俞利信，王重清，鮑同興

（浙江西迅電梯有限公司，浙江嘉興 314000）

0 引言

電梯作為高速、安全的垂直運(yùn)輸工具，在各類建筑中發(fā)揮著重要作用。在雷雨季節(jié)，建筑電梯受到雷擊受損的事例頻繁發(fā)生。電梯機(jī)房大多位于建筑物的頂端，常年暴露在室外環(huán)境中，隨著時間的推移會出現(xiàn)各種各樣的問題，不管是外界環(huán)境的干擾還是設(shè)備自身出現(xiàn)老化，都會加大雷擊的概率。為了保證上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行，需要分析被雷擊的原因，并做好防護(hù)措施。

1 防雷檢測

雷雨天氣多發(fā)生在夏季，是一種電荷釋放的自然現(xiàn)象，瞬間電量較大。雷電的平均電流為3 萬安培，最大電流能夠達(dá)到30萬安培，電壓為1～10 億伏特。即便是一個中等強(qiáng)度的雷暴，其功率也能夠輕松達(dá)到1 萬千瓦，當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。按照能量釋放的對象可以把雷電分成對地直擊雷和云間雷：對地直擊雷是帶電的云層向大地上的物體尖端放電，如果被擊中的單位和大地之間的阻值較大，就會產(chǎn)生較高的溫度；云間雷在釋放期間有強(qiáng)大的電磁轉(zhuǎn)換，這種磁場會在各種金屬表面形成電荷，一旦感應(yīng)電荷在瞬間積累過多，就會出現(xiàn)電氣設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)損壞的情況。

隨著我國城市化不斷加快，建筑物中配有大量電梯和電梯控制系統(tǒng)，為了保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，需要做好上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)的防雷工作。防雷檢測是有效避免上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)遭遇雷擊的重要舉措之一，各部門需要對其充分重視，根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，不斷升級優(yōu)化，制定更全面、更完善的電梯控制系統(tǒng)防雷措施。其重要性體現(xiàn)自以下兩個方面：①上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)的防雷工作能夠?yàn)槿藗內(nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)提供必要保障；②能夠及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有防雷裝置中存在的問題和漏洞，并及時解決。

2 電梯故障案例

以浙江省兩座大廈的電梯雷擊故障為例（以下簡稱X 大廈、Y 大廈），研究電梯遭遇雷擊之后的狀態(tài)，分析電梯被雷擊破壞的情況。

2.1 概述

X 大廈和Y 大廈在雷雨高發(fā)期間，不同型號的多臺電梯出現(xiàn)了不同程度的損壞。經(jīng)過對過往數(shù)據(jù)的調(diào)查分析得知，最嚴(yán)重的的一次雷擊事件過后，共有6 臺電梯出現(xiàn)同時停運(yùn)的現(xiàn)象，每臺電梯的維修費(fèi)用接近兩萬元，采購的維修材料也無法及時到達(dá)。X 大廈和Y 大廈大部分單元只配有一部電梯，電梯損壞給用戶的日常出行和工作帶來十分嚴(yán)重的影響。

2.2 故障現(xiàn)象

在受到雷擊的損害后，大部分受到影響的電梯都可以響應(yīng)各層站的外呼指令，外呼樓層顯示正常，到達(dá)指定樓層之后也可以正常開門關(guān)門，電梯內(nèi)部各個零部件運(yùn)行正常。但是一旦乘客進(jìn)入電梯，就會出現(xiàn)轎內(nèi)顯示異常的情況。根據(jù)分析可以得出結(jié)論，電梯的電氣控制系統(tǒng)和電梯主板并沒有受到嚴(yán)重?fù)p壞，其功能性完好，電梯驅(qū)動系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，電氣安全系統(tǒng)運(yùn)作正常，乘客也能夠通過外呼通信系統(tǒng)與外界溝通，但是電梯轎廂通信模塊與主控系統(tǒng)的通信功能喪失，無法正常運(yùn)作。

2.3 電梯通信模塊

以X 大廈和Y 大廈所使用的電梯情況為例，其轎內(nèi)選層顯示系統(tǒng)和轎外召喚顯示系統(tǒng)均采用模塊通信化控制手段，把電梯內(nèi)部的轎廂和層站集中在控制模塊上，通過CAN 總線和上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行信號通信。傳統(tǒng)的開關(guān)信號外呼系統(tǒng)使用了大量布線，增加上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率，電梯通信模塊只使用兩根電源線和兩根數(shù)據(jù)線，簡化了布線，降低了維修難度。電梯通信模塊的數(shù)字信號容易受到外界的電磁干擾，特別是在夏季雷雨氣候較多的情況下，因此對通信電路的屏蔽保護(hù)要求較高。

電梯控制主板通過兩個端口同轎廂通信板端口和層站通信板端口進(jìn)行通信，在分析X 大廈、Y 大廈電梯后發(fā)現(xiàn)，控制主板的CN7-B5/A5 和B4/A4 兩組端口可以實(shí)現(xiàn)互換，意味著雖然兩組端口型號不同，但都通過兩個保護(hù)電路后再接回到通信解碼芯片上，并且兩個端口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和協(xié)議完全一致。

2.4 控制原理

上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)的控制主板和轎廂通信板之間靠3 個部件完成通信：①控制主板（I/O-MLT）；②轎廂通信板（COP-100L）；③連接電纜線。這3 個部件相互連接、相互作用，一旦其中一個部件遭受了雷擊損傷，其他部件也會出現(xiàn)故障，喪失通信功能。在對X 大廈和Y 大廈的電梯進(jìn)行故障檢查后排除了電纜損壞的可能，利用零件更換和排除法確定出故障部分為控制主板和轎廂通信板，這兩部分的端口在連接過程中出現(xiàn)了問題，無法與控制主板通信。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，這種類型的損壞多是由外部因素造成。

