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摘要:紧急操作装置是电梯最重要的应急安全装置之一。新标准GB/T 7588.1-2020较旧标准GB 7588-2003+XG1-2015而言,对紧急操作装置做出了全新的技术要求。随着新标准实施时期的日益迫近,对紧急操作装置新技术要求的掌握显得迫在眉睫,尤为重要。首先,依据逻辑关系对紧急操作过程进行了步骤分解:第一步,曳引机制动器打开;第二步,移动轿厢到附近层站。其次,分步解析曳引机制动器打开方式、方法及移动轿厢到附近层站方式和载荷条件的新技术要求。最后,对重力导致自行移动、手动操作机械装置、手动操作电动装置和紧急电动运行控制装置这4类新标准电梯紧急操作装置逐一进行详细解读,并且与旧标准有关要求做对比分析,对理解、掌握新标准电梯紧急操作装置有很好的参考价值。
关键词:电梯;制动器;紧急操作装置
Interpretation of the Emergency Operating Device of The New Standard Elevator
Yao Kai 1,Yuan Xiaojin 1※,Duan Zhimei2
(1.The Comprehensive Testing Center of The Red River State Quality and Technical Supervision,Mengzi,Yunnan 661199,China;2.Honghe University,Mengzi,Yunnan 661199,China)
Abstract:The emergency operating device is one of the most important emergency safety devices for elevators.The new standard GB/T 7588.1-2020 makes new technical requirements for emergency operating devices compared with the old standard GB 7588-2003+XG1-2015.As the date of implementation of the new standard approaches,it is particularly important to grasp the new technical requirements of emergency operating devices.Firstly,the emergency operation process was decomposed according to the logic relationship:the first step was to open the brake of the traction machine;the second step was to move the car to the nearby landing.Secondly,the new technology requirements of the traction mechanism actuator opening method andmanner and the manner of moving the car to the nearby layer station and the load conditions were analyzed step by step.Finally,the four new types of new standard elevator emergency operating devices such as self-movementcaused by gravity,manually operated mechanical devices,manually operated electric devices and emergency electric operation control devices were interpreted in detail one by one,and the requirements related to the old standards were compared and analyzed.It has a good reference value for understanding and mastering the new standard elevator emergency operation device.
Key words:elevator;brake;emergency operating device
0引言
