滕欣定，張交通

（紹興市特種設(shè)備檢測(cè)院，浙江 紹興 312071）

1 前言

故障樹(shù)分析法是將所要分析的系統(tǒng)問(wèn)題以圖形的形式進(jìn)行表達(dá)處理。故障樹(shù)分析法第一步就是需要確定某一影響較大的系統(tǒng)故障作為頂上事件，然后將產(chǎn)生頂上事件的主要原因作為中間事件，對(duì)中間事件進(jìn)行逐級(jí)分析直至不能分解為止，不能分解或者不需要分解的事件作為基本事件置于底部，頂上事件作為最終的目標(biāo)核心位于邏輯分析中的頂端，中間事件用于描述事件間邏輯關(guān)系位于中間，這樣可以得到一個(gè)樹(shù)狀邏輯圖，稱為故障樹(shù)。

最小割集就是指能夠觸發(fā)最低限度的基本要素的合集，將所有的最小割集進(jìn)行集合，就可以構(gòu)成全部故障，故障樹(shù)的構(gòu)建其實(shí)就是繪制了故障的所有可能發(fā)生情況。通過(guò)分析最小割集，可以找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷等，從而采取預(yù)防措施。

電梯作為一種機(jī)電整合程度較高的運(yùn)輸設(shè)備，在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著不可替代的作用，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和城市化發(fā)展，電梯的使用量不斷增加，但同時(shí)也伴隨著很多電梯故障的發(fā)生，電梯的安全問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。

隨著電梯自動(dòng)化控制的不斷提升，導(dǎo)致了電梯出現(xiàn)的電氣故障越來(lái)越不透明化，故障的表征形式越來(lái)越多樣化。所以，這就需要電梯從業(yè)人員更熟練地掌握相關(guān)的電梯電氣工作原理，能夠在電梯出現(xiàn)故障的時(shí)候，準(zhǔn)確判斷出故障所在，高效排除電梯的電氣故障，快速進(jìn)行維修，保證電梯安全運(yùn)行。

當(dāng)電梯出現(xiàn)電氣故障時(shí)，一般是維修人員按照該電梯的電氣原理圖查找出電梯的故障所在，但是，由于電梯控制系統(tǒng)品牌眾多、型號(hào)不一，導(dǎo)致了電氣故障的表現(xiàn)形式不一，維修人員如何能快速有效地分析出電氣故障的原因，成為能否迅速排除故障、保障人身財(cái)產(chǎn)安全的因素之一。

在電梯的電氣原理圖等資料丟失的情況下，若從業(yè)人員對(duì)這類電梯電氣原理掌握不夠，就直接加大了電梯的維修難度，甚至無(wú)法解決電氣故障。而電梯故障代碼的出現(xiàn)，使得維修人員可以快速識(shí)別電梯故障產(chǎn)生的原因，這可以在很大程度上提高解決電梯電氣故障的效率，使從業(yè)者對(duì)電梯電氣故障有更直觀的了解，這是提高電梯維修效率的重要方式之一。

2 實(shí)例分析

2.1 事故描述

2021年5月，紹興上虞某地一家具廠房?jī)?nèi)，發(fā)生了一起電梯沖頂造成人員被困的事故，事發(fā)時(shí)，一臺(tái)載貨電梯正載著一名乘客由一樓向頂樓四樓運(yùn)行，當(dāng)電梯到達(dá)頂樓四樓時(shí)，電梯發(fā)生故障，電梯門(mén)一直沒(méi)有打開(kāi)，最終導(dǎo)致了困人事故的發(fā)生。

2.2 事故的故障樹(shù)分析

電梯發(fā)生了困人事故，困人事故的直接原因是因?yàn)橛捎陔娞輿_頂引起的，在此，將頂上事件明確為“電梯沖頂”，進(jìn)行分析可知，產(chǎn)生電梯沖頂?shù)脑蚩赡苡袃蓚€(gè)：機(jī)械故障與電氣故障。機(jī)械故障是指由機(jī)械上的原因?qū)е码娞輿_頂，電氣故障是指由于電梯電氣原因引起電梯的沖頂事故。所以，就能夠?qū)ⅰ半娞輽C(jī)械故障”和“電氣故障”列入電梯沖頂?shù)淖邮录Ｎ覀兛梢岳^續(xù)對(duì)兩個(gè)可能引發(fā)沖頂?shù)淖邮录M(jìn)行分析，其中機(jī)械方面的因素分析又可以分為兩個(gè)方面：一是制動(dòng)器制動(dòng)力不足；二是曳引能力不足等二個(gè)子事件，具體分析如下：

