常用幾種檢測扶梯超速、逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能方法缺點(diǎn)和誤判現(xiàn)象的分析

       自動扶梯（人行道）預(yù)防超速和非操縱逆轉(zhuǎn)的安全保護(hù)裝置與垂直升降電梯的限速器一安全鉗保護(hù)裝置一樣重要，是自動扶梯（人行道）在運(yùn)行中出現(xiàn)非常危急狀態(tài)時(shí)的道安全防線。北京地鐵扶梯逆轉(zhuǎn)事故、深圳地鐵扶梯逆轉(zhuǎn)事故已經(jīng)表明扶梯超速和逆轉(zhuǎn)會帶來的嚴(yán)重后果。因此，對于自動扶梯（人行道）的超速、非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能的檢測是十分關(guān)鍵和必須的，這兩個(gè)項(xiàng)目在2002版《自動扶梯和人行道監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》里也是重要項(xiàng)。
       然而，2002版《自動扶梯和人行道監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》里對這兩個(gè)項(xiàng)目并沒有給出明確是的檢測方法，只是描述為“外觀檢測、手動試驗(yàn)”。確實(shí)，因?yàn)椴煌闹圃鞆S商采用不同的設(shè)計(jì)原理，很難去用一種通用的檢測方法去檢測。因此，不同的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)或者不同的檢驗(yàn)人員針對不同的扶梯（人行道）采用不同的方法。目前大多數(shù)文章介紹的，現(xiàn)場檢驗(yàn)中常用的幾種方法有：(1)人為動作電氣開關(guān)，用鑰匙開扶梯，觀察扶梯是否能運(yùn)行；(2)人為拆除傳感器的信號線，用鑰匙開啟扶梯，觀察扶梯是否能運(yùn)行；（3）人為拆除電機(jī)的驅(qū)動電源線，用鑰匙往下開扶梯，然后用盤車輪向上盤車，觀察扶梯電氣系統(tǒng)是否能自動保護(hù)。（4）把電機(jī)線反接，用鑰匙開梯，觀察扶梯是否能保護(hù)。然而，根據(jù)筆者最近幾年針對各種型號扶梯的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和研究，發(fā)現(xiàn)上述四種方法都不同程度上存在著缺陷和誤判現(xiàn)象。以下分別針對四種檢測方法的原理和檢測缺點(diǎn)和漏洞一一介紹。
       人為動作開關(guān)法
      人為動作電氣開關(guān)，用鑰匙開扶梯，觀察扶梯是否能運(yùn)行。這種檢測方法只能適合于采用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的超速或者逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的檢驗(yàn)。機(jī)械式超速保護(hù)裝置原理（如圖1）與垂直電梯的限速器類似，都是靠電梯超速時(shí)，甩塊在離心力的作用下撞擊電氣開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)電氣保護(hù)功能。

圖1  機(jī)械式超速保護(hù)裝置示意圖

       通常在檢驗(yàn)時(shí)，人為的動作電氣開關(guān)后，用鑰匙開啟扶梯，扶梯不能啟動，就人為扶梯的超速保護(hù)功能就合格了。然而，事實(shí)上真的可以認(rèn)為該扶梯的超速保護(hù)功能就合格了嗎？答案是“不一定合格”。根據(jù)GB16899-2011的條款5.4.2.3“自動扶梯和人行道應(yīng)在速度超過名義速度的1.2倍之前自動停止運(yùn)行。如果采用速度限制裝置，該裝置應(yīng)能在速度超過名義速度的1.2倍之前切斷自動扶梯或自動人行道的電源。”上述的檢驗(yàn)只是證明了該電氣開關(guān)能切斷扶梯（人行道）的電源而已，并不能證明扶梯在速度到達(dá)名義速度1.2倍前，該速度限制裝置能切斷扶梯的電源，因?yàn)椴⒉荒艽_定在扶梯速度到達(dá)1.2名義速度前，甩塊是否能撞擊電氣開關(guān)。這種機(jī)械式的速度保護(hù)裝置跟垂直電梯的限速器一樣有一個(gè)螺釘來調(diào)整動作速度，但是，它卻不像垂直電梯的限速器一樣出廠有調(diào)試證書或者每兩年做一次速度校驗(yàn)。因此，也許甩塊在扶梯速度到達(dá)名義速度1.3倍，或1.4倍或者更高的時(shí)才能撞擊電氣開關(guān)，這*決定于出廠時(shí)的組裝和工人安裝。筆者在檢驗(yàn)時(shí)曾發(fā)現(xiàn)一臺運(yùn)行多年上海三菱的扶梯，其速度保護(hù)裝置時(shí)采用機(jī)械式的，其動作速度被調(diào)整得很高，在扶梯超速時(shí)，甩塊根本打不到電氣開關(guān)。綜上所述，這種檢驗(yàn)方法是帶有很大缺陷和風(fēng)險(xiǎn)的。