我国电梯行业近十年得到了飞速的发展。无论是保有量、年产量还是安装量都增长十分迅速。作为我国电梯行业最重要的技术标准《电梯制造与安装安全规范》迎来了重要修订,由原来的强制性标准GB7588-2003+XG1-2015《电梯制造与安装安全规范》修订为推荐性标准GB/T 7588.1-2020《电梯制造与安装安全规范第1部分:乘客电梯和载货电梯》和GB/T 7588.2-2020《电梯制造与安装安全规范第2部分:电梯部件的设计原则、计算和检验》。新标准的颁布与实施,对于规范我国电梯行业的技术规则、提升电梯产品质量和保障电梯安全运行等多方面具有举足轻重的作用。新标准的实施时间为2022年07月01日,对新标准的学习、理解与应用已经成为电梯行业所有从事电梯设计、制造、安装、维修与检测检验人员的必修课与当务之急。
对于“紧急操作装置”这一重要的应急安全装置,新标准的要求相较于旧标准的内容发生了很大的变化。新标准“紧急操作装置”的要求不但更加具体、细化,而且增加了许多全新的要求。本文就新标准“电梯紧急操作装置”的技术要求逐条逐句逐字、逐一详细地做出了解读,并归纳出4种常见类型新标准“电梯紧急操作装置”的使用条件及技术要求。同时,就“电梯紧急操作装置”,对新旧标准每一条款的要求做了比较分析,以便读者加深印象。
1电梯曳引机制动器的安全打开(松闸)
执行紧急操作的第一步首先是将电梯曳引机[1]的制动器安全打开(松闸)。因此首先讨论电梯曳引机制动器的安全打开(松闸)。GB/T 7588.1-2020中条款5.9.2.2.2.7对乘客电梯[2]和载货电梯[2](以下简称为“电梯”)曳引机制动器的打开方法和方式等做出了新的要求和规定,即“应能采用持续手动操作的方法打开驱动主机制动器。该操作可通过机械(如杠杆)或由自动充电的紧急电源供电的电气装置进行”[3]。
1.1曳引机制动器的打开方法
由上述条款5.9.2.2.2.7可见,电梯曳引机制动器的打开方法为“持续手动操作”。GB 7588-2003+XG1-2015中条款12.4.2.4对装有手动紧急操作装置的电梯曳引机制动器松开方法的要求与条款5.9.2.2.2.7是一致的,具体为“应能用手松开制动器并需要以一持续力保持其松开状态”[4]。由上述条款5.9.2.2.2.7与条款12.4.2.4描述可见,电梯曳引机制动器的安全打开方法必须具备两个条件:(1)手动操作;(2)持续手动操作力。这两个前提条件缺一不可。
手动释放制动器时,必须要求手动施加一个持续的力保持制动器的释放状态,当力失去时,制动器应能有效地制动电梯。这样做的目的是为了防止在进行手动紧急操作时,由于轿厢及轿厢内载荷相对于对重[3]/平衡重[3]的质量差导致轿厢运行失去控制。这种情形对轿厢内人员和紧急操作人员都是相当危险的,很容易发生人身伤害事故,所以必须避免这种情形的出现。
1.2电梯曳引机制动器的打开方式
同样由上述条款5.9.2.2.2.7可见,电梯曳引机制动器的打开方式只有以下两种可选方式:(1)通过机械装置(如杠杆)进行打开的方式;(2)由人员操作的电气装置进行打开的方式。
电气装置需由自动充电的紧急电源供电。条款5.9.2.2.2.7所述的“紧急电源供电的电气装置”是用于打开电梯驱动主机制动器使用的(松闸),而不是用于操作电梯曳引机机电式制动器[5]制动使用的(抱闸)。同时,电气装置需要通过一个自复位按钮来控制,只有持续按压按钮才能使之动作,松开按钮电气装置应立即停止工作。
GB 7588-2003+XG1-2015并没有对电梯曳引机制动器的打开方式做出明确的规定。同时,GB/T 7588.1-2020中条款5.9.2.2.2.7较旧标准而言增加了以下3个方面[6]的要求:
(1)对自动充电的紧急电源增加了容量要求,即“应有足够容量将轿厢移动到层站”;(2)增加了“手动释放制动器失效不应导致制动器功能的失效”的要求;(3)增加了“应能从井道外独立地测试每个制动组”的要求。手动释放是制动器的一个附加功能,当手动释放失效时,制动器的制动能力应不受影响。简言之,就是要求:即使手动释放制动器的装置失效,制动器的制动能力也不应受影响。
2移动轿厢到附近层站
执行紧急操作的第二步是安全移动轿厢到附近的层站。接下来讨论安全移动轿厢到附近层站的方式和轿厢载荷条件。GB/T 7588.1-2020中条款5.9.2.2.2.9对于手动释放制动器,将轿厢安全移动到附近层站的方式和移动的轿厢载荷条件做出了详细的规定。GB 7588-2003+XG1-2015对将轿厢安全移动到附近层站的方式和移动的轿厢载荷条件无相应的条款要求。
2.1移动轿厢到附近层站的方式
根据条款5.9.2.2.2.9的规定可知,将轿厢安全移动到附近层站的方式有两种类型:(1)重力导致的自行移动;(2)手动操作。所谓“由重力导致[7]”就是依靠轿厢、对重两边的质量差克服系统阻力,从而使轿厢移动,就是通常所说的“松闸溜车”。通常认为:
W=G+qQ(1)
式中:W为对重装置的总重量;G为轿厢自重;q为电梯平衡系数,表示由对重平衡额定载重量的量;Q为电梯额定载重量。
手动操作又可以分为手动操作机械装置和手动操作电动装置。采用手动操作机械装置的前提条件是该装置应放置在救援现场,需要移动轿厢时能够随时获取;手动操作电动装置同样也需要放置在救援现场,且必须由独立于主电源的电源供电。“独立于主电源供电[7]”是指该电气装置是由与主电源之间没有电气关联的一组独立电源供电,也就是需要备用电源供电。
