作状态进行分析判断，可利用光敏传感器对电气触 点的拉弧次数等进行检查，然后再分析判断厅门锁触点发生故 障的概率。对于安全回路是否被短接的问题，可在其中安装一 电压测量器，对厅门锁、安全电路等的电压值进行测量，以此来进行分析比较。

　　1．3    脉冲反射定位法

　　将一脉冲电压施加于电气安全回路的总开关处。脉冲电压可以顺着电缆经过回路的各电器元件、支线[7]。在其流动的过 程中，如存在断路等问题，由于阻抗发生变化，此时会形成脉 冲反射，如线路正常通电，那么则不会形成脉冲反射信息。当   发生了脉冲反射信息，相关的仪器便能够迅速地捕捉到，然后 对其进行发出位置及反射时间的分析，以此来找出故障点。需注意的是，每一不同的故障类型，其所形成的脉冲波形的峰值等信息也不同[8]，这就需要相关的工作人员予以准确分析，掌 握好脉冲反射定位法的用法，从而准确找出安全回路故障点。

　　2    常见电梯电气安全回路故障

　　一般情况下，电梯电气安全回路出现的最多的故障就是因 回路中的安全开关动作而造成的安全回路不通。电梯在长时间的运行下，各种动作开关会因自身疲劳或是其他原因导致无法正常运行，出现安全回路故障[9]。如当电梯已达端层还在运行 时，极限开关便会强制断开常闭接点，切断安全回路，轿厢制 动。在反复断开闭合几次后，极限开关就极易发生接触不良的 问题，如若再次发生类似异常情况，极限开关便无法准确检测到，一些缓冲器开关、底坑急停开关也有相同的问题；此外，电梯电气安全回路故障还会因受电磁干扰而产生[10]。具体而 言，在电梯运行过程中，受到电磁波的干扰，电气设备会产生 故障，其系统的传输功能会受到一定的影响，从而引起电梯故 障。一般可以通过故障发生频率与相关规律是否相符来进行判 定其是否受到了电磁干扰；另外，电梯正常运行中，还会出现其控制柜中继电器等发生故障的问题，继电器以及接触器是确保电梯正常运转的重点部分[11] 。一旦这两个部位出现问题，电梯都无法正常运转，同时，由于这两个构件有着较大的电 流，其电压较大，还会有烧坏线圈的问题产生。这些都会造成 电气回路系统无法正常的作业；还有一种常见电梯电气安全回路故障，就是电气回路系统有一只电气触电表被烧坏，造成系 统短路影响电梯正常运行[12] 。

　　3    两则电气安全回路障案例分析

　　3．1     接线错误导致电气安全回路失效

　　3．1．1     设备存在的主要缺陷描述

　　检验人员对电梯进行检验时，发现安全回路接线错误，导   致底坑内安全回路开关处于全部被短接的状态，从而出现旁路状态紧急电动运行时，底坑内安全回路开关全部失效的情况。

　　3．1．2   原因分析

　　该电梯既设置了检修装置又设置了紧急电动运行装置，结   合图1所示的电气原理图，当电梯从正常运行转入检修运行 时，底坑回路走向是从端子HB－J01－135－136－137－139－140－HB－J02 最后到端子108，而当电梯从正常运行转入紧急电动运 行时，底坑回路走向是从端子138－139－140－HB－J02 最后到端 子108，此时底坑回路的上／下极限开关、轿厢缓冲器开关、对   重缓冲器开关处于被短接的状态。很显然，不管是检修状态还 是紧急电动运行状态，底坑断绳(张紧轮)开关、底坑入口急 停开关和底坑急停开关都不应该处于被短接的状态。由于现场 底坑内安全回路开关全部失效的情况仅发生在紧急电动运行状 态，所以应该是紧急电动安全回路接线上出现问题，打开底坑 安全回路接线盒并对照电气图，发现接线端子138 与端子108处于共接相连的状态，如图2所示，这样的接法直接导致底坑 内安全回路开关处于全部被短接的状态，从而出现旁路状态紧 急电动运行时，底坑内安全回路开关全部失效的情况。

