电梯制动器故障保护功能隐患分析及检验要点探讨

王 超

（广东省特种设备检测研究院肇庆检测院 肇庆 526000）

电梯制动器是重要的安全部件，制动系统的可靠安全运行是保障电梯正常运行的条件[1]。近年来由于电梯制动系统失效造成的事故不断见诸报端，如2020年12 月，安徽省合肥市发生1 起制动器失效导致轿厢冲顶案例；2021 年5 月，广东省湛江市发生1 起因制动器失效导致轿厢冲顶，造成1 名乘客死亡的事故，这些事故和案例时刻敲响安全警钟。制动器如果出现故障且未加以有效监测将直接影响电梯安全运行，制动器的故障保护功能的目的是监测每次电梯制动器的动作状态，从而减少因制动器提起（或释放）卡阻引发的事故[1-2]。

而目前市场上各制造厂家对制动器的故障保护功能设计各有不同，检测电路和接线方式也各有不同。本文从日常检验过程中遇到的相关案例出发，对各检测电路的工作原理展开分析，总结各自检测电路存在的隐患情况，并提出建议，最后探讨其检验要点。

1 两则电梯制动器故障保护功能检验案例及隐患分析

1.1 私自修改检测电路案例及隐患分析

●1.1.1 安全隐患情况

2021 年10 月，对某小区的12 台M1000W17S-CO型号的电梯定检，发现电梯的其中一组制动器检测开关（见图1）失效，检测开关未接入检测电路（见图2）；另一组检测开关工作正常。不能有效地检测2 组制动器的提起（或释放），存在安全隐患。

图1 检测开关外观实物图

图2 检测开关未接入检测回路

●1.1.2 问题原因

制动器检测电路相关示意图如图3 所示，SBL 和SBR 分别为制动器左右检测开关，检测开关常闭并联反馈给控制主板的X21 接口。当2 组制动器同时释放（合闸），SBL 和SBR 开关导通，X21 输出高电压信号；当2 组制动器同时提起（松闸），SBL 和SBR 断开时，X21 输出为低电平信号。控制系统通过X21 信号变化进而检测制动器的提起或释放。

图3 制动器回路电气原理图

经了解该检测开关调整有一定技术要求且比较费时，需保证两侧检测开关动作的同步性，两侧检测开关调整不到位时控制板易报故障使得电梯停止运行，故障率较高，因此维保人员擅自修改了线路。检验现场制动器检测电路如图4 所示，与图3 对比可知，图4 所示的X21 信号只能检测一组制动器的提起或释放动作，另一组制动器检测开关未接入制动器检测电路。

图4 检验现场制动器检测电路示意图

●1.1.3 风险分析

本案例中出厂时的制动器故障检测电路为左、右检测开关常闭并联反馈给主板的X21 接口，该型式的检测电路因左、右检测开关为并联关系存在安全隐患。若其中一组制动器未能及时释放，X21 检测点同样为高电平信号，不能监测单组制动器未释放的隐患情况，可能因制动器制动力不足导致电梯冲顶、蹲底等事故。

检验现场因私自修改制动器故障检测电路，修改后只能监测其中一组制动器的提起或释放的动作，无法监测另一组制动器的提起或释放，进一步降低了安全等级。当功能有效的检测开关所在的那组制动器提起时，另外一组制动器未完全提起，且无法监测该组制动器的动作状态，控制系统不会报故障使电梯停梯，电梯很可能出现单侧拖闸运行，出现制动力不足或失效的情况，将导致电梯冲顶、蹲底等重大安全事故。因此私自修改后的制动器故障检测电路比出厂时的电路又多了此类风险。

1.2 屏蔽制动器故障保护功能案例及隐患分析

●1.2.1 安全隐患情况

2022 年4 月，对某小区2021 年10 月出厂的4 台型号为E550 的电梯进行监督检验，通过模拟测试制动器的故障保护功能发现该功能失效，存在安全隐患。

●1.2.2 问题原因

制动器回路电气原理图如图5 所示，红色虚线框内为制动器故障检测电路。SBL、SBR 为制动器左右检测开关，左右开关常闭并联反馈给主板X21，X21为开关量输入，301 为直流24 V 输入。当电梯停止时制动器释放，SBL 和SBR 开关导通，输出高电压信号。

