浅析电梯超载保护装置.pdf

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1、浅析电梯超载保护装置浅析电梯超载保护装置摘要 根据一起电梯故障困人事故 ,剖析电梯超载保护装置程序设计存在的不合理性,并总结电梯超载保护装置的现状,介绍一种较为实用的电梯超载保护装置。关键词 电梯;超载;保护装置2006 年 9 月 10 日上午 11时许,广西南宁市博宾大酒店的一部额载 1000kg 的电梯有 17 个人挤进里面,结果被困了半个多小时。 经现场调查,此次故障由电梯超载造成。原本电梯只是额载 13 人,当时该电梯上涌入 17 人,其中还有名妇女是孕妇,所幸安全装置正常工作,及时制停,避免了人员伤亡;随后在巡警、消防、120 医护人员联手救援下,最终将 17 名被困群众一一安全解

2、救出来。经过现场勘察和分析,很明显该电梯发生故障困人事故是由于电梯超载保护装置设计不合理,造成电梯在运行过程中保护装置动作引起电梯被困在两楼层之间,电梯进入故障停止状态,导致电梯困人事故的发生。侥幸的是轿内被困乘客及时得以解救,如果未采取相应的安抚及解救措施,有可能会造成进一步的人员伤亡事故。这不得不引起我们对这一事件的思考。笔者认为应采取有效的预防措施 ,减少此类事件的发生。1 电梯超载保护装置技术超载保护装置的作用是对电梯轿厢的载重实行自动控制。 一般在载重达到电梯额定载重的 110%的时候,切断电梯控制线路,使电梯不能启动,实行强制性载重控制。对于集远控制电梯,当载重量达到电梯额定载重的

3、 80%-90%的时候,接通直驶电路,运行中的电梯不应答厅外召唤信号。超载保护装置具有多种形式 ,但都是利用称重原理 ,将电梯轿厢的载重量 ,通过称重装置,反映给超载控制电路。称重装置可以设置在轿底、轿顶及机房内。当轿厢内负载超过额定载重量时,能发出警告信号(如超重蜂鸣器发出响声及红光闪亮),并使电梯不能启动运行,常用的称重装置有:1)机械式。 设在轿底下的机械式称重装置,这种装置的原理类似磅称的称重原理。当轿厢无载荷的时候,杠杆在秤砣的作用下,其头部顶住连接块,轿厢低处于初始的平衡位置。当轿内重量达到设定值的时候 ,轿底的下移使连接块上的开关碰块碰触微动开关,电梯控制线路被切断。此时电梯不能

4、启动,轿厢蜂鸣器响,超载灯亮。称量值的调节靠移动秤砣位置,其中,副砣作微量调节作用。设在轿顶或机房的机械式称重装置。这种装置是利用杠杆原理。称重装置与轿顶或机房的绳头悬挂板组合在一起。此种装置与轿底式相比,具有调节、维护保养方便的优点。但是由于电梯在运行中悬挂钢丝绳及补偿绳的长度在不断变化 ,因此称重值还需要做一定的修正。2)橡胶块式。此种称重装置主要利用橡胶块受力压缩变形后触及微动开关 ,从而达到切断控制回路的目的。如果橡胶块设置在轿顶的绳头板内 ,绳头板受力后,橡胶块变形,从而使微动开关动作。而橡胶块设置在轿底下的形式使用面较广泛。总的说来橡胶块称重装置结构简单,牢固可靠,而且橡胶块既是称

5、重的敏感元件,又是减震元件。3)负重传感器式。高层建筑物客流量大,具有多台电梯,常会利用计算机实现电梯群控制。为了使电梯运行达到最佳的调度状态 ,需对每台电梯的客流量或承载情况做统计分析,然后选择合适的群控调度方式。因此,可采用负重传感器作为称重元件,它可以输出载荷变化的连续信号。压力传感器和霍尔元件传感器是目前较多用的良种载荷信号采集元件。压力传感器属于应变式负重传感器。这是一种将应变式负重传感器装于轿顶或机房的称重装置 ,也有将传感器安装在活络轿底下的称重装置。主要以某些电介质的压电效应为基础 ,将被测量转换成电压。所谓压电效应,就是某些材料当受到沿一定方向的外力作用时,其内部产生极化现象

