談在用電梯的上行超速保護問題

tags:    時間:2014-03-11 13:01:28
談在用電梯的上行超速保護問題簡介
     歐洲的EN81-1電梯標準在1998版本中明確要求,曳引驅動電梯應裝設符合條件的轎廂上行超速保護裝置(這是第9.10條的內容,其中9.10.……
談在用電梯的上行超速保護問題正文
     歐洲的EN81-1電梯標準在1998版本中明確要求,曳引驅動電梯應裝設符合條件的轎廂上行超速保護裝置(這是第9.10條的內容,其中9.10.1~9.10.11條是對條件的具體闡述),同時在標準的附錄F7中也給出了該裝置的型式試驗認證規程。標準規定轎廂上行超速保護裝置被認定是安全部件,應根據附錄F7的要求進行檢驗。這一條款的制定無疑是進一步完善了電梯的安全保護系統。因為,近年來國內的電梯衝頂事故不斷出現,所以我國等效採用EN81-1的GB7588在新修訂中也必然會採用這一條款。該條款的貫徹對於新生產、安裝的電梯不會存在什麼太大的困難,因為國外的大公司早已有了成熟的技術和裝置,中國建築科學研究院建築機械化研究分院研製開發的雙向限速器-安全鉗也已通過鑒定,取得了國家發明專利,正在待機上市。但是,對於國內在用的30多萬台電梯問題就不那麼容易了,因為我國目前在用的電梯新老不一、品質多樣,無疑它的上行超速保護問題是一個令人頭痛的複雜問題,那麼我們應該怎麼辦?當然,也可以完全採用EN81-1的條款,然後再來一個"標準管后不管前"說法,或是該條款對於在用電梯暫緩執行。但是筆者認為這樣的態度似有消極之嫌,因為在用的電梯沒有上行超速保護裝置,它同樣也存在著沖頂的隱患。因此我們應該也必須採取積極的態度貫徹落實這一條款,對此筆者想談一下自己的幾個觀點。

1、解決在用電梯的上行超速保護問題,只能走創造性的路子
    EN81-1標準規定:上行超速保護裝置要對電梯的轎廂、對重、曳引繩系統(或補償繩)和曳引輪(或與曳引輪同軸的較近部件)4個中的一個或幾個起作用 (見9.10.4條),它對上行超速保護裝置的作用點和作用方式並沒有明確唯一的規定,不象下行超速保護裝置那樣明確要求要在轎廂上裝設安全鉗。而我國目前在用的電梯新老不一、品質多樣,如果我們拘泥於這一條款,就不能很好地解決在用電梯上行超速保護的問題。如果過分強調這一點,還會使電梯的投入費用大大增加,甚至還可能對在用電梯的安全性能造成某些破壞。我們只需對現有的4種技術裝置進行一個簡單的分析便可知曉這一點。第1種是在對重上裝設限速器-安全鉗系統。如果加裝這一套系統,首先會使整個電梯系統的結構複雜化,並使井道內的布置更為困難,另外在釋放安全鉗時還需首先辨明是哪一個發生了動作。在對重側加裝安全鉗必然要求配設實心的導軌,可我們在用的對重導軌大多都是空心的T型導軌。第2種是在鋼絲繩上加裝制動器。荷蘭與美國相繼開發了這一套裝置,雖然這種制動器一般是獨立作用的,只需幾根線與電梯控制系統連接即可,但它的激發、制動使力與複位需用一個機電-液壓(或氣動)傳動,因此結構複雜,成本偏高。第3種是加裝曳引機制動器。這是加拿大某電梯公司為了響應EN81-1開發的一種上行超速保護裝置。它嚴重地受到曳引機結構的影響,通用性很低,基本上是不能作為一種標準部件推廣應用的。第4種是轎廂雙向安全鉗系統。這個系統嚴重地受到轎架結構的限制和制約。
    從另外一個角度講,在用電梯也沒有必要拘泥於9.10.4條內,因為我們看中的是上行超速保護,而不是什麼方法和手段。儘管EN81-1是科學的、先進的、嚴密的,但它也只是歐洲百年電梯技術和文化的積累,不可能是世界上唯一最好的和最合理的。根據我國在用的電梯複雜情況,我們只能走自己的上行超速保護的路子。正如江總書記在消防工作會議上說,如果拿現行的標準來嚴格要求,那我們有許多房子就不能住了。因此我們必須深入細緻地研究切實可行的辦法。我想它也應該成為我們解決在用電梯上行超速保護問題的一個指導思想。

2、在用電梯應重點防範制動器造成的上行超速
    在考慮曳引驅動電梯的上行超速保護問題時,我們有必要首先討論一下造成電梯上行超速的種種成因。筆者認為以下3種情況是造成上行失控超速的主要原因。⑴對重側重於轎廂側,電動機與曳引輪的中間環節脫節或失效。⑵對重側重於轎廂側,電梯的制動器發生故障,或是因阻滯等原因而失效,不能正常落閘。⑶對重側重於轎廂側,電梯的曳引能力陡然降低。
    對於以上3種情況,電梯都處於失控狀態,對重拖拉著轎廂愈行愈快,轎廂超速上行直至高速沖頂(可見電梯超速沖頂造成的危害大小是與電梯的行程或是樓層高低有著直接關係)。對於由於程序等原因所造成的上行超速可以不予以考慮,因為電梯設置的終端保護(極限開關)與設置在限速器的電氣安全裝置(在轎廂上行或下行的速度達到限速器動作之前均可發揮作用)都可以斷開安全迴路,使電梯驅動主機停止運轉,落閘停車。而且這2套安全裝置還是勞動部門檢驗的重點,每年都要驗證它的可靠性,只要制動器沒有問題便大可放心。再說,即使非常嚴密、嚴謹的EN81-1在第0章論述電梯保護時,它也是有所放棄的。如0.7條的內容是:本標準已經考慮到了使用人員某些輕率魯莽動作的情況,但需要予以限制。同時,兩種同屬上述性質的動作或違反使用說明的情況,則不予以考慮。畢竟,技術不是解決一切問題的唯一最佳方法。
    對於以上3種情況,我們再運用風險評估的思想進行一個深入分析便可知道他們出現的概率極不相同。形式⑴多出現於電梯的維修活動中,在電梯的使用中很難出現,且在維修過程中也完全可以通過制定操作規程予以避免。形式⑶在使用運行中更是難以出現,再說還有每年的檢驗給予防範,因此也可以不予以考慮,因為它出現的概率實在太小了。對於種形式⑵,即對重側重於轎廂側,電梯的制動器故障或因阻滯等原因而失效不能正常落閘,才是我們應該重點予以考慮的問題。這主要是由於有以下3個原因:①在用電梯對於曳引機制動器故障,或是9.9.11.1條述及的觸發制動器的電氣信號系統故障下的上行超速,現行標準規定的保護裝置是無法控制的。②我們的GB7588標準對於"(制動器)所有參與向制動輪(或盤)施加制動力的制動器部件應分兩組裝設,並具有合適的尺寸,以滿足:如果一組部件不起作用時,制動輪(盤)上仍能獲得足夠的制動器力,使載有額定載荷的轎廂緩速下行。"的條款,在1995版本中已經採用了"此條可暫緩執行", 因此在用電梯廣泛存在著這種潛在的風險。⑶目前所看到的超速沖頂事故,基本上都是由於制動器故障引發的。因此,在用電梯的上行超速保護應該重點防範制動器造成上行超速,如果受到經濟制約,也可以只考慮樓層較高的建築。

3、在用電梯的上行超速保護可充分利用電梯的頂層高度
    GB7588第5.7.1.1~5.7.1.4條規定的頂層安全間隙,用以保護在用電梯上行實際速度不超過115%額定速度越程沖頂情況下轎頂人員及設備的安全。還明確規定當對重完全壓在它的緩衝器上時,應同時滿足4個條件:(a)轎廂導軌長度應不小於0.1+0.035V2(m)的導向長度。(b)轎頂上站人用面積最高水平面與轎頂投影部分井道頂上最低部件水平面之間的垂直距離不小於1.0+0.035V2(m)。(c)井道頂的最低部件與轎頂上最高部件之間不小於0.3+0.035V2(m);與導靴、滾輪、曳引繩附件和垂直滑動門的橫樑或部件之間距離不小於0.1+0.035V2(m)。(d)轎廂上方應有足夠的空間,此空間能夠放一個0.5m×0.6m×0.8m的矩形體。
    這說明GB7588通過預留頂層高度,已對實際速度不超過115%額定速度越程沖頂保護的考慮非常周全了,因此在用電梯的上行超速保護問題,完全可以轉化成要把電梯轎廂的上行超速限制在115%額定速度以內的問題。
    當然,要把電梯轎廂的上行超速限制在115%額定速度以內的方法是多種多樣的。筆者的方法是利用一個單片機,從電梯旋轉編碼器上取得檢測轎廂運行速度的信息,當電梯上行速度高達115%額定速度時,它可以關掉電梯正常進電,並通過另一條通路把電梯無條件地導入一個慢上運行狀態,當對重完全壓實在緩衝器上時,關斷電機。在這裡許多人會說,這也不過是一種電氣保護。首先,我們應該肯定這個說法確實是正確的。固然在電梯的保護中有著"軟保護不能取代電氣保護,電氣保護不能取代機械保護"的思想,但是也有電氣保護能夠解決的問題,決不留給機械保護的道理,這是因為機械保護常常有個動作成功率的問題,同時也常常伴隨著損壞性的問題。因此對於在用電梯考慮一套可靠的電氣保護也是非常合理的。我們認為這套上行超速保護,對於解決目前電梯的沖頂事故是非常有效的。如果非要強調機械性保護,那麼也可以考慮運用機械的手段將失控電梯的速度限制在115%額定速度以內
Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “談在用電梯的上行超速保護問題