摘要: 電梯是高層建筑必不可少的垂直交通工具,但因故障或外電網(wǎng)突然停電使得電梯停運或閉梯,都會不同程度影響乘客的身心健康。針對這一情況,筆者從實際出發(fā),對電梯經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析, 并提出相應(yīng)的有效措施。
關(guān)鍵詞:電梯;檢驗;故障排除;原因
電梯主要由機械、拖動回路、電氣控制部分組成。電梯的故障可以分為機械系統(tǒng)故障和電氣系統(tǒng)故障。遇到故障時,首先應(yīng)做維修的安全方案,確保電梯檢修工作狀態(tài)時的安全。然后確定故障屬于哪個系統(tǒng),是機械系統(tǒng)還是電氣系統(tǒng),再確定故障是屬于哪個系統(tǒng)的哪一部分,接著再判斷故障出自于哪個元件或哪個動作部件的觸點上。
判斷故障出自哪個系統(tǒng),普遍采用的方法是:首先置電梯于“檢修”工作狀態(tài),在轎廂平層位置(在機房、轎頂或轎廂操作)點動電梯慢上或慢下來確定。為確保安全,首先要確認(rèn)所有廳門必須全部關(guān)好,并在檢修運行中不得再打開。因為電梯在檢修狀態(tài)下上行或下行,電氣控制電路是簡單的點動電路,按鈕按下多長時間,電梯運行多長時間,不按按鈕電梯不會動作,需要運行多少距離可隨意控制,速度又很慢,轎廂運行速度小于0.63 m/s,所以較安全,便于檢修人員操作和查找故障所屬部位,這是專為檢修人員設(shè)置的電梯功能。電動回路沒有其他中間控制環(huán)節(jié),系直接控制電梯拖動系統(tǒng),電梯在檢修運行過程中檢修人員可細(xì)微觀察有無異常聲音、異常氣味,某些指示信號是否正常等。電梯點動運行只要正常,就可以確認(rèn):主要機械系統(tǒng)沒問題,電氣系統(tǒng)中的主拖動回路沒有問題,故障就出自電氣系統(tǒng)的控制電路中。反之不能點動電梯運行,故障就出自電梯的機械系統(tǒng)或主拖動電路。
1 主拖動系統(tǒng)故障及形成原因
電梯在點動運行中,如果確認(rèn)主拖動電路有故障,即主回路有故障,就可以從構(gòu)成主回路的各個環(huán)節(jié),去分析故障所在部位。任何一個電機的交直流供電回路,包括各種功能的控制電路,都必須構(gòu)成交流或直流電流流動的閉合回路,電流在回路中任何一個部位被阻斷或分流,都可以造成故障。電流被阻斷的部位,就是故障所在部位,當(dāng)然應(yīng)首先確認(rèn)供電電源本身正常,否則無電流或電流大小不合適,這也是不同時期容易出現(xiàn)故障的部位之一。 構(gòu)成任何電梯主回路的基本環(huán)節(jié)大致相同:從供電三相電源出發(fā),經(jīng)空氣開關(guān)、上行或下行接觸器、調(diào)速器、運行接觸器、后到電機三相繞組,構(gòu)成三相交流電流回路。對不同類型的電梯,調(diào)速方法也不同,調(diào)速器的型式也不同,主要有變頻調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速、直流調(diào)壓調(diào)速或軟起動器,當(dāng)然配套的電動機也不相同。主回路故障,也是電梯常見故障和重要故障。
因為主拖動系統(tǒng)是間斷不連續(xù)的經(jīng)常動作,因而電梯運行數(shù)年后,接觸器觸點常有氧化、觸點彈片疲勞、接觸不良、接點脫落、逆變模塊及可控硅熱擊穿或燒斷、電機軸承磨壞等故障。這是快速尋找故障的思路之一。因為任何機械動作部件,都是有一定壽命的,如繼電器、接觸器、微動開關(guān),行程開關(guān),按鈕等元件,還有經(jīng)常運行的部件,比如轎廂的隨行電纜,經(jīng)常彎曲動作,就存在有斷線故障的可能。
2 機械系統(tǒng)故障及形成基本原因
(1)連接件松脫引起的故障。電梯在長期不間斷運行過程中,由于震動等原因而造成緊固件松動或松脫,使機械發(fā)生位移、脫落或失去原有精度,從而造成磨損,碰壞電梯機件而造成故障。