產(chǎn)生“曳引能力不足”的原因有：（1）曳引輪槽過(guò)度磨損。（2）平衡系數(shù)過(guò)小。（3）鋼絲繩過(guò)度磨損。（4）鋼絲繩銹蝕。（5）鋼絲繩過(guò)度潤(rùn)滑，表面有油污。

產(chǎn)生“制動(dòng)器制動(dòng)力不足”的原因有：（1）制動(dòng)器制動(dòng)片與制動(dòng)輪間隙大。（2）制動(dòng)力矩不足。（3）制動(dòng)鐵芯卡阻，使得制動(dòng)器不能完全抱死、制動(dòng)器失效。（4）制動(dòng)輪上有油污。

產(chǎn)生“電氣故障”的原因有：（1）電梯換速開(kāi)關(guān)失效。（2）限位開(kāi)關(guān)失效。（3）平層信號(hào)未反饋到電梯主板內(nèi)。（4）亂層。（5）接觸器存在黏連現(xiàn)象。（6）抱閘繼電器存在剩磁現(xiàn)象。

所以，將上述情況進(jìn)行歸納，可得圖1，電梯沖頂?shù)墓收蠘?shù)圖。

圖1 電梯沖頂?shù)墓收蠘?shù)圖

2.3 沖頂事故的具體分析

對(duì)該電梯進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，電梯主機(jī)無(wú)異常，但控制柜內(nèi)有電梯故障代碼，其故障代碼為E30（進(jìn)一步通過(guò)操作器查詢，電梯還有故障代碼E22、E43），主板上X1燈不亮，見(jiàn)圖2；電梯應(yīng)急放人時(shí)，電梯轎廂地坎高于4樓層門(mén)地坎，此時(shí)，轎頂上電梯平層感應(yīng)器超越隔磁板正常平層位置，見(jiàn)圖3，其余無(wú)異常。

圖2 電梯故障代碼及X1信號(hào)燈

圖3 電梯位置異常圖

電梯控制系統(tǒng)采用默納克1000一體機(jī)，查閱默納克1000故障代碼描述及處理方法，見(jiàn)表1。

表1 電梯故障代碼描述及處理方法

從故障代碼描述及處理方法中，這起困人事故的原因可能與電梯的平層感應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)編碼器、上限位開(kāi)關(guān)有很大的關(guān)系。電梯的平層感應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)編碼器用于電梯位置的測(cè)定，對(duì)于電梯安全來(lái)講，位置測(cè)定是其電梯控制系統(tǒng)的關(guān)鍵要素之一，對(duì)于絕大部分的電梯控制系統(tǒng)來(lái)講，電梯的位置測(cè)定是需要平層感應(yīng)器、隔磁板、旋轉(zhuǎn)編碼器的相互配合來(lái)完成的。上限位開(kāi)關(guān)是防止電梯轎廂超越正常行程用的，上限位開(kāi)關(guān)一動(dòng)作，此時(shí)將切斷上行方向電源，電梯不能運(yùn)行。

平層感應(yīng)器主要起到的是電梯的一個(gè)平層信號(hào)的采集的作用，電梯到每層后，由于平層開(kāi)關(guān)輸入狀態(tài)的變化，電梯可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)平層。電梯平層開(kāi)關(guān)對(duì)抗干擾要求較高，因?yàn)楦蓴_可能使平層開(kāi)關(guān)發(fā)生誤動(dòng)作，使電梯平層定位出錯(cuò)，影響電梯的安全使用。

