轿厢意外移动保护装置的分析与设计

杨新建

摘要：随着高层建筑的不断发展，人们对电梯的使用越来越频繁，然而由于电梯设计缺陷、违规操作等原因，电梯事故也不断增加，其中由于电梯轿厢的意外移动引起的事故最为严重和频繁。当电梯厅门处于打开或关闭过程中，电梯是处于停止运行状态的，而由于机械部件或者控制系统的故障，电梯轿厢发生意外移动，脱离平层区域，会造成正在进出轿厢的乘客被剪切致伤甚至致死，引发严重的安全事故。为了解决上述问题，电梯需要增加轿厢移动移动保护装置，用于防止驱动主机或者控制系统的失效引起的轿厢非平层时发生意外移动，并且要求制停距离必须控制在安全范围内，避免乘客出入轿厢发生伤害的危险，由此GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单对轿厢移动移动保护装置的功能和作用提出了严格要求。

关键词：轿厢 意外移动 保护装置分析 设计要求

一、轿厢意外移动保护装置的设计要求

针对频发的轿厢入口意外伤亡事故，GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单第9.11章节中提出了轿厢意外移动保护装置的要求，即在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下，需要增加保护装置防止轿厢因驱动主机或控制系统的失效引起的意外移动。该装置应能够检测到轿厢离开层站的意外移动状况及移动距离，并应制停轿厢且使其保持停止状态，该装置的制停部件通常作用在轿厢、钢丝绳、曳引轮等任一部件上，也可以与超速保护装置共用。

为了保证轿厢意外移动的安全空间，修改单中也对轿厢意外移动保护装置的制停距离提出了要求，在轿厢离开层站向上或向下移动时，从制停部件得到相应起作用后到有效制停，轿厢下行移动的距离不大于1.20m，且层门地坎与轿厢门相之间的垂直距离不小于1.00m，轿厢上行移动时层门地坎与轿厢护脚板最低部分之间的垂直距离不大于0.20m，且轿厢地坎与层门门楣之间的垂直距离不小于1.00m，如图1所示。

二、常用的轿厢意外移动保护装置

常用的轿厢意外移动保护装置主要包括检测系统和制停部件，由检测系统测试轿厢意外移动的距离，当轿厢意外移动超过预设值后，触发制停部件实现轿厢制停，制停部件主要作用在悬挂系统或曳引轮上，可以快速有效的制动轿厢。现有的轿厢意外移动保护装置的制停部件通常作用在钢丝绳上或轿厢上，主要采用夹绳器或夹轨器或安全钳，检测装置主要采用限速器，通过限速器转动时的脉冲计数检测轿厢的移动距离，当检测到轿厢移动距离超出要求值时，通过限速器的连杆机构带动制停部件来阻止轿厢移动，夹绳器动作后夹紧钢丝绳实现制停轿厢，夹轨器和安全钳动作后夹紧导轨实现制停轿厢。

有的轿厢意外移动保护装置的检测系统设置在控制主板上，通过控制系统来检测及控制轿厢移动情况并发出制停指令。这种保护装置通过在主控芯片上设置程序，附设安全电路板，安全电路板连接有两个位置传感器，用于检测电梯轿厢位置，这两个位置传感器对应两个端子，端子的外接电路与制停部件串接，当位置传感器检测到轿厢离开平层区域时，端子处于断开状态，主控芯片发出信号到安全电路板，安全电路板发出信号到制停部件，最终制停部件动作制停轿厢，防止电梯轿厢的意外移动，保障电梯的运行安全，整个保护装置的工作原理如图2所示。

