电梯轿厢上行超速保护装置失效与检验

宋琳琳

（东芝电梯（中国）有限公司，辽宁 沈阳 110168）

0 引言

近年来，电梯故障造成的安全事故频发。作为特种运输设备，我国高度重视电梯运行的安全性和稳定性。超速保护装置通过控制电梯上行速度，避免电梯上升过程中对电梯井的顶部造成冲击，影响电梯井整体结构的稳定性。电梯故障不仅会造成轿厢内乘客的恐慌，甚至会影响乘客的生命安全。在电梯实际运行过程中，造成上行超速的原因是多样的，以曳引式电梯为例，曳引机做功，通过曳引轮和钢丝绳带动轿厢运行，当对重侧重量大于轿厢车侧重量时，就会导致电梯上行超速隐患大大提升。上行超速保护装置的运用能够有效提升电梯制动成功率，最大限度地降低电梯冲顶的风险。

1 电梯轿厢上行超速原因分析

1.1 制动装置故障

制动装置故障是导致电梯上行超速的主要原因，在上行过程中，电梯需要按照指令悬停在指定楼层高度，当自动装置出现故障时，电梯便无法实现既定楼层的安全停靠。导致这一问题的原因主要是制动系统内部故障。具体包括制动弹簧故障、制动系统过热、制动时卡顿、轴销断裂。上述因素均可导致制动装置反应速度下降、制动距离变长或无法制动[1]。据不完全统计，电梯上行超速事故中，60%以上是由于制动器故障导致的。

1.2 曳引系统故障

曳引机是电梯设备的核心动力来源，也是主要动力供应系统。曳引装置不仅能够为电梯设备提供上行的动力，还可以通过自动启停实现电梯轿厢的空中悬停。然而，当曳引机内部机械传动部件发生老化、磨损时，更容易引发内部轴承、齿轮、皮带、传动杆的故障，动力传导系统发生故障将会造成曳引机功能的正常实现。

1.3 传动系统故障

当曳引条件遭到破坏时，曳引轮和钢丝绳质量由于摩擦系数下降，出现打滑。电气控制系统发生电路故障、电机故障或电能供应不足也会影响曳引机曳引效果的发挥，从而造成严重的不良后果。在现行电梯制造与安装安全规范中，对制动装置的数量提出了明确要求。然而，该规范在实际运用过程中存在一定的技术问题，另一方面，电梯制动器在设计上存在天然缺陷。

2 电梯设备上行超速保护装置

电梯设备上行超速保护装置主要是由2 个部分构成的，一是测速元件，二是减速元件。当电梯轿厢上行速度过快时，就会驱动减速元件进行减速。以上二者，任何一个出现故障都会影响超速保护装置的功能发挥。电梯设备中的限速装置能够根据轿厢运动的速度变化实现快速调节。当轿厢速度低于下限数字时，对应的驱动元件就会促使曳引机提升功率，当轿厢上行超速时，减速元件就会驱动制动装置运转，并降低上行速度。同时，上行速度的调整还需要根据电梯具体停靠楼层而定。当电梯轿厢实际上行速度低于规定标准115%以下，或高于规定标准110%以上时，就需要采取对应的调速举措。电梯上行超速不仅会给制动系统带来负担，还要完成制动不及时的风险[2]。

3 电梯轿厢上行超速保护装置动作实现形式

上行超速保护装置的普及是按照国家特种设备生产运行要求强制执行的。通过在钢丝绳、对重系统、轿厢和曳动轮上安装限速器，从电梯设备制动的全过程出发，建立系统完善的制动装置。从上行超速的主要故障点出发，对其限制区间进行操作。

3.1 夹绳器

夹绳器普遍适用于老旧电梯的改装中，直接安装在曳引钢丝绳上，当测速装置检测到轿厢运行速度异常时，夹绳器就会自动触发收紧钢丝绳。相比于对重安全钳，夹绳器安装更为简便，且设备采购成本明显降低。受到电梯井内安装空间的限制，老旧电梯普遍不适合使用对重安全钳。夹绳器可以根据驱动方式的不同分为机械触发和电磁触发2 种，夹绳器在每次完成夹绳制动工作后，必须人工会螺杆位置进行恢复，使其夹紧弹簧重新回归到紧张状态。

3.2 对重安全钳

根据我国现行的电梯出厂标准GB 7588—2003 中相关条款的要求，电梯轿厢上行超速保护装置应作用于轿厢、对重、钢丝绳系统或曳动轮上。对重安全钳则是一种作用在电梯对重系统上的超速保护装置。根据实际需求又可以将对重安全钳分为瞬时安全钳和渐进式安全钳。安全钳在接收到电梯过速的电信号后，在短时间内迅速加紧导轨使轿厢立即停止。在实际安装选择时，需要根据额定速度灵活地选择安全钳类型。当额定速度超过1 m/s 时就需要选择瞬时安全钳。