      通常，對于機(jī)械式逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，也是采用人為動作電氣開關(guān)的方式來檢查。比較常見的一種機(jī)械式逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置如圖2所示。

圖2   機(jī)械式逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置示意圖

       圖2所示的機(jī)械式逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，由一個(gè)帶凹槽的滾輪和一個(gè)電氣開關(guān)組成，扶梯運(yùn)行時(shí)，滾輪被大鏈輪軸帶動旋轉(zhuǎn)，而電氣開關(guān)的連桿被壓向一邊，電氣開關(guān)導(dǎo)通，扶梯反向運(yùn)行時(shí)，電氣開關(guān)連桿被壓在另一邊，也是導(dǎo)通的。但是扶梯要從一個(gè)運(yùn)行方向過渡到另外一個(gè)運(yùn)行方向，必定會經(jīng)歷連桿*嵌入滾輪凹槽的時(shí)刻，該時(shí)刻，開關(guān)是不導(dǎo)通的，因此，可以實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)保護(hù)。在檢驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)員通常只檢查電氣開關(guān)是否有效，如果電氣開關(guān)有效，則認(rèn)為該扶梯的逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能合格。然而，事實(shí)并不一定，這種機(jī)械式逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置對安裝工藝有要求，如果電氣開關(guān)安裝位置不好，或者是電氣開關(guān)的連桿有問題，都會導(dǎo)致失效。原因是，如果電氣開關(guān)安裝位置不好，導(dǎo)致扶梯發(fā)生運(yùn)行方向改變時(shí)，電氣開關(guān)不會陷入凹槽，從而，使得扶梯從上行到逆轉(zhuǎn)下行整個(gè)過程中，電氣開關(guān)一直都是導(dǎo)通的，逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置失效。筆者就曾經(jīng)遇到過這樣的情況，某廠家的扶梯，采用上述的機(jī)械式逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，用手動試驗(yàn)開關(guān)，沒問題，但是扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)，開關(guān)一直導(dǎo)通，后來發(fā)現(xiàn)是開關(guān)安裝位置不好，連桿的剛性不夠，導(dǎo)致該裝置失效。
       人為切除信號法

       人為切除信號法，這種檢測方法針對利用傳感器測速原理設(shè)計(jì)的超速和逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置。有的扶梯用接近傳感器，有的扶梯用旋轉(zhuǎn)編碼器、有的用光電管，其實(shí)原理都相同，就是利用傳感器采集扶梯運(yùn)行速度，當(dāng)扶梯運(yùn)行速度超過設(shè)定值，或者低于設(shè)定值（認(rèn)為扶梯將要發(fā)生逆轉(zhuǎn)），電氣系統(tǒng)就會保護(hù)。

圖3  扶梯速度監(jiān)控裝置示意圖

       如圖3所示是一種比較常見的扶梯速度監(jiān)控裝置，電機(jī)的輸出軸上有驅(qū)動齒輪，齒輪上安裝2顆螺釘，螺釘旁邊安裝一個(gè)接近傳感器，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行，齒輪旋轉(zhuǎn)，螺釘會周期性的去接近傳感器，當(dāng)螺釘接近傳感器，傳感器會輸出信號，電機(jī)軸轉(zhuǎn)一圈，傳感器產(chǎn)生2個(gè)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)的越快，扶梯運(yùn)行的越快，傳感器產(chǎn)生的脈沖頻率就越高，因此能起到監(jiān)控扶梯速度的作用。

