王 超

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院肇慶檢測院 肇慶 526000）

電梯制動器是重要的安全部件，制動系統(tǒng)的可靠安全運(yùn)行是保障電梯正常運(yùn)行的條件[1]。近年來由于電梯制動系統(tǒng)失效造成的事故不斷見諸報端，如2020年12 月，安徽省合肥市發(fā)生1 起制動器失效導(dǎo)致轎廂沖頂案例；2021 年5 月，廣東省湛江市發(fā)生1 起因制動器失效導(dǎo)致轎廂沖頂，造成1 名乘客死亡的事故，這些事故和案例時刻敲響安全警鐘。制動器如果出現(xiàn)故障且未加以有效監(jiān)測將直接影響電梯安全運(yùn)行，制動器的故障保護(hù)功能的目的是監(jiān)測每次電梯制動器的動作狀態(tài)，從而減少因制動器提起（或釋放）卡阻引發(fā)的事故[1-2]。

而目前市場上各制造廠家對制動器的故障保護(hù)功能設(shè)計各有不同，檢測電路和接線方式也各有不同。本文從日常檢驗過程中遇到的相關(guān)案例出發(fā)，對各檢測電路的工作原理展開分析，總結(jié)各自檢測電路存在的隱患情況，并提出建議，最后探討其檢驗要點(diǎn)。

1 兩則電梯制動器故障保護(hù)功能檢驗案例及隱患分析

1.1 私自修改檢測電路案例及隱患分析

●1.1.1 安全隱患情況

2021 年10 月，對某小區(qū)的12 臺M1000W17S-CO型號的電梯定檢，發(fā)現(xiàn)電梯的其中一組制動器檢測開關(guān)（見圖1）失效，檢測開關(guān)未接入檢測電路（見圖2）；另一組檢測開關(guān)工作正常。不能有效地檢測2 組制動器的提起（或釋放），存在安全隱患。

圖1 檢測開關(guān)外觀實(shí)物圖

圖2 檢測開關(guān)未接入檢測回路

●1.1.2 問題原因

制動器檢測電路相關(guān)示意圖如圖3 所示，SBL 和SBR 分別為制動器左右檢測開關(guān)，檢測開關(guān)常閉并聯(lián)反饋給控制主板的X21 接口。當(dāng)2 組制動器同時釋放（合閘），SBL 和SBR 開關(guān)導(dǎo)通，X21 輸出高電壓信號；當(dāng)2 組制動器同時提起（松閘），SBL 和SBR 斷開時，X21 輸出為低電平信號?？刂葡到y(tǒng)通過X21 信號變化進(jìn)而檢測制動器的提起或釋放。

圖3 制動器回路電氣原理圖

經(jīng)了解該檢測開關(guān)調(diào)整有一定技術(shù)要求且比較費(fèi)時，需保證兩側(cè)檢測開關(guān)動作的同步性，兩側(cè)檢測開關(guān)調(diào)整不到位時控制板易報故障使得電梯停止運(yùn)行，故障率較高，因此維保人員擅自修改了線路。檢驗現(xiàn)場制動器檢測電路如圖4 所示，與圖3 對比可知，圖4 所示的X21 信號只能檢測一組制動器的提起或釋放動作，另一組制動器檢測開關(guān)未接入制動器檢測電路。

圖4 檢驗現(xiàn)場制動器檢測電路示意圖

●1.1.3 風(fēng)險分析

本案例中出廠時的制動器故障檢測電路為左、右檢測開關(guān)常閉并聯(lián)反饋給主板的X21 接口，該型式的檢測電路因左、右檢測開關(guān)為并聯(lián)關(guān)系存在安全隱患。若其中一組制動器未能及時釋放，X21 檢測點(diǎn)同樣為高電平信號，不能監(jiān)測單組制動器未釋放的隱患情況，可能因制動器制動力不足導(dǎo)致電梯沖頂、蹲底等事故。

檢驗現(xiàn)場因私自修改制動器故障檢測電路，修改后只能監(jiān)測其中一組制動器的提起或釋放的動作，無法監(jiān)測另一組制動器的提起或釋放，進(jìn)一步降低了安全等級。當(dāng)功能有效的檢測開關(guān)所在的那組制動器提起時，另外一組制動器未完全提起，且無法監(jiān)測該組制動器的動作狀態(tài)，控制系統(tǒng)不會報故障使電梯停梯，電梯很可能出現(xiàn)單側(cè)拖閘運(yùn)行，出現(xiàn)制動力不足或失效的情況，將導(dǎo)致電梯沖頂、蹲底等重大安全事故。因此私自修改后的制動器故障檢測電路比出廠時的電路又多了此類風(fēng)險。