電梯正常運(yùn)行時(shí)，隔磁板每隔一段時(shí)間插入電梯的平層感應(yīng)器，此時(shí)，把門(mén)區(qū)信號(hào)、時(shí)間信號(hào)通過(guò)隨形電纜傳遞到控制柜上，控制柜把得到的信號(hào)（包括旋轉(zhuǎn)編碼器的速度信號(hào)）與以前設(shè)定的程序進(jìn)行比對(duì)后，來(lái)判斷電梯的運(yùn)行情況，以此來(lái)推斷電梯是否處于正常狀態(tài)，從而保證了電梯能夠準(zhǔn)確地到達(dá)指定樓層。當(dāng)控制柜主板上接收的數(shù)據(jù)與電梯出廠設(shè)計(jì)時(shí)的“自學(xué)習(xí)”上的數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差時(shí)，電梯就會(huì)進(jìn)入“保護(hù)狀態(tài)”，有的電梯還會(huì)自動(dòng)尋址，校正到終端層壓到強(qiáng)迫換速和限位開(kāi)關(guān)，通過(guò)限位的位置數(shù)據(jù)來(lái)校正樓層，即所謂的電梯“墜落”現(xiàn)象，但這絕不是真正意義上的“墜落”，因?yàn)榇藭r(shí)電梯下行的速度是以檢修速度下行（未達(dá)到電梯限速器—安全鉗的動(dòng)作速度）。

由于事故電梯控制面板中電梯輸入信號(hào)中X1燈不亮，查閱默納克1000主板控制輸入回路，見(jiàn)圖4。X1燈不亮表明電梯平層信號(hào)(門(mén)區(qū)信號(hào)DZ1)沒(méi)有輸入主板，通過(guò)進(jìn)一步勘驗(yàn)，由于該廠為家具廠，電梯因平時(shí)很少使用，其平層開(kāi)關(guān)上，沾滿了灰塵，見(jiàn)圖3所示，導(dǎo)致無(wú)論隔磁板有無(wú)插入其平層開(kāi)關(guān)，輸出狀態(tài)一直沒(méi)有發(fā)生變化，平層感應(yīng)器處于常開(kāi)狀態(tài)，平層感應(yīng)器無(wú)平層信號(hào)的輸出，即電梯上行時(shí)雖已到達(dá)頂樓，但電梯主板上沒(méi)有平層信號(hào)的輸入（X1燈不亮），電梯繼續(xù)上行直到碰到上限位開(kāi)關(guān)為止(電梯出現(xiàn)故障代碼E43)，電梯這才停止運(yùn)行，此時(shí)，電梯邏輯判斷出錯(cuò)(在故障樹(shù)里對(duì)應(yīng)的最小割集為X3：平層信號(hào)未反饋到電梯主板)，電梯進(jìn)入異常保護(hù)狀態(tài)，電梯不開(kāi)門(mén)，導(dǎo)致了困人事故的發(fā)生。

圖4 默納克1000主板控制輸入回路

3 結(jié)語(yǔ)

（1）在對(duì)事故進(jìn)行分析以及評(píng)估時(shí)，使用故障樹(shù)分析法是較為合適的。本文將電梯沖頂事故作為頂事件，開(kāi)展故障樹(shù)分析，分析了電梯沖頂?shù)目赡茉?，找到了電梯沖頂事件的最小割集，為事故的進(jìn)一步分析提供了便利。（2）故障代碼，可以很大程度上提高用戶解決故障的效率，使得從業(yè)人員對(duì)電梯電氣系統(tǒng)故障有更直觀的了解，能夠在電梯出現(xiàn)故障的時(shí)候，準(zhǔn)確判斷出故障所在，高效排除電梯的電氣故障，快速進(jìn)行維修，以保證電梯安全運(yùn)行。（3）這起電梯困人事故的產(chǎn)生是由于電梯平層開(kāi)關(guān)上沾滿了木屑，電梯上行時(shí)雖已到達(dá)頂樓，但電梯主板上沒(méi)有平層信號(hào)的輸入（X1燈不亮），電梯繼續(xù)上行直到碰到上限位開(kāi)關(guān)為止，電梯這才停止運(yùn)行，此時(shí)，電梯邏輯判斷出錯(cuò)，電梯進(jìn)入異常保護(hù)狀態(tài)，電梯門(mén)沒(méi)有打開(kāi)，導(dǎo)致了困人事故的發(fā)生。（4）在使用電梯時(shí)如果遇到電梯出現(xiàn)異常情況，發(fā)生了困人等現(xiàn)象時(shí)，使用者最安全的做法是保持鎮(zhèn)定，呼叫電梯的緊急按鈕，并耐心等待救援人員的到來(lái)，切勿盲目自救，以免事態(tài)的擴(kuò)大。