2.2移动轿厢到附近层站的载荷条件
同样根据条款5.9.2.2.2.9的规定可知,对于手动释放制动器,移动的轿厢载荷条件为:(1)Q轿厢内载荷≤(q-0.1)Q;(2)Q≥Q轿厢内载荷≥(q+0.1)Q。其中,q为电梯平衡系数[8],取值范围为0.4~0.5[9];Q为电梯额定载重量。
3紧急操作装置
电梯因突然停电或发生运行故障而停止运行时,轿厢有可能停在层站间距较大的相邻两层站之间,乘客会被困在轿厢中;电梯发生"底、冲顶等事故时,乘客同样也会被困在轿厢中。紧急操作装置[10]就是为了在上述情况发生时,使救援人员可通过非常规的操作(如在机房中进行紧急电动运行或手动松开驱动主机制动器并利用盘车手轮进行盘车等)将轿厢移动到就近平层位置,并将轿厢内被困乘客救援到安全的地方而专门设置的救援装置。
紧急操作装置可以分为4种类型:(1)重力导致的自行移动装置;(2)手动操作机械装置;(3)手动操作电动装置;(4)紧急电动运行控制装置。
3.1手动操作机械装置
GB/T 7588.1-2020中条款5.9.2.3.1.a)对手动操作机械装置的使用前置条件和型式做出了明确规定。
3.1.1手动操作机械装置的使用前置条件
手动操作机械装置的使用前提条件就是“使轿厢移动到层站所需的操作力不大于150 N”。如果手动操作机械装置是盘车手轮,那么150 N的力是指作用在盘车手轮外圆上的切向力,且其优先选用尺寸为320~400 mm[11]。紧急操作移动轿厢时一定存在往某个方向上移动轿厢所需的力较大,反之,往另一个方向上移动轿厢需要的力较小的情况。本条规定的“操作力不大于150 N”并没有要求力的具体方向,也就是没有要求较大的力不大于150 N。条款5.9.2.3.1.a)规定的“使轿厢移动到层站所需的操作力不大于150 N的手动操作机械装置”,并不是要求在操作力不大于150 N的情况下,就必须设置手动操作机械装置,也可以采取设置紧急电动运行控制装置的方式来救援被困乘客。如果设置了紧急电动运行控制装置就可以不设置手动操作机械装置了。
3.1.2手动操作机械装置的型式
条款5.9.2.3.1a)1)对手动操作机械装置的型式要求是“如果电梯的移动可能带动该装置则应是一个平滑且无辐条的轮子”。本条款暗示了“盘车手轮”只是手动操作机械装置的型式之一,手动动操作机械装置可以有其他的型式。例如放置在现场的重块,通过将重块置于轿顶或挂在补偿链上的方式来移动轿厢。
GB 7588-2003+XG1-2015中条款12.5.1要求“如果向上移动装有额定载重量的轿厢所需的操作力不大于400 N,电梯驱动主机应装设手动紧急操作装置,以便借用平滑且无辐条的盘车手轮能将轿厢移动到一个层站。”由上述条款12.5.1可知:(1)旧标准要求的手动操作机械装置型式就是“盘车手轮”;(2)旧标准要求的手动操作机械装置的操作力是不大于400 N;(3)旧标准要求的不大于400N操作力是向上移动轿厢;(4)旧标准要求的不大于400 N操作力是向上移动额定载荷的工况。GB 7588-2003+XG1-2015对手动操作机械装置以上的4点要求与GB/T 7588.1-2020的要求差异性非常之大。
3.2手动操作电动装置
GB/T 7588.1-2020中条款5.9.2.3.1b)对手动操作电动装置的要求做出了明确规定。
3.2.1手动操作电动装置的要求
手动操作电动装置的具体要求如下:(1)出现故障之后的1 h内,电源应可以使载有任何载荷的轿厢移动到附近的层站;
(2)速度不大于0.30 m/s。GB 7588-2003+XG1-2015中没有有关“手动操作电动装置”的条款要求。那么,以前常见的“电梯应急平层装置(ARD)”是否就是新标准的“手动操作电动装置”呢?答案是否定的。原因有以下3点。
(1)电梯应急平层装置(ARD)可以在电网停电时,在设定的时间内自动投入工作,向电梯控制系统提供2相应急电源,使电梯轿厢缓慢运行到平层位置并开门释放乘客。电网电源正常时,ARD待机充电状态;电网断电后,ARD自动进入逆变状态,为电梯控制系统提供2相应急电源;电网电源恢复时,ARD恢复至待机充电状态。当电梯主开关切断主电源时,电梯应急平层装置(ARD)同样会在设定的时间内自动救援。以某一型号的电梯应急平层装置(ARD)为例,其操作面板示意图如图1所示,接线原理如图2所示。
(2)根据GB/T 7588.1-2020中条款5.10.5.5的规定“在主开关切断电梯供电期间,应防止电梯的任何自动操作的运行(例如自动的电池供电运行)”可知,新标准要求在主开关断开时,不允许电梯有任何自动操作的运行。
(3)电梯应急平层装置(ARD)的供电电源就是电梯主电源;手动操作电动装置要求独立于主电源供电。所以,基于以上3点原因,以前的“电梯应急平层装置(ARD)”不等同于新标准的“手动操作电动装置”。
3.2.2电梯自动救援操作装置
