試論電梯的電氣控制系統故障
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摘要：我國已成為電梯使用量最大的國家，電梯的安全運行關系到人民群眾的生命財產安全。電梯在使用過程中經常頻繁出現電氣控制系統故障，為保證電梯的可靠運行，迅速地排除電氣故障，延長電氣線路和電氣設備的使用壽命，文章對電梯電氣控制系統常見故障原因進行了分析。闡述了在電梯檢驗過程中發現的電氣控制中存在的問題，希望電梯制造企業在設計、制造和安裝調試過程中加以重視，以提高我國電梯運行的安全性能。
關鍵詞：電梯；電氣控制；安全電器電路
《電梯制造與安裝安全規范)GB7588-2003第12.4.3.1條規定：切斷制動器電流，至少應用2個獨立的電氣裝置來實現，不論這些裝置與用來切斷電梯驅動主機電流的電氣裝置是否為一體。當電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開最遲到下一次運行方向改變時，應防止電梯再運行。
電梯必須停機修理故障中，電氣控制系統故障占全部故障的80％～90％ 月前電梯所選的電器元件基本上是一般的機床電器，其結構特點、使用壽命、技術指標等均不能完全適應電梯運行的要求。尤其是繼電器、接觸器組成的有觸點控制的電梯，其接頭和觸頭敏眾多，因而事故也比較多，因此電梯故障嗡測保護器已成為電梯不可能缺少的配套裝置。一般要求保護器能實時檢測被監測電梯的工作及外電源的當前狀況，對當前的狀況進行實時智能分析，盡可能給出確切結果，對結果不能確定的問題提供警報，要求人工干預，切斷電梯拖動及檢測到的外電源，提供保護器電源參與援救，包括拖動轎廂到平層，開門放客，提供語言報警、關門，電梯返回基站，可見電源系統是保護器的關鍵。
1 電梯電氣控制
電梯控制技術的發展，始終與安全技術的發展緊密相連。當今電梯安全電氣控制的重點是電氣安全回路控制。其具體體現為由關鍵安全控制點設置的安全觸點和安全電路組成的電氣安全回路，對電梯驅動裝置主控電器直接以硬件連接的控制。這種電路結構能夠有效防止電磁干擾、軟件程序錯誤對電梯關鍵安全控制環節的威脅，保證電梯關鍵安全控制電氣環節的可靠性。
在目前電梯控制電氣結構設計中，電氣安全回路對驅動裝置主控電器的控制連接，還存在著某些通過程序軟件間接連接的設計。特別是電氣安全回路中的門鎖觸點，往往由于各種原因處于直接控制驅動裝置主控電器的電氣回路之外。有些設計者過分強調微電腦的工作可靠性，忽視了電氣安全回路控制點失誤后果的嚴重性，將門鎖觸點通過程序控制器間接控制驅動裝置主控電器，此類控制方式在發生意外干擾時，會造成嚴重的危險，已有多項事實表明了這種危險。
對驅動裝置、制動器控制電器這類關鍵控制電器的故障防護是電梯安全控制的一個重點。由于驅動裝置、制動器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開門狀態運動，極易發生剪切事故。因此，必須對此類電器的工作有效性進行監控。關鍵電器的雙套獨立控制加上故障檢測是保證安全的必要手段。
2 電氣控制系統一般故障檢測判斷
對于電梯所出現的電氣故障要及時判斷時修理，以下簡要介紹兩類電氣故障的檢查步驟和方法。
2.1 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，短路后產生極大的短路電流，能將熔斷器熔體燒毀；由于故障現象明顯，對電路分析即能查得排除。另一種是局部電路短路，觸點粘合，開關不釋放等，這種短路不產生大電流，熔斷器保持完好。一般表現為電梯失控或電路上出現某一繼電器不能釋放。
這時也可根據這一繼電器的有關電路進行分段斷開，逐步將故障排除。
2.2 斷路故障檢查方法
斷路故障一般表現在接頭松動、開關和觸點接觸不良、斷線或元件損壞。檢查方法可用萬用表檢查和短路檢查法。采用萬用表檢查斷路故障時，可分別用電阻擋和電壓擋和電壓擋進行測量檢查。在使用電阻擋檢查時，需斷開電路電源，根據電路原理圖逐段測量電路的電阻，根據各段電阻值的大小來分析故障點。在使用電壓擋進行檢查時，需給電路接通電源，然后根據電路原理圖逐段測量電路的電壓，并根據電壓值的大小分析確定故障點。采用短路方法檢查，即根據電梯電氣控制原理罔，對可能出現故障的觸點、開關等部分電路進行短接。短接后，如果故障消除，將說明故障將在這一部分電路，隨后縮小范同，重復檢查，即可能定故障點。
3 電梯電器、電路控制
3.1 安全電器
電梯的關鍵安全控制部位均有電氣安全裝置實施控制。電氣安全裝置須由符合安全觸點或安全電路標準的電氣部件組成。目前國內盛行將集中串聯電氣安全裝置的電氣安全網路通過中繼控制電器控制電梯驅動主機供電的設備(主控接觸器)。