6、,同时在其表面产生电荷,当外力去掉后,又恢复到原来不带电的状态。这种现象就称为压电效应。压力传感器具有灵敏度高、频响特性好 ,体积小等优点。但这种超载装置须在曳引钢丝绳安装时同步安装,调试也较繁琐,需在空载、半载和满载三种状况下调试,而且对调试人员素质要求高 ,一般电梯安装人员无法调试 ,同时价格较贵,成本较高。而霍尔元件传感器是利用霍尔元件传感器是利用霍尔效应制成的。 通常是在一块通电的半导体薄片上,加上与薄片表面垂直的磁场 B,在薄片的横向两侧会出现一个电压 VH,称为霍尔电压。这种现象就是霍尔效应,由美国物理学家霍尔在1879 年发现。利用霍尔效应制成的霍尔元件广泛地应用于开关控制中,霍

7、尔元件具有许多优点,其结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHz ),耐振动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔元件用磁场作为被传感物体的位置信息载体时 ,可采用永久磁钢来产生工作磁场,例如钕铁硼号磁钢。在空气隙中,磁感应强度会随距离增加而迅速下降。当传感器探头处的磁场强度大于一定值的时候,传感器内部的触发器翻转,霍尔开关的输出电平状态也随之翻转 ,指示灯燃亮,输出高电平信号,反之指示灯熄灭,输出低电平信号。在实际使用中,由于电梯轿厢装载质量超过额定载重量,曳引钢丝绳张力增大,进一步压缩钢丝绳的凋节弹簧,感应永磁钢与霍尔元件传感器探头之间的距离减小,磁

8、感应强度也随之增大到一定值。传感器内部的触发器翻转,霍尔开关的输出电平状态也随之翻转,可将动断触点断开,防止电梯启动,并将门处于打开状态。霍尔元件无触点、无磨损.实现非接触感应工作方式。系统不直接承受电梯载荷。不存在过载能力不足或机械振动带来的系统损坏问题;安装调试十分简便,一般的电梯安装人员便可调试,而且只需一次调试即可,因而该类超载装置在载货电梯上广为应用。但霍尔元件超载装置在使用过程中也出现了 些精度不高的缺点,特别是在大面积的载货电梯中。如果是一台 2000kg、0.5m/s、曳引比为 2:1 的载货电梯,采用霍尔元件作为传感器的超载限制器的话 ,往往会出现传感误差。比如说在一楼将超载

9、限制器调整好。符合标准要求,但在四楼或是更高的楼层则不到 1400kg就出现超载现象。霍尔元件超载装置在大面积载货电梯中应用时精度不高的原因大致有以下几点:1)在安装过程中,由于安装人员素质或责任心的原因,钢丝绳张力误差较大,导致绳头板发生倾斜。超载限制器的霍尔元件传感器固定在绳头板上 ,霍尔元件与永磁钢之间存在倾斜的角度,而霍尔元件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感。若不垂直,则应用垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。所以,倾斜的绳头版会使永磁钢与霍尔元件之间的距离发生变化 ,这样就降低整个超载限制器的精度。2)因轿厢面积较大,货物装卸人员在轿厢内摆放货物的位置常常会出现偏载,偏载将直接导致钢丝绳张力不均,这也会致使超载限制器精度的降低。因为轿厢处于不同的层站时,钢丝绳与铅垂线之间的角度 发生变化,角度 大的钢丝绳其张力也会较大,这也会导致超载限制器精度的降低。3)很多厂商将霍尔元传感器安装在绳头板的边缘 ,而并未将传感器置于绳头板的中心,霍尔元件传感器安装在绳头板的位置放大了精度误差。2 电梯超载保护装置的现状根据 GB75882003 电梯制造与安装安全规范 第 l4.2.5 条(新增)。 规定“在轿厢超载,电梯上的一个装置应防止电梯正常启动及再平层。所谓超载是指超过额定载荷的 10%,并至少为 75kg。在超载情况下: