试论电梯的电气控制系统故障

摘要：我国已成为电梯使用量最大的国家，电梯的安全运行关系到人民群众的生命财产安全。电梯在使用过程中经常频繁出现电气控制系统故障，为保证电梯的可靠运行，迅速地排除电气故障，延长电气线路和电气设备的使用寿命，文章对电梯电气控制系统常见故障原因进行了分析。阐述了在电梯检验过程中发现的电气控制中存在的问题，希望电梯制造企业在设计、制造和安装调试过程中加以重视，以提高我国电梯运行的安全性能。
　　　《电梯制造与安装安全规范)GB7588-2003第12.4.3.1条规定：切断制动器电流，至少应用2个独立的电气装置来实现，不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体。当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。
　　电梯必须停机修理故障中，电气控制系统故障占全部故障的80％～90％月前电梯所选的电器元件基本上是一般的机床电器，其结构特点、使用寿命、技术指标等均不能完全适应电梯运行的要求。尤其是继电器、接触器组成的有触点控制的电梯，其接头和触头敏众多，因而事故也比较多，因此电梯故障嗡测保护器已成为电梯不可能缺少的配套装置。一般要求保护器能实时检测被监测电梯的工作及外电源的当前状况，对当前的状况进行实时智能分析，尽可能给出确切结果，对结果不能确定的问题提供警报，要求人工干预，切断电梯拖动及检测到的外电源，提供保护器电源参与援救，包括拖动轿厢到平层，开门放客，提供语言报警、关门，电梯返回基站，可见电源系统是保护器的关键。
1、电梯电气控制：
　　电梯控制技术的发展，始终与安全技术的发展紧密相连。当今电梯安全电气控制的重点是电气安全回路控制。其具体体现为由关键安全控制点设置的安全触点和安全电路组成的电气安全回路，对电梯驱动装置主控电器直接以硬件连接的控制。这种电路结构能够有效防止电磁干扰、软件程序错误对电梯关键安全控制环节的威胁，保证电梯关键安全控制电气环节的可靠性。
　　在目前电梯控制电气结构设计中，电气安全回路对驱动装置主控电器的控制连接，还存在着某些通过程序软件间接连接的设计。特别是电气安全回路中的门锁触点，往往由于各种原因处于直接控制驱动装置主控电器的电气回路之外。有些设计者过分强调微电脑的工作可靠性，忽视了电气安全回路控制点失误后果的严重性，将门锁触点通过程序控制器间接控制驱动装置主控电器，此类控制方式在发生意外干扰时，会造成严重的危险，已有多项事实表明了这种危险。
　　对驱动装置、制动器控制电器这类关键控制电器的故障防护是电梯安全控制的一个重点。由于驱动装置、制动器控制电器的失控将可能直接造成轿厢开门状态运动，极易发生剪切事故。因此，必须对此类电器的工作有效性进行监控。关键电器的双套独立控制加上故障检测是保证安全的必要手段。
2、电气控制系统一般故障检测判断：
　　对于电梯所出现的电气故障要及时判断时修理，以下简要介绍两类电气故障的检查步骤和方法。
　　2.1 短路故障检查方法
　　短路造成的故障有两种情况，一种是电源间短路，短路后产生极大的短路电流，能将熔断器熔体烧毁；由于故障现象明显，对电路分析即能查得排除。另一种是局部电路短路，触点粘合，开关不释放等，这种短路不产生大电流，熔断器保持完好。一般表现为电梯失控或电路上出现某一继电器不能释放。
这时也可根据这一继电器的有关电路进行分段断开，逐步将故障排除。
　　2.2 断路故障检查方法
断路故障一般表现在接头松动、开关和触点接触不良、断线或元件损坏。检查方法可用万用表检查和短路检查法。采用万用表检查断路故障时，可分别用电阻挡和电压挡和电压挡进行测量检查。在使用电阻挡检查时，需断开电路电源，根据电路原理图逐段测量电路的电阻，根据各段电阻值的大小来分析故障点。在使用电压挡进行检查时，需给电路接通电源，然后根据电路原理图逐段测量电路的电压，并根据电压值的大小分析确定故障点。采用短路方法检查，即根据电梯电气控制原理罔，对可能出现故障的触点、开关等部分电路进行短接。短接后，
果故障消除，将说明故障将在这一部分电路，随后缩小范同，重复检查，即可能定故障点。
3、电梯电器、电路控制：
　　3.1 安全电器
　　电梯的关键安全控制部位均有电气安全装置实施控制。电气安全装置须由符合安全触点或安全电路标准的电气部件组成。目前国内盛行将集中串联电气安全装置的电气安全网路通过中继控制电器控制电梯驱动主机供电的设备(主控接触器)。
　　电梯遵循安全规范的前提是首先具有良好的机械和电气常规设计。而有些设计忽视了电梯电气安全回路中继控制电器的控制对象的电气参数。在电气安全回路的中继控制电器元件的选型中，存在着利用普通继电器控制直流电路时选型不当的现象。常见的错误为采用交直流两用继电器作为电气安全回路的中继控制电器时，未考虑继电器的直流负载控制的电路技术参数。另一个值得注意的是控制电器元件的额定值一般均为控制电阻性负载时的额定值，在电梯电气安全回路的中继控制这类电感性负载电路中，相应的控制能力将大幅度下降，电器触点持续拉弧、烧熔、粘连的现象就难以避免。在电气安全回路的中继控制这样的电路中，将可能造成电气安全回路失效的重大危险。
　　随着交流变频技术在电梯上广泛应用。在电梯主拖动、门机拖动方面都采用了交流变频技术。但在控制电器设计选择方面也存在一些问题。最明显的是变频器与电动机之间的接触器的选型。由于电梯交流变频控制的安全需要，许多设计者将变频器与电动机之间加设了接触器。这类设计对接触器的选型都是按照交流工频条件确定。而忽视了变频器输出的电流为交流工频至低频直至直流的变流特性。因为工频交流接触器的分断能力难于有效分断直流电流，因此此类设计在变频器输出的电流为低频交流和直流时，接触器分断时触点问将产生严重拉弧，不能分断直至烧毁的后果。按照安全规范的要求，当变频器输出在停车期间未能关断电流时，检测监控装置将指令接触器分断电路。这就意味着此类设计在变频器低频输出时难以有效关断电路。这对变频拖动的电梯在减速和再平层状态的控制将产生严重的影响。
　　3.2 安全电路
　　按照安全规范的要求，安全电路分为常规元件组成和含有电子元件的两类。安全电路都要进行故障安全评价。对于故障分析时需要考虑哪些故障，就是GB7588—2003中14.1.1.1和附录H叶|所列出的故障。把这些故障分别输入评价流程图中，只有能到达“可接受”的设计才是符合安全标准的。对含有电子元件的
　　安全电路还需进行规定的型式试验合格。目前对安全电路进行故障安全评价这一环节未能得到有效地控制。使用计算机软件(程序)作为安全电路的组成部分，是电梯控制技术发展的趋势；而GB7588标准中提到的安全电路的三个组成部分却并不包含软件(程序)。
电梯制造企业在设计电气控制系统时，应充分考虑其对各种意外情况下的安全保护，应达到不低于标准GB7588-2003的相关要求，电梯检验人员在检验过程中，亦应加强对电气控制系统的试验，严格把关。通过对电梯电气控制系统故障的诊断和分析，找到了电梯电气控制系统一般故障有效的检查方法和切实可行的维修方案。

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