1.2 屏蔽制動器故障保護(hù)功能案例及隱患分析

●1.2.1 安全隱患情況

2022 年4 月，對某小區(qū)2021 年10 月出廠的4 臺型號為E550 的電梯進(jìn)行監(jiān)督檢驗，通過模擬測試制動器的故障保護(hù)功能發(fā)現(xiàn)該功能失效，存在安全隱患。

●1.2.2 問題原因

制動器回路電氣原理圖如圖5 所示，紅色虛線框內(nèi)為制動器故障檢測電路。SBL、SBR 為制動器左右檢測開關(guān)，左右開關(guān)常閉并聯(lián)反饋給主板X21，X21為開關(guān)量輸入，301 為直流24 V 輸入。當(dāng)電梯停止時制動器釋放，SBL 和SBR 開關(guān)導(dǎo)通，輸出高電壓信號。

圖5 制動器回路電氣原理圖

檢驗現(xiàn)場檢查制動器檢測開關(guān)接線無異常后通過服務(wù)器查看了F5-21 參數(shù)設(shè)置情況（見圖6），部分F5 組端子功能參數(shù)調(diào)試見表1。發(fā)現(xiàn)X21 端子參數(shù)設(shè)置為00，即檢測功能無效，該功能被屏蔽；修改F5-21 的參數(shù)為58，即設(shè)置制動器檢測開關(guān)為常閉，再模擬測試制動器的故障保護(hù)功能，該功能有效。

表1 部分F5 組端子功能參數(shù)調(diào)試表

圖6 F5-21 參數(shù)設(shè)置情況

●1.2.3 風(fēng)險分析

本案例中的F5-21 設(shè)置為00，即制動器的監(jiān)測功能被屏蔽，監(jiān)測功能無效，當(dāng)制動器提起（或釋放）過程出現(xiàn)卡阻，造成制動器無法抱閘或制動力不足時，檢測開關(guān)無法監(jiān)測制動器的提起或釋放狀態(tài)，會發(fā)生電梯沖頂、蹲底等重大安全事故。

另外本案例中的制動器故障保護(hù)檢測電路為左、右檢測開關(guān)常閉并聯(lián)反饋給主板的一個X21 接口，該型式的檢測電路也存在安全隱患，左、右檢測開關(guān)為并聯(lián)關(guān)系，若其中一組制動器未能及時釋放，X21 檢測點(diǎn)同樣為高電平信號，不能及時監(jiān)測單組制動器未釋放的隱患情況，同樣可能因制動器制動力不足導(dǎo)致電梯沖頂、蹲底等事故。

2 常見幾種檢測電路工作原理及隱患分析

常見檢測電路主要分為3 種接線方式[3，4]。第1 種最為常見，即2 組檢測開關(guān)并聯(lián)反饋給某個檢測點(diǎn)，上述案例均為此類型；第2 種為2 組檢測開關(guān)串聯(lián)反饋給某個檢測點(diǎn)；第3 種為2 組檢測開關(guān)單獨(dú)設(shè)置，獨(dú)立反饋給各自的檢測點(diǎn)，即2 個開關(guān)2 個檢測點(diǎn)。為了方便下文描述，特將制動器的動作狀態(tài)分為提起或釋放，制動器提起即為制動器松閘狀態(tài)，制動器釋放即為制動器抱閘狀態(tài)，下文的探討基于系統(tǒng)正常得電狀態(tài)下的探討，不包括外電網(wǎng)斷電的情況。另外這3 種類型又各自分為常開連接和常閉連接2 種接線方式，這里的常開常閉指的是電梯停梯制動器釋放狀態(tài)下檢測開關(guān)的導(dǎo)通情況，下面將探討這3 種類型檢測電路各自的工作原理及隱患分析。

2.1 并聯(lián)接線方式

●2.1.1 常閉并聯(lián)連接

檢測開關(guān)常閉并聯(lián)連接方式電氣示意圖如圖7 所示，與圖3 示意圖類似，其中MCB 為控制板，X1 為開關(guān)量輸入的檢測點(diǎn)，SL 和SR 分別為左、右檢測開關(guān)，常閉連接，V-DC 為直流電壓輸入。當(dāng)電梯停止運(yùn)行制動器釋放時，X1 檢測點(diǎn)為高電壓信號；電梯運(yùn)行時，制動器提起，SL 和SR 開關(guān)斷開，X1 檢測點(diǎn)為低電平；當(dāng)電梯運(yùn)行時，一組及以上的制動器未提起時，此時X1 檢測點(diǎn)為高電平，則系統(tǒng)立即報故障停梯，起到故障保護(hù)作用。因此控制系統(tǒng)根據(jù)X1 檢測點(diǎn)的開關(guān)量信號監(jiān)測制動器的動作狀態(tài)。