图1  电气原理


图2  现场电路

　　3．1．3    处理建议

　　将接线端子138 与108 拆开，按照电气图要求重新接线后 再行验证底坑断绳(张紧轮)开关、底坑入口急停开关和底坑急停开关的有效性。

　　旁路装置与检修或紧急电动运行的配合使用，既方便维保 人员维护保养，又降低导线短接操作可能引发的风险，而紧急电动运行只是短接了部分电气安全开关，在完成短接的电气回路中，私自加入其他的电气安全装置会给电梯造成检验和使用 及维护的风险。所以，在验证紧急电动功能时首先要比较电梯 的电气原理图并查验有无与国家规定的相关要求相符。其次是要对比实物接线情况，逐项开展符合性的检验和有效性的开关验证，如限速器－安全钳联动试验和空载曳引能力试验，涉及到的电气安全开关在检验过程中要有所体现并验证其有效性。

　　3．2    短接导致电气安全回路失效

　　3．2．1     设备存在的主要缺陷描述

　　在对该台设备进行定期检验时，在机房检验时发现电线有 异常凹凸的现象，电线被缠绕在一起，导致安全回路被短接， 部分电气开关动作时电梯安全回路仍然处于接通状态，电梯依 然可以正常运行，安全回路保护功能失效。

　　3．2．2    原因分析

　　在检验底坑回路开关时，张紧轮、底坑急停、缓冲器等安 全电气开关失效，无法切断电梯的正常运行。存在重大的安全 隐患。底坑安全开关全部失效，排除电气开关单个损坏，可能 是安全回路存在短接。初步分析原因可能为：( 1 ) 电梯主板上 有短接线，维保人员维保时未及时取下，检查机房并未发现有 接短接线，此原因可以排除；(2 ) 安全回路有两个位置同时接 地，导致安全回路被短接，用万用表检查电路是否接地，发现 安全回路并未异常接地；(3 ) 是否线路故障导致安全回路存在 短接，排查井道线路，用万用表测量电线，发现电线有短接现 象，从底坑向上，沿井道线路排查，在控制柜出线不远处，电   线有异常凹凸的现象，扒开电线，发现此处的电线被缠绕在一 起，已被短接，如图3所示。
 

图3  线路故障

　　3．2．3    处理建议

　　更换电线，再检查底坑开关的有效性。检验人员检验时 应关注相应线路是否老化破损，检查各安全开关的有效性。 安全回路故障会严重影响电梯的安全运行，在检查过程中， 应重点关注。

　　通过以上两则案例的分析，在对电气安全回路进行检验 时，除了关注安全开关本身触发的有效性外，还应重点关注电 气开关动作后是否满足规范要求，起到对电梯的有效保护。

　　4    结束语

　　由于电梯在实际的运行中会面临着较大的工作量，所以极 易会出现故障问题，致使电梯无法正常运行，甚至还会造成相 关安全事故的发生。据此，做好电梯安全回路故障检测工作， 及时发生电气安全回路中的故障点并做好处理，以规避故障带 来的安全事故问题。本文根据电梯电气安全回路的结构组成及 工作原理，介绍了电位差比较法、分段电压数值测量法和脉冲 反射定位法3种常见的电气安全回路故障检测法，提出电气安 全回路存在的安全回路错接、安全回路短接、安全开关接触不 良、受外界电磁干扰及电气元件故障等常见失效形式。并结合 实际检验案例，分析了两起电气回路故障，一起是由于接线错 误导致旁路状态紧急电动运行时，底坑内安全回路开关处于全 部被短接的状态，安全回路保护功能失效；另一起是由于由于 电线异常缠绕在一起，导致安全回路被短接，造成部分电气开 关动作时电梯安全回路仍然处于接通状态，电梯依然可以正常 运行，安全回路保护功能失效。通过案例分析，检验人员对安 全回路进行检测时除了验证电器开关的有效性外，还应重点查 验电气原理图与实物接线是否一致正确和各个安全电气部件是 否被短接无法起到对电梯的有效保护。

　　参考文献：

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