近日,天津某醫院在短短十幾天內,發生了四臺電梯沖頂事故,造成人員受傷;發生事故的電梯為國際知名品牌產品,所用曳引機是知名曳引機廠家生產的永磁同步曳引機,事故的原因是制動
器失效和“封星電路”的設計棄用。事故的發生有偶然因素也有必然因素。說到這里,我們有必要回顧一下電梯上行超速保護的發展歷史。
在GB7588—2003之前的標準中沒有要求上行超速保護裝置,在GB7588—2003中,增加了9.10條;在電梯行業內,衍生出以下幾種方式:
1、限速器+對重安全鉗或限速器+雙向安全鉗(應用不多);
2、限速器+夾繩器;一般針對的是異步電動機的蝸輪副失效后,或者是制動器失效后,只要樓層夠行程,有時間加速,上行超速是必然的,限速器偵測出超速,或機械牽引或電動觸發,夾繩器
動作,使轎廂制停。
3、限速器+與曳引輪同軸一體的制動輪+制動器+封星電路。這種方式是現今行業內非常通行的上行超速保護裝置,針對就是永磁同步無齒電動機驅動的電梯。
在第三種方式中,限速器偵測出超速(無論上下行),制動器動作,并作用于與曳引輪同軸一體的制動輪上,產生制動力矩,使電梯轎廂安全制動停止;當然,國際GB/13435中5.3.6條規定了制
動器部件的閘瓦組件應分兩組獨立裝設,如果其中一組不起作用,制動輪上仍能獲得足夠的制動力,使載有額定載重量的轎廂減速,這一切,基于一個關鍵因素,該制動裝置是可靠的,設計
是合理的;現在的電梯檢驗也止步于此,如果因為制動器的設計制造出現漏洞,或使用維護不當,出現制動器不閉合的情況,發生了“飛車沖頂”,我們的設計中還有“封星電路”,“封星”
是一種通俗的說法,正確的說法是“永磁同步電機的自發電式能耗制動”,當電機斷電時(換速、平層、停車、開門過程中)運行接觸器斷開后,將同步機的定子繞組短接,電梯轎廂將發生能
耗制動下的“溜車”現象(條件是轎廂與對重重量不平衡),這種“溜車”速度很慢,一般在5cm—15cm/s左右,這也是同步機區別于異步機的一大優點。
本次事故的原因是制動器失效和上述的“封星電路”設計棄用,制動器失效后,沒有封星電路的同步機,在轎廂與對重重量不平衡的情況下,電梯除了“飛車”,別無他途。永磁同步電機停
止后“封星”對制動器失效后電梯,起到一定的彌補與保護作用,超碼不會“飛車”,而是“溜車”。
行業內有很多人,認為在變頻器有輸出和電機有速度旋轉的情況下封星是有安全隱患的;在實際操作中,封星專用接觸器的釋放時間不合適,或發生接觸器拉弧,或發生停車舒適感很差,因而
取消使用的企業有很多;而這些在電梯的檢驗中,也是沒有與此相關的檢驗項目,因此,形成隱患。但是筆者認為如果永磁同步電機的電控系統取消“封星”后,它的一切安全基礎就是制動器
,制動器失效,發生飛車是必然的。“封星”雖有缺點,但是永磁同步電機的自發電式能耗制動在現階段會彌補一定的安全風險;當然,我們可以設計出一些更加靈敏的電路來“封星”,如電
機無電流時封星,或零速延時后封星等。
下面,我們再進一步討論一下,永磁同步電機在封星狀態下,溜車就一定安全嗎?我們可以想象,在制動器失效時,轎廂內有超過半載的載重量,會向下溜車,在到達底層,打開廳門后,轎廂
的人員陸續走出轎廂時,隨著載重的減少,轎廂將向上“溜車”,直到頂層,對重壓到緩沖器上停止,雖然上述速度很慢,但這樣安全嗎?
八十年代,天津某醫院,發生過一起這樣的事故,一臺直流電梯在停車時,反激繞組未加上,制動器間隙過大,而發生溜車,速度為20cm/s左右,轎廂有人在電梯緩慢向上移動的過程中,一
直沒有走出轎廂,但在轎廂地坎與廳門上坎還有40-50cm的間隙時,其人慌亂中,要跳出轎廂,結果慘劇發生。現在的永磁同步電機的封星溜車與其很相像。筆者認為它還是有安全隱患的。一
切不受控制的移動,都是有危險和不安全的。
從這里可以看出,生產廠商安全意識的不足,筆者認為“封星”+制動器+限速器作為超速和制動器失效后的保護的設計還是不夠的,應該增加制動器的輔助裝置——輔助制動器,(見GB7588—
2003,12.4.1.2條),具體的作法是,當制動器失效后,由UPS裝置供電的輔助制動器系統,偵測出電梯的非正常移動,電動地執行夾住鋼絲繩的動作,使轎廂制停。
當然,國家標準只是行業內的入門標準,生產商不能只是簡單地“被強制執行”國家標準,作為生產商要制定出高于國家標準的企業標準,生產出更安全的電梯,這是企業的社會責任。