圖7 常閉并聯(lián)接線示意圖

但當(dāng)電梯的2 組制動器在電梯停止運(yùn)行時，若其中一組未完全釋放，示意圖如圖8 所示，即右側(cè)制動器未完全釋放，該檢測電路并不能監(jiān)測此種隱患，為危險狀態(tài)。

圖8 某組制動器未釋放時檢測情況

●2.1.2 常開并聯(lián)連接

檢測開關(guān)常開并聯(lián)連接方式電氣示意圖如圖9 所示，X1 為開關(guān)量輸入的檢測點(diǎn)，SL 和SR 分別為監(jiān)測制動器動作狀態(tài)的左、右檢測開關(guān)。當(dāng)電梯停止運(yùn)行制動器釋放時，SL 和SR 斷開，X1 檢測點(diǎn)為低電平信號；當(dāng)電梯正常運(yùn)行制動器提起時，SL 和SR 接通，X1 為高電壓信號；當(dāng)其中一組及以上制動器在電梯停止運(yùn)行時未完全釋放，即SL 或SR 導(dǎo)通時，X1 為高電壓信號，則立即報故障?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)X1 檢測點(diǎn)的開關(guān)量信號變化監(jiān)測制動器的動作狀態(tài)。

圖9 常開并聯(lián)接線示意圖

但當(dāng)電梯在運(yùn)行過程中，某組制動器未完全提起時，如圖10 所示，即右側(cè)制動器未完全提起時，X1檢測點(diǎn)依舊為高電壓信號，控制系統(tǒng)不能監(jiān)測此類故障隱患，為危險狀態(tài)。

圖10 某組制動器未提起時檢測情況

此種并聯(lián)接線方式，對兩側(cè)制動器的間隙及提起或釋放的同步性均有較高要求，加之檢測開關(guān)常選用微動開關(guān)，較靈敏，當(dāng)2 組制動器動作不同步時，該電路易報故障停梯，而完全解決此故障需要調(diào)整制動器間隙，較費(fèi)時。因此常見維保人員修改為圖4 所示的電路或修改接口參數(shù)屏蔽此檢測功能。

2.2 串聯(lián)接線方式

●2.2.1 常閉串聯(lián)連接

常閉串聯(lián)連接方式如圖11 所示，跟上述并聯(lián)方式同理可知，當(dāng)電梯停止運(yùn)行制動器釋放時，SL 和SR導(dǎo)通，X1 檢測點(diǎn)為高電壓信號；當(dāng)電梯運(yùn)行時，SL和SR 斷開，X1 檢測點(diǎn)為低電平；若其中一組及以上制動器在電梯停止運(yùn)行時未完全釋放，則SL 或SR 斷開，X1 檢測點(diǎn)為低電平，控制系統(tǒng)立即報故障，起到保護(hù)作用[3-4]。

圖11 常閉串聯(lián)接線示意圖

但當(dāng)電梯在運(yùn)行過程中，某組制動器未提起時，由于另一組制動器已提起，X1 檢測點(diǎn)為低電平，如圖12 所示，控制系統(tǒng)不能監(jiān)測此類隱患情況，為危險狀態(tài)。

圖12 某組制動器未提起時檢測情況

●2.2.2 常開串聯(lián)連接

常開串聯(lián)連接方式如圖13 所示。當(dāng)電梯停止運(yùn)行制動器釋放時，SL 和SR 斷開，X1 檢測點(diǎn)為低電平；當(dāng)電梯運(yùn)行時，SL 和SR 導(dǎo)通，X1 檢測點(diǎn)為高電壓信號；若電梯在運(yùn)行過程中其中一組及以上的制動器未提起時，意味著制動器未提起側(cè)的檢測開關(guān)斷開，控制系統(tǒng)檢測點(diǎn)為低電平，控制系統(tǒng)報故障停梯，起到保護(hù)作用。