电梯自动救援操作装置执行标准为GB/T 40081-2021《电梯自动救援操作装置》。其对“自动救援操作[12]”的定义为:“电梯供电电源故障或中断时,自动使轿厢移动至预定层站,打开电梯轿门和层门,维持一定时间后关闭电梯轿门和层门的操作”。对“供电电源故障[12]”的定义为:“供电电源缺相或电压异常而导致电梯意外停止运行的故障”。GB/T 40081-2021《电梯自动救援操作装置》中条款4.6.2.1.1规定“电梯供电电源故障导致电梯停止运行,电梯自动救援操作装置应启动自动救援操作”;条款4.6.2.1.2规定“电梯供电电源中断导致电梯停止运行,电梯自动救援操作装置应启动自动救援操作”;条款4.6.2.1.4规定“电梯的主开关断开时,电梯自动救援操作装置不应启动自动救援操作”。
由上述条款可见,电梯自动救援操作装置只有在供电电源缺相、电压异常或中断时执行自动救援,但不包括主开关断开的状态。那么,电梯自动救援操作装置符合为GB/T 40081-2021要求的“电梯自动救援操作装置”是否就是“手动操作电动装置”呢?本文认为独立于主电源供电的“电梯自动救援操作装置”就是“手动操作电动装置”。
3.3紧急电动运行控制装置
GB/T 7588.1-2020中条款5.9.2.3.3对紧急电动运行控制装置的使用前置条件做出了明确规定3.3.1紧急电动运行控制装置的使用前置条件紧急电动运行控制装置的使用前置条件具体如下:(1)如果向上移动载有额定载重量的轿厢所需的手动操作力大于400 N;(2)未设置条款5.9.2.3.1a)所规定的手动操作机械装置。
那么,紧急电动运行控制装置与手动操作电动装置是否是同一个装置呢?答案是否定的。依据GB/T 7588.1-2020中条款5.12.1.6.1的要求“根据5.9.2.3.3的要求,如果需要紧急电动运行,应设置符合5.11.2规定的紧急电动运行开关。驱动主机应由正常的主电源供电或由备用电源供电(如果有)”可见,紧急电动运行时不要求有二次电源(备用电源);而依据条款5.9.2.2.2.9b)2)的要求,手动操作电动装置必须由放在现场的独立于主电源的电源供电。因此可见,二者不是同一个装置。
3.3.2紧急电动运行开关的工作原理
GB/T 7588.1-2020中条款5.12.1.6.1d)对紧急电动运行开关的工作原理做出了明确规定,实际上就是将以下6种类型电气安全装置旁路:(1)用于检查绳或链松弛的电气安全装置;(2)轿厢安全钳上的电气安全装置;(3)检查超速的电气安全装置;(4)轿厢上行超速保护装置上的电气安全装置;(5)缓冲器上的电气安全装置;(6)极限开关。操作紧急电动运行控制装置时,采用正常电源或备用电源(如果有)移动轿厢。紧急电动运行控制装置设置在电梯机房中,是靠持续按压按钮来控制的,紧急电动运行可在电气安全回路局部发生故障的情况(如限速器、安全钳开关动作后)下进行。
3.4轿厢在紧急操作情况下的操作关系
轿厢在紧急操作情况下的操作关系如图3所示。
4结束语
本文依据紧急操作过程的步骤分解,分别对紧急操作的第一步骤,即电梯曳引机制动器的松闸方法和方式(包含机械松闸、电气装置松闸两种)以及其第二步骤,即移动轿厢到附近层站的载荷条件和移动方式(包含重力导致的自行移动、手动操作机械装置的移动、手动操作电动装置的移动)进行了详细解析,进而引申出电梯紧急操作装置的四种类型,即重力导致的自行移动装置、手动操作机械装置、手动操作电动装置、紧急电动运行控制装置。通过对以上紧急操作装置四种类型的逐一解读以及与旧标准的对比分析,可以使广大读者相对较容易掌握新标准GB/T 7588.1-2020《电梯制造与安装安全规范第1部分:乘客电梯和载货电梯》要求下的紧急操作装置的实质内涵,为电梯安全检验方面贡献出自己份内的力量。
参考文献:
[1]GB/T 24478-2009,电梯曳引机[S].
[2]GB/T 7024-2008,电梯、自动扶梯、自动人行道术语[S].
[3]GB/T 7588.1-2020,电梯制造与安装安全规范第1部分:乘客电梯和载货电梯[S].
[4]GB 7588-2003+XG1-2015,电梯制造与安装安全规范[S].
[5]何峰峰.电梯基本原理及安装维修全书(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2009.
[6]全国电梯标准化技术委员会.GB/T 7588.1/2-2020新旧版的主要差异以及与ISO 8100—1/2:2019的主要差异[Z].2021.
[7]陈路阳.GB/T 7588.1-2020《电梯制造与安装安全规范第1部分:乘客电梯和载货电梯》理解与应用[M].北京:中国标准出版社,2021.
[8]毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[M].北京:学苑出版社,2001.
[9]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(含第1号和第2号修改单)[S].
[10]陈路阳.电梯制造与安装安全规范———GB7588理解与应用(第二版)[M].北京:中国标准出版社,2017.
[11]GB/T 14775-1993,操纵器一般人类工效学要求[S].
[12]GB/T 40081-2021,电梯自动救援操作装置[S].
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