图5 制动器回路电气原理图

检验现场检查制动器检测开关接线无异常后通过服务器查看了F5-21 参数设置情况（见图6），部分F5 组端子功能参数调试见表1。发现X21 端子参数设置为00，即检测功能无效，该功能被屏蔽；修改F5-21 的参数为58，即设置制动器检测开关为常闭，再模拟测试制动器的故障保护功能，该功能有效。

表1 部分F5 组端子功能参数调试表

图6 F5-21 参数设置情况

●1.2.3 风险分析

本案例中的F5-21 设置为00，即制动器的监测功能被屏蔽，监测功能无效，当制动器提起（或释放）过程出现卡阻，造成制动器无法抱闸或制动力不足时，检测开关无法监测制动器的提起或释放状态，会发生电梯冲顶、蹲底等重大安全事故。

另外本案例中的制动器故障保护检测电路为左、右检测开关常闭并联反馈给主板的一个X21 接口，该型式的检测电路也存在安全隐患，左、右检测开关为并联关系，若其中一组制动器未能及时释放，X21 检测点同样为高电平信号，不能及时监测单组制动器未释放的隐患情况，同样可能因制动器制动力不足导致电梯冲顶、蹲底等事故。

2 常见几种检测电路工作原理及隐患分析

常见检测电路主要分为3 种接线方式[3，4]。第1 种最为常见，即2 组检测开关并联反馈给某个检测点，上述案例均为此类型；第2 种为2 组检测开关串联反馈给某个检测点；第3 种为2 组检测开关单独设置，独立反馈给各自的检测点，即2 个开关2 个检测点。为了方便下文描述，特将制动器的动作状态分为提起或释放，制动器提起即为制动器松闸状态，制动器释放即为制动器抱闸状态，下文的探讨基于系统正常得电状态下的探讨，不包括外电网断电的情况。另外这3 种类型又各自分为常开连接和常闭连接2 种接线方式，这里的常开常闭指的是电梯停梯制动器释放状态下检测开关的导通情况，下面将探讨这3 种类型检测电路各自的工作原理及隐患分析。

2.1 并联接线方式

●2.1.1 常闭并联连接

检测开关常闭并联连接方式电气示意图如图7 所示，与图3 示意图类似，其中MCB 为控制板，X1 为开关量输入的检测点，SL 和SR 分别为左、右检测开关，常闭连接，V-DC 为直流电压输入。当电梯停止运行制动器释放时，X1 检测点为高电压信号；电梯运行时，制动器提起，SL 和SR 开关断开，X1 检测点为低电平；当电梯运行时，一组及以上的制动器未提起时，此时X1 检测点为高电平，则系统立即报故障停梯，起到故障保护作用。因此控制系统根据X1 检测点的开关量信号监测制动器的动作状态。

图7 常闭并联接线示意图

但当电梯的2 组制动器在电梯停止运行时，若其中一组未完全释放，示意图如图8 所示，即右侧制动器未完全释放，该检测电路并不能监测此种隐患，为危险状态。

图8 某组制动器未释放时检测情况

●2.1.2 常开并联连接

检测开关常开并联连接方式电气示意图如图9 所示，X1 为开关量输入的检测点，SL 和SR 分别为监测制动器动作状态的左、右检测开关。当电梯停止运行制动器释放时，SL 和SR 断开，X1 检测点为低电平信号；当电梯正常运行制动器提起时，SL 和SR 接通，X1 为高电压信号；当其中一组及以上制动器在电梯停止运行时未完全释放，即SL 或SR 导通时，X1 为高电压信号，则立即报故障。控制系统根据X1 检测点的开关量信号变化监测制动器的动作状态。