       通常在檢驗(yàn)員在檢驗(yàn)時(shí)，拆除傳感器的信號線，啟動扶梯，如果扶梯保護(hù)，就認(rèn)為該扶梯的超度和逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能都有效。然而，事實(shí)上，切除信號后，扶梯保護(hù)，只能證明扶梯在傳感器無輸出信號時(shí)（也就是扶梯速度為零時(shí)）會保護(hù)，并不能證明扶梯在超速時(shí)能保護(hù)，因?yàn)闄z驗(yàn)員并不知道該扶梯的速度監(jiān)控軟件寫的是否正確，軟件的速度閾值設(shè)置是否正確，傳感器的信號是否有干擾導(dǎo)致扶梯的測速系統(tǒng)計(jì)算錯(cuò)誤。舉個(gè)筆者曾經(jīng)碰到過的例子，一個(gè)扶梯廠家為了減少售后麻煩，把速度監(jiān)控軟件的超速閾值設(shè)成了150%名義速度（如果閾值設(shè)置得低，就要求安裝扶梯時(shí)，傳感器等的安裝位置精確可靠，否則扶梯運(yùn)行時(shí)，比較容易導(dǎo)致扶梯超速保護(hù),增加廠家售后壓力），顯然這臺扶梯的超速保護(hù)功能是不合格的，但按上述切除信號法檢測是檢測不出來的。上述這樣的情況，筆者碰到過不止一次，也發(fā)現(xiàn)不止一個(gè)廠家是這樣做的。此外即使是速度監(jiān)控軟件正確，傳感器的脈沖信號由于傳感器電纜過長，分布電容和電感，電磁干擾等因素導(dǎo)致信號畸變，影響速度監(jiān)控的正確性，導(dǎo)致速度監(jiān)控失效，這些用人為切除信號法是檢測不出來的。如圖4所示是一個(gè)扶梯速度監(jiān)控的正常信號；如圖5是一臺速度監(jiān)控功能失效扶梯的傳感器信號，這些信號都是在現(xiàn)場用示波器測量出來的，圖5對應(yīng)的扶梯速度監(jiān)控失效，超速保護(hù)失效，逆轉(zhuǎn)保護(hù)也失效，但是用人為切除信號法檢測，拆除信號線后，扶梯是不能啟動的。原因是傳感器的電纜很長，沒有做屏蔽，被旁邊的變頻器干擾了，導(dǎo)致速度監(jiān)控錯(cuò)誤

圖4 正常脈沖信號

圖5  受干擾的脈沖信號

 
      盤車法
      拆掉扶梯電機(jī)電源線，用鑰匙往上開扶梯，然后用盤車輪往下盤車的方法檢測，如果盤車時(shí)扶梯電氣系統(tǒng)保護(hù)，則一般該扶梯逆轉(zhuǎn)保護(hù)有效。事情上，這里存在著兩個(gè)缺陷：，電機(jī)電源線拆除后，用鑰匙開扶梯，扶梯電氣系統(tǒng)很可能因?yàn)闄z測到電機(jī)開路而啟動保護(hù)（尤其有變頻器的扶梯，變頻器能檢測到輸出開路，日立的某些扶梯就有這樣的保護(hù)設(shè)計(jì)），這并非是扶梯的逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能起作用，而檢驗(yàn)員很容易被這樣現(xiàn)象“欺騙”，誤認(rèn)為開梯后扶梯的電氣保護(hù)就是逆轉(zhuǎn)保護(hù)起作用了；第二，很多扶梯的防逆轉(zhuǎn)保護(hù)是通過欠速保護(hù)實(shí)現(xiàn)的（譬如扶梯的速度下降到名義速度的30%或者20%、甚至下降為零，扶梯電氣系統(tǒng)就認(rèn)為扶梯可能要發(fā)生逆轉(zhuǎn)，從而啟動保護(hù)功能），如果某型號扶梯的逆轉(zhuǎn)保護(hù)是通過檢測零速來實(shí)現(xiàn)的，那么很可能導(dǎo)致檢驗(yàn)員誤判。檢驗(yàn)員用方法3來檢測，也就是說先拆除電機(jī)線，一邊往上啟動扶梯，一邊往下盤車，這時(shí)，由于盤車導(dǎo)致扶梯速度不為零，扶梯的逆轉(zhuǎn)保護(hù)沒有起作用，檢驗(yàn)員卻誤以為該扶梯沒有逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能失效，導(dǎo)致對該項(xiàng)目的誤判。
      電機(jī)線反接法
      檢驗(yàn)員把電機(jī)的三相電源線順序調(diào)換一下，要鑰匙往上開扶梯，這時(shí)扶梯會往下運(yùn)行，如果扶梯電氣系統(tǒng)能保護(hù)，則認(rèn)為該扶梯逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能有效，如果扶梯不會自動保護(hù)，則認(rèn)為扶梯逆轉(zhuǎn)保護(hù)失效。然而，這種方法也容易導(dǎo)致誤判，原因跟方法3的誤判原因相似。有些扶梯的逆轉(zhuǎn)保護(hù)是通過檢測扶梯的零速來實(shí)現(xiàn)的，一旦電機(jī)線反接了，一開扶梯，扶梯就反方向運(yùn)行，但是扶梯沒有經(jīng)過零速這一過程，因此扶梯不會自動保護(hù)。因此該扶梯的逆轉(zhuǎn)保護(hù)不是失效，而是檢測方法不正確而已。
      總結(jié)
      自動扶梯（人行道）的超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能檢測一直是業(yè)界一個(gè)難題，原因在于實(shí)現(xiàn)上述功能的裝置和原理有多重多樣，而檢測方法卻很依賴于保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理。