2.5 屏蔽電纜與接地

控制主板CN7-B5/A5 和CN7-B4/A4 這兩個通信端口，通信電壓和數(shù)據(jù)傳輸上不存在差異，但在電梯受到雷擊過后，只有轎廂通信的CN7-B5/A5 受到損壞，而CN7-B4/A4 卻能夠正常運(yùn)行。檢查發(fā)現(xiàn)：①控制主板和轎廂通信板正常運(yùn)作的過程中，主要依靠半導(dǎo)體屏蔽線，該線型的表面沒有覆蓋金屬網(wǎng)層，不具備屏蔽電場的能力，在雷擊天氣不能降低發(fā)生事故的概率；②控制主板和層站之間的通信線采用的是RVVP（電氣連接抗干擾軟電纜）屏蔽線，該線型在絕緣層和保護(hù)套之間有銅網(wǎng)屏蔽層，具備很強(qiáng)的屏蔽電場能力。因此在遭到雷擊的時候，與層站實(shí)現(xiàn)通信的CN7-B4/A4 端口能夠正常運(yùn)行。

上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙中，通信線的屏蔽線只能在上機(jī)房端接地，控制模塊的末端必須懸空。但是，X 大廈和Y大廈遭遇雷擊的電梯CN7-B5/A5 端口的通信線在上機(jī)房和轎廂兩端接地。兩端接地引起電位差，線路越長電位差越大，在屏蔽線路上出現(xiàn)閉環(huán)效果。

2.6 故障分析

根據(jù)X 大廈和Y 大廈電梯遭受雷擊的情況，沒有發(fā)現(xiàn)直接雷擊的痕跡，也沒有造成人員傷亡；電梯在雷暴過后都是直接損壞，并且出現(xiàn)故障的設(shè)備一致，與層站的通信能夠正常進(jìn)行，控制主板和轎廂無法正常通信；在遭受雷擊過后，除了電梯損壞之外，很多住戶都反應(yīng)家里的電氣設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)也出現(xiàn)了不穩(wěn)定的情況。在對現(xiàn)場各種情況進(jìn)行分析和調(diào)查后，可以確定是受到了云間雷的雷擊。

3 預(yù)防措施

3.1 做好防雷檢測準(zhǔn)備

在上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)防雷檢測工作中，要對前期工作做到充分的了解和準(zhǔn)備，勘察現(xiàn)場環(huán)境，由檢測人員制定方案并嚴(yán)格執(zhí)行。在進(jìn)行防雷檢測工作前，要明確檢查內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善書面檢查報(bào)告，嚴(yán)格監(jiān)管每一環(huán)節(jié)的質(zhì)量。只有前一個環(huán)節(jié)的檢查符合規(guī)定才能進(jìn)行下一個環(huán)節(jié)的檢查，最大程度避免發(fā)生安全事故。

3.2 加強(qiáng)建筑現(xiàn)場檢測

建筑的防雷檢測工作需要不斷強(qiáng)化檢測單位的職能，讓整個檢測流程能夠順利進(jìn)行。在上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)的防雷檢測工作中，詳細(xì)分析大廈及其他建筑物的施工圖紙，通過計(jì)算和推理，得出遭受雷擊的概率。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，充分分析環(huán)境和氣候條件，按照要求安裝測試儀器。對防雷裝置進(jìn)行全面檢測，防雷裝置的安裝要符合國家規(guī)定的要求和標(biāo)準(zhǔn)。如果防雷裝置已經(jīng)出現(xiàn)老化、破損等情況，要根據(jù)參數(shù)進(jìn)行整改，具體的流程如下：選擇接地電阻的測試樣本，選擇合適地點(diǎn)繪制平面圖，對測試樣本編號后進(jìn)行測試，初測完畢后進(jìn)行復(fù)測，確保檢測結(jié)果的真實(shí)性。

3.3 基礎(chǔ)接地體檢測

基礎(chǔ)接地體是以建筑的鋼筋結(jié)構(gòu)作為接地體，分流雷擊產(chǎn)生的電流，最大程度上保證上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)安全。在對基礎(chǔ)接地體進(jìn)行檢測的時候，首先要檢測建筑鋼筋，確定所有的鋼筋都達(dá)到了國家規(guī)定的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋的焊接質(zhì)量符合工藝流程標(biāo)準(zhǔn)。地梁的鋼筋接地短環(huán)路對防雷系統(tǒng)起至關(guān)重要的作用，能夠保持防雷系統(tǒng)的中性點(diǎn)平衡。確保梁內(nèi)鋼筋的質(zhì)量符合國家規(guī)定，鋼筋的規(guī)格和焊接搭接長度符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。選擇接地短路環(huán)阻阻值＜0.05 Ω 的測試儀和＜2 Ω 的接地電阻測試儀來檢測建筑的防雷設(shè)備，保證上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性。

3.4 人工接地體檢測

如果發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)接地體檢測不符合建筑整體工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以選擇人工接地體檢測方法，從水平方向和垂直方向降低建筑的接地電阻，對上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)起到保護(hù)作用。人工接地體性能良好，具有不可取代的地位，與基礎(chǔ)接地體相結(jié)合，能夠構(gòu)建比較完整的接地系統(tǒng)。要反復(fù)測量人工接地體的長度，保證其符合國家規(guī)定，才能夠保證測量結(jié)果的精確性。

4 結(jié)語

調(diào)查結(jié)果顯示，電梯雷擊損壞大部分是控制主板損壞引起的電梯故障，需要從各方面做好雷擊預(yù)防工作，提升上機(jī)房電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。