電梯遵循安全規范的前提是首先具有良好的機械和電氣常規設計。而有些設計忽視了電梯電氣安全回路中繼控制電器的控制對象的電氣參數。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選型不當的現象。常見的錯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，未考慮繼電器的直流負載控制的電路技術參數。另一個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載時的額定值，在電梯電氣安全回路的中繼控制這類電感性負載電路中，相應的控制能力將大幅度下降，電器觸點持續拉弧、燒熔、粘連的現象就難以避免。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。
隨著交流變頻技術在電梯上廣泛應用。在電梯主拖動、門機拖動方面都采用了交流變頻技術。但在控制電器設計選擇方面也存在一些問題。最明顯的是變頻器與電動機之間的接觸器的選型。由于電梯交流變頻控制的安全需要，許多設計者將變頻器與電動機之間加設了接觸器。這類設計對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。因為工頻交流接觸器的分斷能力難于有效分斷直流電流，因此此類設計在變頻器輸出的電流為低頻交流和直流時，接觸器分斷時觸點問將產生嚴重拉弧，不能分斷直至燒毀的后果。按照安全規范的要求，當變頻器輸出在停車期間未能關斷電流時，檢測監控裝置將指令接觸器分斷電路。這就意味著此類設計在變頻器低頻輸出時難以有效關斷電路。這對變頻拖動的電梯在減速和再平層狀態的控制將產生嚴重的影響。
3.2 安全電路
按照安全規范的要求，安全電路分為常規元件組成和含有電子元件的兩類。安全電路都要進行故障安全評價。對于故障分析時需要考慮哪些故障，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價流程圖中，只有能到達“可接受”的設計才是符合安全標準的。對含有電子元件的
安全電路還需進行規定的型式試驗合格。目前對安全電路進行故障安全評價這一環節未能得到有效地控制。使用計算機軟件(程序)作為安全電路的組成部分，是電梯控制技術發展的趨勢；而GB7588標準中提到的安全電路的三個組成部分卻并不包含軟件(程序)。
4 結語
電梯制造企業在設計電氣控制系統時，應充分考慮其對各種意外情況下的安全保護，應達到不低于標準GB7588-2003的相關要求，電梯檢驗人員在檢驗過程中，亦應加強對電氣控制系統的試驗，嚴格把關。通過對電梯電氣控制系統故障的診斷和分析，找到了電梯電氣控制系統一般故障有效的檢查方法和切實可行的維修方案。
參考文獻：
[1]芮靖康.機床電氣維修技術問答[M].北京：中國水利水電出版社，1999.
陳家盛.電梯結構原理及安裝維修[M].北京：機械工業出版社.1990.
中華人民共和國國家標準6B7588-2003電梯制造與安裝安全規范
關鍵詞：電梯；電氣控制；安全電器電路
《電梯制造與安裝安全規范)GB7588-2003第12.4.3.1條規定：切斷制動器電流，至少應用2個獨立的電氣裝置來實現，不論這些裝置與用來切斷電梯驅動主機電流的電氣裝置是否為一體。當電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開最遲到下一次運行方向改變時，應防止電梯再運行。
電梯必須停機修理故障中，電氣控制系統故障占全部故障的80％～90％ 月前電梯所選的電器元件基本上是一般的機床電器，其結構特點、使用壽命、技術指標等均不能完全適應電梯運行的要求。尤其是繼電器、接觸器組成的有觸點控制的電梯，其接頭和觸頭敏眾多，因而事故也比較多，因此電梯故障嗡測保護器已成為電梯不可能缺少的配套裝置。一般要求保護器能實時檢測被監測電梯的工作及外電源的當前狀況，對當前的狀況進行實時智能分析，盡可能給出確切結果，對結果不能確定的問題提供警報，要求人工干預，切斷電梯拖動及檢測到的外電源，提供保護器電源參與援救，包括拖動轎廂到平層，開門放客，提供語言報警、關門，電梯返回基站，可見電源系統是保護器的關鍵。
1 電梯電氣控制
電梯控制技術的發展，始終與安全技術的發展緊密相連。當今電梯安全電氣控制的重點是電氣安全回路控制。其具體體現為由關鍵安全控制點設置的安全觸點和安全電路組成的電氣安全回路，對電梯驅動裝置主控電器直接以硬件連接的控制。這種電路結構能夠有效防止電磁干擾、軟件程序錯誤對電梯關鍵安全控制環節的威脅，保證電梯關鍵安全控制電氣環節的可靠性。
在目前電梯控制電氣結構設計中，電氣安全回路對驅動裝置主控電器的控制連接，還存在著某些通過程序軟件間接連接的設計。特別是電氣安全回路中的門鎖觸點，往往由于各種原因處于直接控制驅動裝置主控電器的電氣回路之外。有些設計者過分強調微電腦的工作可靠性，忽視了電氣安全回路控制點失誤后果的嚴重性，將門鎖觸點通過程序控制器間接控制驅動裝置主控電器，此類控制方式在發生意外干擾時，會造成嚴重的危險，已有多項事實表明了這種危險。
