試論電梯的電氣控制系統(tǒng)故障

賀森++賀高

摘 要：我國(guó)已成為電梯使用量最大的國(guó)家，電梯的安全運(yùn)行關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。電梯在使用過(guò)程中經(jīng)常頻繁出現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)故障，為保證電梯的可靠運(yùn)行，迅速地排除電氣故障，延長(zhǎng)電氣線路和電氣設(shè)備的使用壽命，文章對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因進(jìn)行了分析。闡述了在電梯檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的電氣控制中存在的問(wèn)題，希望電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造和安裝調(diào)試過(guò)程中加以重視，以提高我國(guó)電梯運(yùn)行的安全性能。

關(guān)鍵詞：電梯；電氣控制；安全電器電路

《電梯制造與安裝安全規(guī)范）GB7588-2003第12.4.3.1條規(guī)定：切斷制動(dòng)器電流，至少應(yīng)用2個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，不論這些裝置與用來(lái)切斷電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的電氣裝置是否為一體。當(dāng)電梯停止時(shí)，如果其中一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未打開(kāi)最遲到下一次運(yùn)行方向改變時(shí)，應(yīng)防止電梯再運(yùn)行。

電梯必須停機(jī)修理故障中，電氣控制系統(tǒng)故障占全部故障的80%～90% 月前電梯所選的電器元件基本上是一般的機(jī)床電器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用壽命、技術(shù)指標(biāo)等均不能完全適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求。尤其是繼電器、接觸器組成的有觸點(diǎn)控制的電梯，其接頭和觸頭敏眾多，因而事故也比較多，因此電梯故障嗡測(cè)保護(hù)器已成為電梯不可能缺少的配套裝置。

一、電梯電氣控制

電梯控制技術(shù)的發(fā)展，始終與安全技術(shù)的發(fā)展緊密相連。當(dāng)今電梯安全電氣控制的重點(diǎn)是電氣安全回路控制。其具體體現(xiàn)為由關(guān)鍵安全控制點(diǎn)設(shè)置的安全觸點(diǎn)和安全電路組成的電氣安全回路，對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)裝置主控電器直接以硬件連接的控制。這種電路結(jié)構(gòu)能夠有效防止電磁干擾、軟件程序錯(cuò)誤對(duì)電梯關(guān)鍵安全控制環(huán)節(jié)的威脅，保證電梯關(guān)鍵安全控制電氣環(huán)節(jié)的可靠性。

在目前電梯控制電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，電氣安全回路對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的控制連接，還存在著某些通過(guò)程序軟件間接連接的設(shè)計(jì)。特別是電氣安全回路中的門(mén)鎖觸點(diǎn)，往往由于各種原因處于直接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的電氣回路之外。有些設(shè)計(jì)者過(guò)分強(qiáng)調(diào)微電腦的工作可靠性，忽視了電氣安全回路控制點(diǎn)失誤后果的嚴(yán)重性，將門(mén)鎖觸點(diǎn)通過(guò)程序控制器間接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器，此類(lèi)控制方式在發(fā)生意外干擾時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的危險(xiǎn)，已有多項(xiàng)事實(shí)表明了這種危險(xiǎn)。

對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器這類(lèi)關(guān)鍵控制電器的故障防護(hù)是電梯安全控制的一個(gè)重點(diǎn)。由于驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開(kāi)門(mén)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，極易發(fā)生剪切事故。因此，必須對(duì)此類(lèi)電器的工作有效性進(jìn)行監(jiān)控。關(guān)鍵電器的雙套獨(dú)立控制加上故障檢測(cè)是保證安全的必要手段。

二、電氣控制系統(tǒng)一般故障檢測(cè)判斷

對(duì)于電梯所出現(xiàn)的電氣故障要及時(shí)判斷時(shí)修理，以下簡(jiǎn)要介紹兩類(lèi)電氣故障的檢查步驟和方法。

1.短路故障檢查方法。短路造成的故障有兩種情況，一種是電源間短路，短路后產(chǎn)生極大的短路電流，能將熔斷器熔體燒毀；由于故障現(xiàn)象明顯，對(duì)電路分析即能查得排除。另一種是局部電路短路，觸點(diǎn)粘合，開(kāi)關(guān)不釋放等，這種短路不產(chǎn)生大電流，熔斷器保持完好。一般表現(xiàn)為電梯失控或電路上出現(xiàn)某一繼電器不能釋放。

這時(shí)也可根據(jù)這一繼電器的有關(guān)電路進(jìn)行分段斷開(kāi)，逐步將故障排除。

2.斷路故障檢查方法。斷路故障一般表現(xiàn)在接頭松動(dòng)、開(kāi)關(guān)和觸點(diǎn)接觸不良、斷線或元件損壞。檢查方法可用萬(wàn)用表檢查和短路檢查法。采用萬(wàn)用表檢查斷路故障時(shí)，可分別用電阻擋和電壓擋和電壓擋進(jìn)行測(cè)量檢查。在使用電阻擋檢查時(shí)，需斷開(kāi)電路電源，根據(jù)電路原理圖逐段測(cè)量電路的電阻，根據(jù)各段電阻值的大小來(lái)分析故障點(diǎn)。在使用電壓擋進(jìn)行檢查時(shí)，需給電路接通電源，然后根據(jù)電路原理圖逐段測(cè)量電路的電壓，并根據(jù)電壓值的大小分析確定故障點(diǎn)。采用短路方法檢查，即根據(jù)電梯電氣控制原理罔，對(duì)可能出現(xiàn)故障的觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)等部分電路進(jìn)行短接。短接后，如果故障消除，將說(shuō)明故障將在這一部分電路，隨后縮小范同，重復(fù)檢查，即可能定故障點(diǎn)。