图9 常开并联接线示意图

但当电梯在运行过程中，某组制动器未完全提起时，如图10 所示，即右侧制动器未完全提起时，X1检测点依旧为高电压信号，控制系统不能监测此类故障隐患，为危险状态。

图10 某组制动器未提起时检测情况

此种并联接线方式，对两侧制动器的间隙及提起或释放的同步性均有较高要求，加之检测开关常选用微动开关，较灵敏，当2 组制动器动作不同步时，该电路易报故障停梯，而完全解决此故障需要调整制动器间隙，较费时。因此常见维保人员修改为图4 所示的电路或修改接口参数屏蔽此检测功能。

2.2 串联接线方式

●2.2.1 常闭串联连接

常闭串联连接方式如图11 所示，跟上述并联方式同理可知，当电梯停止运行制动器释放时，SL 和SR导通，X1 检测点为高电压信号；当电梯运行时，SL和SR 断开，X1 检测点为低电平；若其中一组及以上制动器在电梯停止运行时未完全释放，则SL 或SR 断开，X1 检测点为低电平，控制系统立即报故障，起到保护作用[3-4]。

图11 常闭串联接线示意图

但当电梯在运行过程中，某组制动器未提起时，由于另一组制动器已提起，X1 检测点为低电平，如图12 所示，控制系统不能监测此类隐患情况，为危险状态。

图12 某组制动器未提起时检测情况

●2.2.2 常开串联连接

常开串联连接方式如图13 所示。当电梯停止运行制动器释放时，SL 和SR 断开，X1 检测点为低电平；当电梯运行时，SL 和SR 导通，X1 检测点为高电压信号；若电梯在运行过程中其中一组及以上的制动器未提起时，意味着制动器未提起侧的检测开关断开，控制系统检测点为低电平，控制系统报故障停梯，起到保护作用。

图13 常开串联接线示意图

但当电梯在停梯制动状态，某组制动器未释放时，由于SL 和SR 串联关系，检测点为低电平，如图14所示，控制系统不能监测此类故障，存在安全隐患，为危险状态。

图14 某组制动器未释放时检测情况

2.3 单独反馈（2 个检测点）

常闭单独反馈连接方式如图15 所示，常开单独反馈跟此结构相似，不再赘述。SL 和SR 检测开关分别接到X1 和X2 检测点。当电梯停止运行制动器释放后，2 个检测开关导通，X1 和X2 均为高电平；当电梯运行时制动器提起，如图16 所示，X1 和X2 检测点均为低电平；当某组制动器出现卡阻等机械故障时，X1和X2 检测点会出现异常，控制系统立即报故障停梯，起到保护作用。

图15 常闭单独反馈示意图（释放状态）

图16 制动器提起状态检测情况

通过对上述3 种接线方式分析可知，单独反馈接线相比并联连接和串联连接反馈给单一检测点的情况安全性更高，安全完整性更佳。上述电路连接方式硬件接线必须跟软件调试匹配。例如接线方式为常闭并联反馈给某个检测点，则调试相应接口参数设置必须匹配常闭连接电路，如图5 和表1 所示，图5 为常闭并联反馈给X21，则相应调试参数F5-21 应设置为58 即抱闸检测开关常闭，若为常开并联反馈给X21，则相应调试参数F5-21 应设置为26，即抱闸检测开关常开。

还有一种制动器故障保护是采用监测制动器线圈电流监测制动器的提起，当电梯运行时，制动器线圈得电，线圈有电流，利用电流传感器采集线圈电流，监测到线圈电流后则表明制动器被提起，当某一组制动器线圈失电后，另一组制动器应立即合闸并报故障，起到制动器故障保护作用。该检测方式相比上述3 种机械或光电开关不常见。

3 制动器故障保护功能的检验要点

3.1 目测检查

在实际检验过程中，目测是最常见的检验方式，制动器故障保护主要用于监测制动器提起或释放的动作状态，常见检测开关来检测此状态[1]。制动器故障保护主要检查制动器故障保护相关电路是否符合要求，检测开关设置是否在制动器提起或释放动作行程范围内，目的是为后续模拟操作试验做准备[5]。具体检查内容如下：

