老旧电梯改造、大修时加装上行超速保护装置的重要性

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摘要： 上行超速保护装置是曳引式电梯的重要安全部件，如果上行超速保护装置失效，特别一些未装设上行超速保护装置的老旧电梯，一旦电梯上行超速导致冲顶，对人员及设备会产生重大的危害。本文结合GB7588《电梯制造与安装安全规范》与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》，对老旧电梯改造、大修时是否需要加装上行超速保护装置进行了探讨。

Abstract： Upgoing overspeed protection device is the important safety component of traction elevators. If this device fail to work， specifically some old elevators without this device， once the elevator runs up and lead to collision， great damages will be done to the personnel and equipment. Combined with GB7588 Code for Elevator Production and Installation Security and TSG T7001-2009 Regulation for Elevator Supervisory Inspection and Periodical Inspection-Traction and Positive Driving elevator， this paper discusses whether it is necessary to add upgoing overspeed protection device to old elevators during reformation and overhaul.

关键词： 上行超速保护装置；冲顶；老旧电梯；改造；大修

Key words： upgoing overspeed protection device；collision；old elevator；reformation；overhaul

中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0040-02

1 案例

90年代，杭州市某政府办公大楼发生一起电梯冲顶事故，所幸无人员伤亡。经检查发现，该电梯1992年6月制造，电梯在响应上端站外呼后空载向上运行，在运行过程中由于轿厢侧补偿链断裂，平衡系数被破坏，电梯上行超速导致冲顶。

2007年12月，杭州市马克波罗小区一台电梯发生冲顶事故，导致驱动主机轴断裂，机房楼板破裂，液压缓冲器损坏。通过检查发现，该电梯2000年10月份生产，由于旋转编码器的脉冲编码器十字轴细节损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，电梯在超速上行的过程中发生冲顶。

以上两起事故均由于电梯上行超速而导致冲顶，而且这两台事故电梯均未装设上行超速保护装置。实际上电梯界早在1985年就讨论轿厢上行超速问题，轿厢中的乘客在向上超速时的风险要比向下超速时大，因为人的头顶要比脚底耐冲击的能力差的多，所以电梯需要考虑向上超速保护。

2 标准规范要求

GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定电梯应装设上行超速保护装置，而GB7588-1995《电梯制造与安装安全规范》及更早的电梯相关标准并没有明确规定对电梯上行超速保护装置的要求。在2003年之前生产的电梯较少具备上行超速保护功能，而实际运行过程中又存在这种风险，特别是使用年限在十年以上的老旧电梯由于使用时间长、使用频率高，安全系数降低，一旦发生上行超速导致的冲顶事故，危害性很大。在我国目前还未明确电梯的报废年限的情况下，笔者认为在老旧电梯改造、大修时加装上行超速保护装置能很好的降低这种风险，起到较好的保护作用。

3 上行超速原因分析

在电梯正常运行过程中，由于电梯轿厢空载或轻载的情况比较普遍，这时对重侧重量大于轿厢侧重量，如果电梯正常减速或制动系统失效就会发生电梯上行超速直至冲顶。造成上行超速的原因很多，一般上以下几个原因容易导致电梯上行超速。

①制动部件损坏、制动器故障导致制动器不能有效闭合使其失效；②驱动主机的轴承、齿轮和蜗杆部件损坏，导致曳引力不足；③钢丝绳与曳引轮打滑；④电气系统故障，比如抱闸接触器粘连、减速开关失效、电动机过热烧毁、动力电压异常波动等都有可能会导致上行超速的发生。

对于老旧电梯来说，出现以上风险因素的概率相对较高，而根据国家关于电梯改造、大修的相关标准规定只对电梯改造、大修涉及到的项目有要求，无明确要求增加上行超速保护装置。然而当老旧电梯通过改造改变了电梯的提升高度、额定速度等主要参数时，如果电梯发生上行超速危害性比在改造前更大，而且老旧电梯运行过程中上行超速的概率相对来说比使用年限较短的电梯高，一旦出现事故，危害性很大，所以笔者认为在老旧电梯改造、大修时加装上行超速保护装置是一个重要的安全保护措施。2011年2月，山东威海率先开始对四百余台老旧电梯加装上行超速保护装置，即安装双向限速器和夹绳器，在全国范围内走在了前列，很好的起到了安全保护作用。