圖13 常開串聯(lián)接線示意圖

但當(dāng)電梯在停梯制動狀態(tài)，某組制動器未釋放時，由于SL 和SR 串聯(lián)關(guān)系，檢測點(diǎn)為低電平，如圖14所示，控制系統(tǒng)不能監(jiān)測此類故障，存在安全隱患，為危險狀態(tài)。

圖14 某組制動器未釋放時檢測情況

2.3 單獨(dú)反饋（2 個檢測點(diǎn)）

常閉單獨(dú)反饋連接方式如圖15 所示，常開單獨(dú)反饋跟此結(jié)構(gòu)相似，不再贅述。SL 和SR 檢測開關(guān)分別接到X1 和X2 檢測點(diǎn)。當(dāng)電梯停止運(yùn)行制動器釋放后，2 個檢測開關(guān)導(dǎo)通，X1 和X2 均為高電平；當(dāng)電梯運(yùn)行時制動器提起，如圖16 所示，X1 和X2 檢測點(diǎn)均為低電平；當(dāng)某組制動器出現(xiàn)卡阻等機(jī)械故障時，X1和X2 檢測點(diǎn)會出現(xiàn)異常，控制系統(tǒng)立即報故障停梯，起到保護(hù)作用。

圖15 常閉單獨(dú)反饋示意圖（釋放狀態(tài)）

圖16 制動器提起狀態(tài)檢測情況

通過對上述3 種接線方式分析可知，單獨(dú)反饋接線相比并聯(lián)連接和串聯(lián)連接反饋給單一檢測點(diǎn)的情況安全性更高，安全完整性更佳。上述電路連接方式硬件接線必須跟軟件調(diào)試匹配。例如接線方式為常閉并聯(lián)反饋給某個檢測點(diǎn)，則調(diào)試相應(yīng)接口參數(shù)設(shè)置必須匹配常閉連接電路，如圖5 和表1 所示，圖5 為常閉并聯(lián)反饋給X21，則相應(yīng)調(diào)試參數(shù)F5-21 應(yīng)設(shè)置為58 即抱閘檢測開關(guān)常閉，若為常開并聯(lián)反饋給X21，則相應(yīng)調(diào)試參數(shù)F5-21 應(yīng)設(shè)置為26，即抱閘檢測開關(guān)常開。

還有一種制動器故障保護(hù)是采用監(jiān)測制動器線圈電流監(jiān)測制動器的提起，當(dāng)電梯運(yùn)行時，制動器線圈得電，線圈有電流，利用電流傳感器采集線圈電流，監(jiān)測到線圈電流后則表明制動器被提起，當(dāng)某一組制動器線圈失電后，另一組制動器應(yīng)立即合閘并報故障，起到制動器故障保護(hù)作用。該檢測方式相比上述3 種機(jī)械或光電開關(guān)不常見。

3 制動器故障保護(hù)功能的檢驗要點(diǎn)

3.1 目測檢查

在實(shí)際檢驗過程中，目測是最常見的檢驗方式，制動器故障保護(hù)主要用于監(jiān)測制動器提起或釋放的動作狀態(tài)，常見檢測開關(guān)來檢測此狀態(tài)[1]。制動器故障保護(hù)主要檢查制動器故障保護(hù)相關(guān)電路是否符合要求，檢測開關(guān)設(shè)置是否在制動器提起或釋放動作行程范圍內(nèi)，目的是為后續(xù)模擬操作試驗做準(zhǔn)備[5]。具體檢查內(nèi)容如下：

1)檢查采用何種方式監(jiān)測制動器的提起或釋放，常見為機(jī)械或光電開關(guān)監(jiān)測制動器的提起或釋放，另一種為監(jiān)測制動器線圈電流監(jiān)測制動器的提起情況。

2）檢查制動器相關(guān)電路的電氣原理圖，若是檢測開關(guān)監(jiān)測制動器提起或釋放，辨識是何種連接方式，主要辨識現(xiàn)場接線和檢測點(diǎn)是否與提供的出廠圖紙一致。

3）目測檢查檢測開關(guān)在制動器提起或釋放過程中有無有效動作，檢測開關(guān)設(shè)置是否在制動器提起或釋放動作行程范圍內(nèi)。

4）制動器提起或釋放的監(jiān)測對制動器的每次提起或釋放都需要監(jiān)測，因此目測檢測開關(guān)的固定情況很有必要。

以上目測檢查主要目的是核實(shí)電氣原理圖與現(xiàn)場實(shí)物是否一致，現(xiàn)場為何種檢測方式，為后續(xù)模擬操作試驗做測試前準(zhǔn)備[5]。