1)检查采用何种方式监测制动器的提起或释放，常见为机械或光电开关监测制动器的提起或释放，另一种为监测制动器线圈电流监测制动器的提起情况。

2）检查制动器相关电路的电气原理图，若是检测开关监测制动器提起或释放，辨识是何种连接方式，主要辨识现场接线和检测点是否与提供的出厂图纸一致。

3）目测检查检测开关在制动器提起或释放过程中有无有效动作，检测开关设置是否在制动器提起或释放动作行程范围内。

4）制动器提起或释放的监测对制动器的每次提起或释放都需要监测，因此目测检测开关的固定情况很有必要。

以上目测检查主要目的是核实电气原理图与现场实物是否一致，现场为何种检测方式，为后续模拟操作试验做测试前准备[5]。

3.2 模拟操作试验

模拟操作试验在外观检查无异常后进行，具体试验内容因检测方案的不同有所区别，下文将介绍检测开关（机械或光电式）采集动作信号和监测制动器线圈电流2 种不同方案的检验要点。

1）检测开关检测制动器提起或释放。在上述目测检测的基础上进行，首先确认检测电路是检测制动器的提起还是释放。当电梯停止运行，制动器处于合闸状态时，检测开关保持动作的状态为检测制动器的释放；当电梯运行，制动器为松闸状态时，检测开关保持动作的状态为检测制动器的提起。模拟操作时应对每一组制动器检测开关进行测试，具体操作如下：

（1）对于检测制动器释放的检测开关模拟试验时，利用工具（如螺丝刀等工具）让开关保持在动作状态，然后给电梯运行指令或呼梯，最迟在电梯到达下一个服务层站停梯合闸时控制系统报故障，且电梯退出正常运行。

（2）对于检测制动器提起的开关模拟试验时，找到检测开关在控制柜处或制动器接线盒内的接线端子，断开检测开关的接线，电梯应退出正常运行，制动器应立即合闸并报故障。

2）监测制动器线圈电流来检测制动器提起。对于采用监测制动器线圈电流检测制动器动作状态的方案，相关人员在模拟操作时可单独切断某组制动器的线圈供电，特别注意的是在切断线圈供电时做好安全防护，切断线圈供电后给电梯运行指令或呼梯，被切断电源的那组制动器不动作，另一组制动器在松闸后应立即合闸并报故障，电梯退出正常运行。

3.3 测试后恢复

模拟测试后应恢复至原有的功能，有涉及拆线或拆除线盒的情况时，在模拟操作试验结束后应恢复原有接线和盖好线盒，最后验证电梯运行情况确保已恢复正常。

4 结束语

制动器的重要性不言而喻，对制动器动作情况的有效监测可以减少因制动器机械卡阻导致的安全事故。然而各电梯厂使用的本厂技术标准导致制动器的监测电路有差异，部分厂家的检测电路仍需优化和改进[6]。考虑到维保单位在日常的维护保养或修理过程中可能取消制动器故障保护功能，因此建议制造厂家提高后续投入市场的电梯安全性能，建议将制动器故障保护功能的接口参数出厂时设置为有效数值，且相关参数在出厂后无论电梯控制器处于运行或非运行状态均不可修改，电梯制动器动作异常后制动器故障保护功能有效，只有消除制动器动作异常后电梯才能正常运行，实现本质安全。

维保单位应增强风险意识，在日常维护保养或修理过程中及时检查制动器故障保护功能，确保功能的有效性，并严格按照TSG T5002—2017《电梯维护保养规则》及电梯制造厂家的使用维护保养说明书等内容要求维护保养电梯，不得私自取消制动器故障保护功能。

法定检验对电梯的运行情况及电梯的安全保护装置的有效性验证是保障电梯正常运行的最低要求，检验人员在日常检验过程中要加强对检规或相应标准的理解，重视电气原理图的查看和理解，注重目测和对模拟操作试验的检查，增强电梯检验风险意识，严格按照安全技术规范进行检验，认真履行检验职责[6]。