4 老旧电梯现状及加装上行超速保护装置技术分析

2003年之前生产的老旧电梯驱动主机一般上采用的是涡轮蜗杆式的有齿轮曳引机，而且相对来说中低速梯较多，所以在老旧电梯改造、大修时加装的上行超速保护装置一般采用双向限速器和夹绳器形式。对于检验人员来说，对老旧电梯加装的上行超速保护装置检验时应特别留意，在模拟操作时确保电梯在上行超速时夹绳器能够可靠动作，坚决避免夹绳器机械顶杆被人为强制锁定而不能正常动作。

根据GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》对上行超速保护装置的要求，目前市场上较多采用的上行超速保护装置形式有：限速器—钢丝绳制动器、限速器—上行安全钳、限速器—对重安全钳、限速器—曳引轮制动器。老旧电梯加装的上行超速保护装置一般采用第一种形式，即限速器—钢丝绳制动器，钢丝绳制动器俗称夹绳器，它是通过夹紧钢丝绳或者补偿钢丝绳达到上行超速保护的目的。钢丝绳制动器一般装在机房曳引轮或导向轮附近，如果其动作后的释放和恢复不需要人员去接近，则钢丝绳制动器也可安装在井道内。当电梯上行超速时，限速器动作，触发夹绳器动作，夹紧悬挂钢丝绳或者补偿钢丝绳，从而制停或者至少使电梯减速至对重缓冲器设计的范围内。按照钢丝绳制动器触发方式的不同，常见的有机械触发发式钢丝绳制动器（配用双向机械动作限速器）、电气触发式钢丝绳制动器（配用单向机械动作双电气触点制动器）等。对于机械触发式钢丝绳制动器，配用的限速器均应保证有足够安全的机械力和行程裕量来动作钢丝绳制动器。对于电气触发式钢丝绳制动器，也应保证有足够安全的电磁铁力和行程裕量来动作钢丝绳制动器。

笔者在检验过程中发现，一些小区内未安装上行超速保护装置的采用蜗轮蜗杆有齿曳引机的老旧电梯由于驱动主机损坏或轮槽磨损严重并且不能满足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》曳引能力试验要求需要改造时，电梯改造单位一般会更换无齿曳引机和双向限速器，保证电梯正常运行的同时起到了上行超速保护作用。此时，限速器是速度监控元件，抱闸是减速元件，符合GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》关于上行超速保护装置的要求。

当轿厢上行超速时，限速器电气开关动作，制动器失电，制动器通过闸瓦将钢丝绳抱在曳引轮上，起到制停或减速的目的。目前越来越多的电梯厂家使用封星接触器，采用永磁同步曳引机的电梯控制系统在变频器至电动机之间采用永磁同步专用封星接触器，如图1。

如图1所示，封星接触器KM3是常闭触点，当电梯在非正常运行状态（即运行接触器断开状态）自动短接永磁同步电机的三相绕组。这样一旦永磁同步电机发生失速，那么永磁同步电机工作在发电状态，对外输出的三相电流经接触器KM3短接后回馈给永磁同步电机本身，通过定子绕组建立一个反向磁场，而且磁场力矩随电流增大而增大，在这种情况下，永磁同步电机的速度只会越降越慢，即使制动器完全失效仍不会导致电梯超速上行。

对于电梯本身来说，检验工作是非常必要的，特别是改造或大修后的电梯监督检验更是对检验人员提出了更高的要求，对老旧电梯的上行超速保护装置进行动作试验是模拟它能否安全起作用的可靠方法。上行超速保护装置由于种类多、试验方法各不相同给现场的检验工作带来一些不便，但一般可以以下方式进行：轿厢空载以检修速度上行，通过模拟方法使上行超速保护装置的速度监控元件即限速器动作，检查上行超速保护装置的减速元件是否动作，电梯是否可靠制停或减速到符合对重缓冲器的设计范围，同时电气安全装置动作是否使电梯曳引机立即停止运动。

5 总结

随着工业化进程的加快以及房地产业的蓬勃发展，在全国范围内电梯的数量不断增加。以杭州市为例，近几年每年以数千台的幅度递增，专业电梯安装、调试、维修技术人员相对短缺，检测机构的检验人员每天的任务相当繁重。然而随着时间的流逝，在未来的一段时间内老旧电梯的数量会大幅度增加，特别是2003年之前生产的电梯使用年限都将在十年以上。从保证老旧电梯的安全性和可靠性出发对相关电梯从业人员提出了更高的要求，为了确保老旧电梯的正常安全、可靠运行，一旦需要对老旧电梯进行改造或大修笔者认为加装上行超速保护装置能够很好的起到安全保护作用。

参考文献：

[1]GB7588-2003，电梯制造与安装安全规范[S].

[2]DB33/728-2009，电梯维修保养安全管理规范[S].

[3]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[S].