3.2 模擬操作試驗

模擬操作試驗在外觀檢查無異常后進(jìn)行，具體試驗內(nèi)容因檢測方案的不同有所區(qū)別，下文將介紹檢測開關(guān)（機(jī)械或光電式）采集動作信號和監(jiān)測制動器線圈電流2 種不同方案的檢驗要點(diǎn)。

1）檢測開關(guān)檢測制動器提起或釋放。在上述目測檢測的基礎(chǔ)上進(jìn)行，首先確認(rèn)檢測電路是檢測制動器的提起還是釋放。當(dāng)電梯停止運(yùn)行，制動器處于合閘狀態(tài)時，檢測開關(guān)保持動作的狀態(tài)為檢測制動器的釋放；當(dāng)電梯運(yùn)行，制動器為松閘狀態(tài)時，檢測開關(guān)保持動作的狀態(tài)為檢測制動器的提起。模擬操作時應(yīng)對每一組制動器檢測開關(guān)進(jìn)行測試，具體操作如下：

（1）對于檢測制動器釋放的檢測開關(guān)模擬試驗時，利用工具（如螺絲刀等工具）讓開關(guān)保持在動作狀態(tài)，然后給電梯運(yùn)行指令或呼梯，最遲在電梯到達(dá)下一個服務(wù)層站停梯合閘時控制系統(tǒng)報故障，且電梯退出正常運(yùn)行。

（2）對于檢測制動器提起的開關(guān)模擬試驗時，找到檢測開關(guān)在控制柜處或制動器接線盒內(nèi)的接線端子，斷開檢測開關(guān)的接線，電梯應(yīng)退出正常運(yùn)行，制動器應(yīng)立即合閘并報故障。

2）監(jiān)測制動器線圈電流來檢測制動器提起。對于采用監(jiān)測制動器線圈電流檢測制動器動作狀態(tài)的方案，相關(guān)人員在模擬操作時可單獨(dú)切斷某組制動器的線圈供電，特別注意的是在切斷線圈供電時做好安全防護(hù)，切斷線圈供電后給電梯運(yùn)行指令或呼梯，被切斷電源的那組制動器不動作，另一組制動器在松閘后應(yīng)立即合閘并報故障，電梯退出正常運(yùn)行。

3.3 測試后恢復(fù)

模擬測試后應(yīng)恢復(fù)至原有的功能，有涉及拆線或拆除線盒的情況時，在模擬操作試驗結(jié)束后應(yīng)恢復(fù)原有接線和蓋好線盒，最后驗證電梯運(yùn)行情況確保已恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語

制動器的重要性不言而喻，對制動器動作情況的有效監(jiān)測可以減少因制動器機(jī)械卡阻導(dǎo)致的安全事故。然而各電梯廠使用的本廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致制動器的監(jiān)測電路有差異，部分廠家的檢測電路仍需優(yōu)化和改進(jìn)[6]?？紤]到維保單位在日常的維護(hù)保養(yǎng)或修理過程中可能取消制動器故障保護(hù)功能，因此建議制造廠家提高后續(xù)投入市場的電梯安全性能，建議將制動器故障保護(hù)功能的接口參數(shù)出廠時設(shè)置為有效數(shù)值，且相關(guān)參數(shù)在出廠后無論電梯控制器處于運(yùn)行或非運(yùn)行狀態(tài)均不可修改，電梯制動器動作異常后制動器故障保護(hù)功能有效，只有消除制動器動作異常后電梯才能正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。

維保單位應(yīng)增強(qiáng)風(fēng)險意識，在日常維護(hù)保養(yǎng)或修理過程中及時檢查制動器故障保護(hù)功能，確保功能的有效性，并嚴(yán)格按照TSG T5002—2017《電梯維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》及電梯制造廠家的使用維護(hù)保養(yǎng)說明書等內(nèi)容要求維護(hù)保養(yǎng)電梯，不得私自取消制動器故障保護(hù)功能。

法定檢驗對電梯的運(yùn)行情況及電梯的安全保護(hù)裝置的有效性驗證是保障電梯正常運(yùn)行的最低要求，檢驗人員在日常檢驗過程中要加強(qiáng)對檢規(guī)或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的理解，重視電氣原理圖的查看和理解，注重目測和對模擬操作試驗的檢查，增強(qiáng)電梯檢驗風(fēng)險意識，嚴(yán)格按照安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行檢驗，認(rèn)真履行檢驗職責(zé)[6]。