一起电梯冲顶事故的原因分析

1事故概况

2018年9月27日,在对某菜市场一台无机房曳引驱动乘客电梯进行定期检验时发现,当进行应急救援试验时,即在空载工况下,模拟停电和停梯故障,按照相应应急救援程序救援,电梯轿厢快速冲顶,导致钢丝绳从曳引轮槽脱落。若该情况在正常救援时发生,极有可能造成人员无法得到正常救援和受到二次伤害。

电梯冲顶是指电梯失去控制,飞快上升而碰撞电梯井道顶部,是最严重的电梯事故之一。在紧急救援时,电梯快速冲顶极易造成被困人员的二次伤害,且电梯冲顶极难复位,将给救援工作带来巨大困难。

2电梯基本信息

该电梯为无机房曳引驱动乘客电梯,型号为GPN30(1000/1.0）,额定载重量为1000kg,额定速度为1m/s,制造日期为2016年6月。

3事故原因分析

31检规对应急救援试验的要求

2017年10月1日,《电梯监督检验和定期检验规则一曳引与强制驱动电梯》(TsGT7001一2009）第2号修改单(征求意见稿）正式实施,新增了"8.7应急救援试验(B）",内容为:(1）在机房内或紧急操作和动态测试装置上设有清晰的应急救援程序:(2）建筑物内的救援通道保持通畅,以便相关人员无阻碍抵达实施紧急操作的位置和层站等处:(3）在空载工况下,按照本条(1）所述的应急救援程序实施操作,能够安全、及时地解救被困人员。

检验方法为:(1）目测:(2）在空载、半载、满载等工况(含轿厢与对重平衡工况）下,模拟停电和停梯故障,按照相应应急救援程序进行操作。定期检验时在空载工况下进行。由施工或维护保养单位进行操作,检验人员现场观察、确认。

32原因分析

发生电梯冲顶事故的一般原因包括:(1）电梯曳引力不足:（2）制动器工作不可靠:(3）上限位、上极限等安全开关失效:(4）控制系统失控:(5）继电器、接触器触点粘连:（6）平衡系数不符合要求等。

3.2.1现场应急救援程序

该电梯为无机房客梯,现场采用EPB110型电动松闸装置进行应急救援,即在非平层位置或非疏散层电动松闸使电梯溜车至平层位置救援被困人员。

在进行应急救援试验时,维保单位根据其张贴的试验方法进行操作,出现了电梯快速冲顶现象,因此我们检查了电梯控制柜线路、制动器工作状况以及曳引轮与钢丝绳状况,发现一切正常。

3.2.2平衡系数影响

应急救援装置本质上是利用轿厢侧与对重侧的不平衡来实现的。《电梯制造与安装安全规范》（GB7588一2003）含1号修改单的附录G规定:平衡系数即额定载重量及轿厢重量由对重或平衡重平衡的量,检规规定曳引电梯的平衡系数应当在0.40～0.50,或者符合制造（改造）单位的设计值。平衡系数不符合要求也可能导致电梯冲顶。为验证这一猜想,现场进行了平衡系数的确认,平衡系数图如图1所示。

图1平衡系数图

该梯平衡系数约为0.44,符合要求。

3.2.3其他原因

该电梯在本次定期检验时运行正常,只在松闸试验出现了快速冲顶现象,且在正常情况下,电梯松闸后都是以缓慢速度溜车。为了找出此次冲顶的原因,我们又仔细查阅了此台电梯的维护保养记录及电气原理图,如图2所示,发现维修保养记录了近期因接触器损坏而更换了新的接触器,我们对其检查时发现,原电气原理图中所要求的封星接触器KFx被更换为普通的接触器。其中,图2中KK1为运行接触器,KFx为封星接触器,M1为电动机,U、V、w为三相电源。

为了核实这一原因,我们要求维保单位更换所适接触器后再进行模拟试验,再次进行试验时,并未出现电梯快速溜车冲顶现象。至此,本次电梯冲顶事故是由于维保单位未根据电梯设计及电气原理图要求更换所适的封星接触器导致。

4封星接触器原理及作用

封星接触器是永磁同步曳引机专用的一种接触器,设置封星的目的是在曳引机失电且电梯溜车或飞车时,起到制动作用。其原理是当运行中电梯失电时,制动器不能使电梯有效制停,电梯在原有初速度下失去驱动转矩且由于对重与轿厢处于不平衡状态,将导致电梯溜车甚至飞车。此时,通过永磁同步曳引机专用的接触器（图2中KFx）来实现封星,将三相U、V、w短接,使电枢形成3个封闭线圈,电梯将带动永磁同步曳引机旋转,旋转的电枢线圈切割永磁体形成的磁场,在闭合电枢线圈内产生感应电流,感应电流产生的感应电压与磁场切割形成一个相反的磁场,从而产生对电梯上行的制动力矩,最终达到平衡,电梯将稳定在一个不快的速度继续运动。

从永磁同步曳引机开始应用,"封星"就一直被作为安全保护功能使用,使用封星接触器在一定程度上可以实现上行超速保护装置的功能,救援时也不需要使用工具拆盘车装置,方便救援且减少救援时间:用于无机房救援时,降低了松闸不能复位导致电梯冲顶或墩底的风险。

5无机房电梯现状分析

现有的无机房电梯,曳引主机置于井道轿厢导轨架顶部,限速器置于对重导轨顶部,轿厢侧配备安全钳,对重下方无进人空间则一般无对重安全钳。电梯平衡系数一般在0.40～0.50。轿厢空载启动时,制动器于曳引主机零速时动作,若曳引主机启动力矩不足,容易造成对重块急速下降,导致轿厢飞速冲顶。另外,轿厢冲顶速度一般较快,若轿厢冲顶动能过大,还可能导致钢丝绳从曳引轮槽脱落。若此时轿厢内有人,即使对于不含轿门锁的门系统,轿厢冲顶后都难以打开轿门,就算强行打开层门和轿门,轿厢与平层位置的救援空间很小,难以救援被困人员。常规救援方法是在井道底坑内用千斤顶顶起对重块,使轿厢缓慢下降至平层位置救援被困人员,但此方法费时费力,应防止被困人员长时间得不到救援而发生意外。电梯冲顶无论对于电梯本身而言,还是对于乘梯人员而言都是很严重的安全事故。

6结语

本次电梯冲顶事故虽然是在检验过程中发生,并未造成人员及财产损失,但依然给我们提出了很多警醒。维保人员在工作中应加强责任心,加强对电梯电气、机械部件的定期维护检查,特别是要严格参照技术文件维修更换所需配件,保证电梯的安全性。检验人员应加强法规与标准学习,努力提高自身的专业技术水平,严格按照检规要求进行检验,为广大人民群众的乘梯安全把好质量关。