图1 夹绳器

3.3 上行安全钳

上行安全钳附着于轿厢上，通过导轨制动器与上行安全钳的协同创新，实现对轿厢双向超速的控制。这类安全钳能够调整电梯上行和下行过程中的超速状态。作用于轿厢上的上行安全钳能够实现对轿厢速度异常的双向调控。当轿厢下行速度异常时，上行安全钳也能够起到轿厢制动的作用[3]。

3.4 曳引轮制动器

曳引机是电梯上行的主要动力来源，当上行超速时，及时控制曳引轮的转动能够有效实现对轿厢上行状况的控制。曳引制动器直接安装在曳动轮上，整体来说，安装难度低，控制成本低，适合大多数曳动型电梯。制动力直接运用在曳引轮上，这就适合制动距离和制动成功率显著提升，能够全面消除由曳动系统故障导致的电梯轿厢超速。

4 电梯轿厢上行超速保护装置失效与检验研究

4.1 电梯轿厢上行超速装置失效情况分析

在GB 7588 中，明确规定正在使用阶段的电梯设备必须全面安装超速保护装置，这也成为近年来电梯安全检查中的重点内容。超速保护装置的全面普及有助于进一步提升电梯运行的稳定性，为电梯安全再加一重保障。导致超速保护装置失效的主要原因在于装置自身质量问题，在紧急情况下，保护装置由于没有接受定期检查和维修，很容易出现因自身故障而导致的功能异常。上行超速保护装置启动的核心在于电梯轿厢速度检测和制动装置的驱动，同时，电梯速度异常也是由于以上2 个装置存在功能上的异常。轿厢测速元件故障主要由于元件内部零部件卡顿、残缺或由于锈蚀导致灵活度下降。限速器的驱动离不开联动杆和弹簧，当弹簧长期延长导致弹力下降时，制动器的敏感程度也会下降。通过安全开关和电气安全装置能够有效检验超速保护装置的工作状态。使用电器安全装置进行超速保护装置检测工作存在一定的局限性，无法全面暴露保护装置存在的安全隐患。电气安全装置直接作用于曳引机，从电气控制的角度实现对曳引机的动力控制。电气保护装置能够随时实现曳引机的启停，在保护曳引装置的同时，最大限度地缩短电梯恢复运行的时间。

4.2 电梯轿厢上行超速保护装置检验

超速保护装置是电梯安全保障的最后一关。因此，必须建立系统完善的检测和维护流程。定期排查保护装置是否出去高度灵敏的代激活状态。运行和维修管理人员应当定期对电梯总体运行情况进行检查，并深入电梯井和机房，对曳引机和曳引制动器的运行环境进行检查[4]。管理人员在检查过程中需要重点关注轿厢内部关注电梯信息的铭牌，对曳引机以及其他动力设备进行合法性检查。对为按照国家要求配备超速保护装置的电梯负责单位进行处罚并监督其整改。其次，在日常检修过程中，应当明确检修时间，对曳引机、钢丝绳、对重系统的使用时间进行记录，对超过安全使用期的装置进行更换，避免老旧装置的长期使用，是电梯运行的安全性受到影响。此外，应当定期组织电梯上行超速保护实验，确保保护装置运行正常。在轿厢内张贴紧急情况应对措施供乘客自救。在机械设备的调试与检修方面，应当定期对电梯轿厢、钢丝绳、滑轮、对重等机械设备的运行情况进行排查，排除因设备故障导致的安全隐患。对于老化或使用年限久远的机械设备进行更换和维修。根据电梯使用频率对曳引机内部的转子和传动装置进行定期清理或添加润滑油。定期检查制动装置和超速保护装置的运行情况，分别对各种限速器类型进行定期测试。在超速保护装置的选择上应当根据具体的使用需求和楼层高度，从成本控制和安装便捷程度方面综合考量。在确保电梯安全运行的前提下，尽可能地降低电梯运行维护成本。定期对测速元件进行检查和更换，电子元件在长期中很容易发生老化和功能减退，及时更换是解决测速装置灵敏度下降的有效方式。确保机械设备连接的稳定性，对轿厢运行规范进行清理，排除由异物卡顿导致的制动失败。

5 结语

在电梯设施大规模普及的同时，电梯运行的安全性值得广大专业人士加以重视。在严格遵守国家现行的电梯管理和生产操作上，完善电梯超速保护装置改造，推动超速装置的普及。在日常检修过程中，应当对电梯运行相关的机械设备和电子元件进行细致化检测。对电梯井内各装置进行系统排查，使安全保护装置在人工巡查的配合下为电梯持续运行保驾护航。