三、電梯電器、電路控制

1.安全電器。電梯的關(guān)鍵安全控制部位均有電氣安全裝置實(shí)施控制。電氣安全裝置須由符合安全觸點(diǎn)或安全電路標(biāo)準(zhǔn)的電氣部件組成。目前國(guó)內(nèi)盛行將集中串聯(lián)電氣安全裝置的電氣安全網(wǎng)路通過(guò)中繼控制電器控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的設(shè)備（主控接觸器）。

電梯遵循安全規(guī)范的前提是首先具有良好的機(jī)械和電氣常規(guī)設(shè)計(jì)。而有些設(shè)計(jì)忽視了電梯電氣安全回路中繼控制電器的控制對(duì)象的電氣參數(shù)。在電氣安全回路的中繼控制電器元件的選型中，存在著利用普通繼電器控制直流電路時(shí)選型不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。常見(jiàn)的錯(cuò)誤為采用交直流兩用繼電器作為電氣安全回路的中繼控制電器時(shí)，未考慮繼電器的直流負(fù)載控制的電路技術(shù)參數(shù)。另一個(gè)值得注意的是控制電器元件的額定值一般均為控制電阻性負(fù)載時(shí)的額定值，在電梯電氣安全回路的中繼控制這類(lèi)電感性負(fù)載電路中，相應(yīng)的控制能力將大幅度下降，電器觸點(diǎn)持續(xù)拉弧、燒熔、粘連的現(xiàn)象就難以避免。在電氣安全回路的中繼控制這樣的電路中，將可能造成電氣安全回路失效的重大危險(xiǎn)。

隨著交流變頻技術(shù)在電梯上廣泛應(yīng)用。在電梯主拖動(dòng)、門(mén)機(jī)拖動(dòng)方面都采用了交流變頻技術(shù)。但在控制電器設(shè)計(jì)選擇方面也存在一些問(wèn)題。最明顯的是變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的接觸器的選型。為了獲取信息的方便，數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個(gè)良好的組織管理和提供給用戶(hù)的形式，電子技術(shù)手冊(cè)的發(fā)展就是圍繞這一過(guò)程來(lái)進(jìn)行的。時(shí)間和頻率是描述同一周期現(xiàn)象的兩個(gè)參數(shù)，可由時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出頻率標(biāo)準(zhǔn)，兩者可共用的一個(gè)基準(zhǔn)。由于電梯交流變頻控制的安全需要，許多設(shè)計(jì)者將變頻器與電動(dòng)機(jī)之間加設(shè)了接觸器。這類(lèi)設(shè)計(jì)對(duì)接觸器的選型都是按照交流工頻條件確定。而忽視了變頻器輸出的電流為交流工頻至低頻直至直流的變流特性。因?yàn)楣ゎl交流接觸器的分?jǐn)嗄芰﹄y于有效分?jǐn)嘀绷麟娏?，因此此?lèi)設(shè)計(jì)在變頻器輸出的電流為低頻交流和直流時(shí)，接觸器分?jǐn)鄷r(shí)觸點(diǎn)問(wèn)將產(chǎn)生嚴(yán)重拉弧，不能分?jǐn)嘀敝翢龤У暮蠊?。按照安全?guī)范的要求，當(dāng)變頻器輸出在停車(chē)期間未能關(guān)斷電流時(shí)，檢測(cè)監(jiān)控裝置將指令接觸器分?jǐn)嚯娐?。這就意味著此類(lèi)設(shè)計(jì)在變頻器低頻輸出時(shí)難以有效關(guān)斷電路。這對(duì)變頻拖動(dòng)的電梯在減速和再平層狀態(tài)的控制將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2.安全電路。按照安全規(guī)范的要求，安全電路分為常規(guī)元件組成和含有電子元件的兩類(lèi)。安全電路都要進(jìn)行故障安全評(píng)價(jià)。對(duì)于故障分析時(shí)需要考慮哪些故障，就是GB7588—2003中14.1.1.1和附錄H葉|所列出的故障。把這些故障分別輸入評(píng)價(jià)流程圖中，只有能到達(dá)“可接受”的設(shè)計(jì)才是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的。對(duì)含有電子元件的

安全電路還需進(jìn)行規(guī)定的型式試驗(yàn)合格。目前對(duì)安全電路進(jìn)行故障安全評(píng)價(jià)這一環(huán)節(jié)未能得到有效地控制。使用計(jì)算機(jī)軟件（程序）作為安全電路的組成部分，是電梯控制技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)；而GB7588標(biāo)準(zhǔn)中提到的安全電路的三個(gè)組成部分卻并不包含軟件（程序）。

四、結(jié)語(yǔ)

電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮其對(duì)各種意外情況下的安全保護(hù)，應(yīng)達(dá)到不低于標(biāo)準(zhǔn)GB7588-2003的相關(guān)要求，電梯檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過(guò)程中，亦應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的試驗(yàn)，嚴(yán)格把關(guān)。通過(guò)對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)故障的診斷和分析，找到了電梯電氣控制系統(tǒng)一般故障有效的檢查方法和切實(shí)可行的維修方案。

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