(2)自然磨損引起的故障。機械部件在運轉(zhuǎn)過程中,必然會產(chǎn)生磨損,磨損到一定程度必須更換新的部件。所以電梯必須在運行一定時期后,進(jìn)行大檢修,提前更換一些易損件,不能等出了故障再更新,那樣就會造成事故或不必要的經(jīng)濟(jì)損失。平時日常維修中,只要及時地調(diào)整、保養(yǎng),電梯才能正常運行。如果不能及時發(fā)現(xiàn)滑動、滾動運轉(zhuǎn)部件的磨損情況并加以調(diào)整,就會加速機械的磨損,從而造成機械磨損報廢,造成事故或故障。如鋼絲繩磨損到一定程度,則必須及時更換,否則會造成大的事故。各種運轉(zhuǎn)軸承等都是易磨損件,必須定期更換。
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(3)潤滑系統(tǒng)引起的故障。潤滑的作用,是減少摩擦力,減少磨損,延長機械壽命,同時還起到冷卻、防銹、減震、緩沖等作用。若潤滑油太少,質(zhì)量差,品種不對號,或潤滑不當(dāng),會造成機械部分的過熱、燒傷、抱軸或損壞。
(4)機械疲勞造成的故障。某些機械部件經(jīng)常不斷地長時間受到彎曲、剪切等應(yīng)力,會產(chǎn)生機械疲勞現(xiàn)象,機械強度塑性減小。某些零部件受力超過強度極限,產(chǎn)生斷裂,造成機械事故或故障。如鋼絲繩長時間受到拉應(yīng)力,又受到彎曲應(yīng)力,又有磨損產(chǎn)生,更嚴(yán)重時受力不均,某股繩可能受力過大首先斷繩,增加了其余股繩的受力,造成連鎖反應(yīng),后全部斷繩,可能發(fā)生重大事故。
從上面分析可知,只要日常做好維護(hù)保養(yǎng)工作,定期潤滑有關(guān)部件及檢查有關(guān)緊固件情況,調(diào)整機件的工作間隙,就可以大大減少機械系統(tǒng)的故障。
3 電氣控制系統(tǒng)的故障及形成原因
(1)自動開關(guān)門機構(gòu)及門聯(lián)鎖電路的故障。因為關(guān)好所有廳、轎門,是電梯運行的首要條件。門聯(lián)鎖系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,電梯就不能運行。這類故障多是由包括自動門鎖在內(nèi)的各種電氣元件觸點不良或調(diào)整不當(dāng)造成的。
(2)電氣元件絕緣引起的故障。電子電氣元件絕緣在長期運行后,總會由老化、失效、受潮或者其他原因引起絕緣擊穿,造成電氣系統(tǒng)的斷路或短路引起電梯故障。
(3)繼電器、接觸器、開關(guān)等元件觸點斷路或短路引起的故障。由繼電器、接觸器構(gòu)成的控制電路中,其故障多發(fā)生在繼電器的觸點上,如果觸點通過大電流或被電弧燒蝕,觸點被粘連,就會造成短路。如果觸點被塵埃阻斷,或觸點的簧片失去彈性,就會造成斷路,觸點的斷路或短路,都會使電梯的控制環(huán)節(jié)電路失效,使電梯出現(xiàn)故障。
(4)電磁干擾引起的故障。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是成本大大降低的微型計算機,廣泛應(yīng)用到電梯的控制部分,甚至采用多微機控制以及串行通訊傳輸呼梯信號等,驅(qū)動部分采用變頻變壓(VVVF)調(diào)速系統(tǒng),已經(jīng)成為電梯流行的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。近幾年來,變頻門機也成為時尚,取代原來用電阻調(diào)速的直流門機。微機的廣泛應(yīng)用,對其構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng)的可靠性要求越來越高,主要是抗干擾的可靠性。電梯運行中遇到的各種干擾,主要外部因素有溫度、濕度、灰塵、振動、沖擊、電源電壓、電流、頻率的波動,逆變器自身產(chǎn)生的高頻干擾,操作人員的失誤及負(fù)載的變化等。在這些干擾的作用下,電梯會產(chǎn)生錯誤和故障,電梯電磁干擾主要有以下3 種形式:
1)電源噪聲。主要是從電源和電源進(jìn)線(包括地線)侵入系統(tǒng)。特別是當(dāng)系統(tǒng)與其他經(jīng)常變動的大負(fù)載共用電源時,會產(chǎn)生電源噪聲干擾。當(dāng)電源引線較長時,傳輸過程發(fā)生的壓降,感應(yīng)電勢也會產(chǎn)生噪聲干擾,影響系統(tǒng)的正常工作,電源噪聲會造成微機丟失一部分或大部分信息,產(chǎn)生錯誤或誤動作。
2)從輸入線侵入的噪聲。當(dāng)輸入線與自身系統(tǒng)或其他系統(tǒng)存在著公共地線時,就會侵入此噪聲,有時既使采用隔離措施,仍然會受到與輸入線相耦合的電磁感應(yīng)的影響,如果輸入信號很微小時,極易使系統(tǒng)產(chǎn)生差錯和誤動作。
3)靜電噪聲。是由摩擦所引起的。摩擦產(chǎn)生的靜電,是很微小的,但是電壓可高達(dá)數(shù)萬V。IEEE 國際可靠性物理討論會提供的材料表明,在毛毯上行走的人帶電高可達(dá)39 kV,在工作臺旁工作的人帶電也可達(dá)3 kV。因此,要有高電位的人接觸電腦板時,人體上的電荷向系統(tǒng)放電,急劇的放電電流造成噪聲,影響系統(tǒng)工作,甚至?xí)斐呻娮釉骷膿p壞。針對以上的狀況,必須采用防干擾措施,防干擾措施自身也應(yīng)該正確可靠,否則會產(chǎn)生電梯的故障。
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(5)電氣電子元件損壞或位置調(diào)整不當(dāng)引起的故障。電梯的電氣系統(tǒng),特別是控制電路,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一旦發(fā)生事故,要迅速排除故障,單憑經(jīng)驗還是不夠的,這就要求維修人員必須掌握電氣控制電路的工作原理及控制環(huán)節(jié)的工作過程,明確各個電氣電子元器件之間的相互關(guān)系及其作用,了解各電氣元件的安裝位置。只有這樣,才能準(zhǔn)確地判斷故障的發(fā)生點,并迅速予以排除。在這個基礎(chǔ)上,若把別人和自己的實際工作經(jīng)驗加以總結(jié)和應(yīng)用,對迅速排除故障、減少損失會是有益的,因為某些運行中出現(xiàn)的故障還是有規(guī)律的。
4 電氣故障查找方法
當(dāng)電梯控制電路發(fā)生故障時,首先要問、看、聽、聞,做到心中有數(shù)。問,就是詢問操作者或報告故障的人員故障發(fā)生時的現(xiàn)象情況,查詢在故障發(fā)生前有否作過任何調(diào)整或更換元件工作;看,就是觀察每一個零件是否正常工作,看控制電路的各種信號指示是否正確,看電氣元件外觀顏色是否改變等;聽,就是聽電路工作時是否有異聲;聞,就是聞電路元件是否有異常氣味。在完成上述工作后,便可采用下列方法查找電氣控制電路的故障。
(1)程序檢查法。電梯是按一定程序運行的,每次運行都要經(jīng)過選層、定向、關(guān)門、啟動、運行、換速、平層、開門的循環(huán)過程。其中每一步稱作一個工作環(huán)節(jié),實現(xiàn)每一個工作環(huán)節(jié),都有一個獨立的控制電路。程序檢查法,就是確認(rèn)故障具體出現(xiàn)在哪個控制環(huán)節(jié)上,這樣排除故障的方向就明確了,有了針對性,對排除故障很重要。這種方法不僅適用于有觸點的電氣控制系統(tǒng),也適用于無觸點控制系統(tǒng),如PC 控制系統(tǒng)或單片機控制系統(tǒng)。
(2)靜態(tài)電阻測量法。靜態(tài)電阻法就是在斷電情況下,用萬用表電阻檔測量電路的阻值是否正常。因為任何一個電子元件,都是一個PN 結(jié)構(gòu)成的,它的正反向電阻值是不同的;任何一個電氣元件,也都是有一定阻值,連接著電氣元件的線路或開關(guān),電阻值不是等于零就是無窮大,因而測量他們的電阻值大小是否符合規(guī)定要求,就可以判斷好壞。檢查一個電子電路好壞有無故障,也可用這個方法,而且比較安全。