對驅動裝置、制動器控制電器這類關鍵控制電器的故障防護是電梯安全控制的一個重點。由于驅動裝置、制動器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開門狀態運動，極易發生剪切事故。因此，必須對此類電器的工作有效性進行監控。關鍵電器的雙套獨立控制加上故障檢測是保證安全的必要手段。
2 電氣控制系統一般故障檢測判斷
對于電梯所出現的電氣故障要及時判斷時修理，以下簡要介紹兩類電氣故障的檢查步驟和方法。
2.1 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，短路后產生極大的短路電流，能將熔斷器熔體燒毀；由于故障現象明顯，對電路分析即能查得排除。另一種是局部電路短路，觸點粘合，開關不釋放等，這種短路不產生大電流，熔斷器保持完好。一般表現為電梯失控或電路上出現某一繼電器不能釋放。
這時也可根據這一繼電器的有關電路進行分段斷開，逐步將故障排除。
2.2 斷路故障檢查方法
斷路故障一般表現在接頭松動、開關和觸點接觸不良、斷線或元件損壞。檢查方法可用萬用表檢查和短路檢查法。采用萬用表檢查斷路故障時，可分別用電阻擋和電壓擋和電壓擋進行測量檢查。在使用電阻擋檢查時，需斷開電路電源，根據電路原理圖逐段測量電路的電阻，根據各段電阻值的大小來分析故障點。在使用電壓擋進行檢查時，需給電路接通電源，然后根據電路原理圖逐段測量電路的電壓，并根據電壓值的大小分析確定故障點。采用短路方法檢查，即根據電梯電氣控制原理罔，對可能出現故障的觸點、開關等部分電路進行短接。短接后，如果故障消除，將說明故障將在這一部分電路，隨后縮小范同，重復檢查，即可能定故障點。
3 電梯電器、電路控制
3.1 安全電器
電梯的關鍵安全控制部位均有電氣安全裝置實施控制。電氣安全裝置須由符合安全觸點或安全電路標準的電氣部件組成。目前國內盛行將集中串聯電氣安全裝置的電氣安全網路通過中繼控制電器控制電梯驅動主機供電的設備(主控接觸器)。
電梯遵循安全規范的前提是首先具有良好的機械和電氣常規設計。而有些設計忽視了電梯電氣安全回路中繼控制電器的控制對象的電氣參數。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選型不當的現象。常見的錯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，未考慮繼電器的直流負載控制的電路技術參數。另一個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載時的額定值，在電梯電氣安全回路的中繼控制這類電感性負載電路中，相應的控制能力將大幅度下降，電器觸點持續拉弧、燒熔、粘連的現象就難以避免。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。
隨著交流變頻技術在電梯上廣泛應用。在電梯主拖動、門機拖動方面都采用了交流變頻技術。但在控制電器設計選擇方面也存在一些問題。最明顯的是變頻器與電動機之間的接觸器的選型。由于電梯交流變頻控制的安全需要，許多設計者將變頻器與電動機之間加設了接觸器。這類設計對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。因為工頻交流接觸器的分斷能力難于有效分斷直流電流，因此此類設計在變頻器輸出的電流為低頻交流和直流時，接觸器分斷時觸點問將產生嚴重拉弧，不能分斷直至燒毀的后果。按照安全規范的要求，當變頻器輸出在停車期間未能關斷電流時，檢測監控裝置將指令接觸器分斷電路。這就意味著此類設計在變頻器低頻輸出時難以有效關斷電路。這對變頻拖動的電梯在減速和再平層狀態的控制將產生嚴重的影響。
3.2 安全電路
按照安全規范的要求，安全電路分為常規元件組成和含有電子元件的兩類。安全電路都要進行故障安全評價。對于故障分析時需要考慮哪些故障，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價流程圖中，只有能到達“可接受”的設計才是符合安全標準的。對含有電子元件的
安全電路還需進行規定的型式試驗合格。目前對安全電路進行故障安全評價這一環節未能得到有效地控制。使用計算機軟件(程序)作為安全電路的組成部分，是電梯控制技術發展的趨勢；而GB7588標準中提到的安全電路的三個組成部分卻并不包含軟件(程序)。
4 結語
電梯制造企業在設計電氣控制系統時，應充分考慮其對各種意外情況下的安全保護，應達到不低于標準GB7588-2003的相關要求，電梯檢驗人員在檢驗過程中，亦應加強對電氣控制系統的試驗，嚴格把關。通過對電梯電氣控制系統故障的診斷和分析，找到了電梯電氣控制系統一般故障有效的檢查方法和切實可行的維修方案。
參考文獻：
[1]芮靖康.機床電氣維修技術問答[M].北京：中國水利水電出版社，1999.
陳家盛.電梯結構原理及安裝維修[M].北京：機械工業出版社.1990.
中華人民共和國國家標準6B7588-2003電梯制造與安裝安全規范