三、改进的轿厢意外移动保护装置

常用的电梯轿厢意外移动保护装置，通过检测轿厢平层位置与实际位置来判断电梯轿厢所处状态，在确定电梯意外移动时装置启动，夹绳器，夹轮器，夹轨器实现轿厢制停，阻止轿厢的进一步意外移动，可有效避免危险的剪切事故，但是这种装置只有在电梯轿厢出现了意外移动后，电梯的主控系统才通过限速器、安全钳等进行制动控制，并没有从根本上防止电梯轿厢的意外移动。因此，要更好的解决电梯轿厢意外移动引起的危险，需要从轿厢意外移动起始至发生过程进行有效的检测，并快速安全的制止电梯轿厢的意外移动，进行全过程的控制。

改进后的电梯轿厢意外移动保护装置包括电梯主控板、限速器相连、安全钳和安全检测开关及测距装置，电梯主控板与测距装置相连，通过测量电梯轿厢的两个轿门之间的距离，由电梯主控板向限速器发送触发信号使所限速器的棘爪、棘轮啮合，且电梯主控板控制安全检测开关断开。

（一）测距装置

在电梯轿厢的轿门上安装两个测距装置，左轿门的上侧靠近顶端的位置安装测距装置的发射探头，右轿门的上侧靠近顶端的位置安装有测距装置的接收探头：左轿门的下侧靠近底端的位置安装有测距装置的接收探头，右轿门的下侧靠近底端的位置安装有测距装置的发射探头，如图3所示。测距装置要与电梯的主控板相连，电梯轿厢开关门时左右轿门的距离会通过测距装置传输到主控板，因此应事先预设安全距离为150mm或120mm或100mm，通常预设安全距离的设定值以两个轿门之间不足以容纳一个人为准，其取值范围可在90mm至200mm之间，而且两个测距装置可以采用并联形式，采用两个测距装置可保证两个轿门之间距离检测的可靠性。另外，电梯轿门上通常都安装有光幕检测装置，以防止乘客进出电梯过程中电梯轿门关闭夹伤乘客，但是，常用的红外发射管、红外接收管仍然仅用于检测两个轿门之间是否有遮挡物，不能防止电梯轿厢的意外移动，因此测距装置可以采用激光测距传感器、红外测距传感器或超声波测距传感器。

（二）控制装置及工作原理

该轿厢意外移动保护装置的电梯主控板与测距装置相连，由测距装置发出的信号来可控制安全检测开关及限速器的动作，工作原理如图4所示。通过上述测距装置可以检测电梯轿厢的两个轿门之间的距离，当两个轿门之间的距离大于预设安全距离时，电梯主控板可控制安全检测开关断开以防止电梯曳引机转动，实现电气锁止保护：电梯主控板还同时控制限速器动作使得限速器的棘爪、棘轮啮合，如果电梯轿厢意外移动，限速器会立刻驱动安全钳动作防止电梯轿厢进一步意外移动，通过机械结构实现安全防护。在电梯轿门关闭过程中，当两个轿门之间的距离小于等于预设安全距离时，电梯主控板控制向限速器发送解除信号使限速器的棘爪、棘轮脱离，且电梯主控板控制安全檢测开关闭合使得电梯曳引机可正常工作。

该控制装置及方法，可通过检测电梯轿厢的两个轿门之间的距离防止电梯轿厢意外移动，通过双重的电气保护和机械结构防护可从根本上杜绝电梯轿厢意外移动的发生，安全可靠性高。另外，此装置能够充分利用原有的电梯电气、机械结构，仅需在现用轿门上增设测距装置，并且增加电梯主控板上的控制程序，对现有结构改动较小，成本低。

结束语：轿厢意外移动引发的电梯事故已经引起各方注意，《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单中也提出了明确要求，轿厢意外移动保护装置必须能够在轿厢超出要求位置时能够及时制停，防止轿厢意外移动时出现夹人现象，以保障人民的生命安全。新型的轿厢意外移动控制装置可通过检测电梯轿厢的两个轿门之间的距离，与主控程序设置的预设值作比较，一旦轿门之间的距离超过危险值，立即通过双重的电气保护和机械结构防护，快速有效的制停轿厢，从根本上杜绝电梯轿厢意外移动的发生，安全性及可靠性得到显著提高。