(3)電位測量法。上述方法無法確定故障部位時,可在通電情況下進(jìn)行測量各個電子或電氣元器件的兩端電位。因為在正常工作情況下,電流閉環(huán)電路上各點電位是一定的,所謂各點電位就是指電路元件上各個點對地的電位是不同的,而且是有一定大小要求,電流是從高電位流向低電位,順電流方向去測量電子電氣元件上的電位大小,應(yīng)符合這個規(guī)律。所以用萬用表去測量控制電路上有關(guān)點的電位是否符合規(guī)定值,就可判斷故障所在點,然后再判斷是為何引起電流值變化的,是電源不正確,還是電路有斷路,還是元件損壞造成的。
(4)短路法??刂骗h(huán)節(jié)電路都是由開關(guān)或繼電器、接觸器觸點組合而成。當(dāng)懷疑某個或某些觸點有故障時,可以用導(dǎo)線把該觸點短接,此時通電若故障消失,則證明判斷正確,說明該電氣元件已壞。但是要牢記,當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障點作完試驗后,應(yīng)立即拆除短接線,不允許用短接線代替開關(guān)或開關(guān)觸點。短路法主要用來查找電氣邏輯關(guān)系電路的斷點,當(dāng)然有時測量電子電路故障也可用此法。
(5)斷路法??刂齐娐愤€可能出現(xiàn)一些特殊故障,如電梯在沒有內(nèi)選或外呼指示時就停層等。這說明電路中某些觸點被短接了,查找這類故障的好辦法是斷路法,就是把懷疑產(chǎn)生故障的觸點斷開,如果故障消失了,說明判斷正確。斷路法主要用于“與”邏輯關(guān)系的故障點。
(6)替代法。根據(jù)上述方法,發(fā)現(xiàn)故障出于某點或某塊電路板,此時可把認(rèn)為有問題的元件或電路板取下,用新的或確認(rèn)無故障的元件或電路板代替,如果故障消失,則認(rèn)為判斷正確。反之,則需要繼續(xù)查找。往往維修人員對易損的元器件或重要的電子板都備有備用件,一旦有故障馬上換上一塊,就解決了問題,故障件帶回來再慢慢查找修復(fù),這也是一種快速排故方法。
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(7)經(jīng)驗排故法。為了能夠做到迅速排除故障,除了不斷總結(jié)自己的實踐經(jīng)驗,還要不斷學(xué)習(xí)別人的實踐經(jīng)驗。實踐經(jīng)驗往往使電梯的故障有一定規(guī)律的總結(jié),有的經(jīng)驗是用血汗換來的重要教訓(xùn),我們也更應(yīng)重視。往往這些經(jīng)驗,可以使我們?nèi)タ焖倥懦收?,減少事故和損失。當(dāng)然嚴(yán)格來說,應(yīng)該杜絕電梯事故,這是維修人員應(yīng)有的職責(zé)。
(8)電氣系統(tǒng)排故基本思路。電氣控制系統(tǒng)有時故障比較復(fù)雜,加上現(xiàn)在電梯都是微機控制,軟硬件交叉在一起,遇到故障首先思想不要緊張,排故時應(yīng)堅持先易后難、先外后內(nèi)、綜合考慮、有所聯(lián)想的思路。電梯運行中比較多的故障,是開關(guān)接點接觸不良引起的故障。所以判斷故障時,應(yīng)根據(jù)故障及柜內(nèi)指示燈顯示的情況,先對外部線路、電源部分進(jìn)行檢查,即門觸點、安全回路、交直流電源等,只要熟悉電路,順藤摸瓜,很快即可解決。有些故障不像繼電器線路那么簡單直觀、PC 電梯的許多保護(hù)環(huán)節(jié)都是隱含在軟硬件系統(tǒng)中,其故障和原因正如結(jié)果和條件是嚴(yán)格對應(yīng)的,找故障時應(yīng)有秩序地對他們之間的關(guān)系進(jìn)行聯(lián)想和猜測,逐一排除疑點,直至排除故障。
(9)測試接觸不良的2 種方法。一是在控制柜電源進(jìn)線板上,通常接有電壓表,觀察運行中的電壓,若某項電壓偏低且波動較大,該項可能就有虛接部位;二是用點溫計測試每個連接處的溫度,找出發(fā)熱部位,打磨接觸面,擰緊螺絲釘。
5 結(jié)束語 電梯正逐步成為人們生活中不可少一部分,電梯的安全運行,特顯重要。針對電梯經(jīng)常出現(xiàn)的故障,總結(jié)快速排除的措施和方法,對提高維修速度,提高安全運行的服務(wù)水平,具有的參考價值。