继电器逻辑控制电梯系统（九）--电梯的安全保护

　　电梯是载人和设备的垂直运输工具，在电梯使用安全方面采取了很多措施。每台电梯都具备电气和机械的多种安全保护装置以确保电梯的安全运行。

 

　　一、安全保护电路(怠停电路)

 

　　如图3—38所示。

 

 

图3—38  安全电路

 

　　KDJ——底坑急停开关。当电梯维修人员在底坑检修电梯时，为了防止误操作电梯，在底坑切断急停电路JJT。

　　XGL——当选层器驱动钢带断时起作用。

　　XZL——限速器断绳开关。

　　XCS——限速器超速时切断JJT。

　　XJS——当轿厢监视窗打开时切断JJT。

　　KJT——轿顶检修盒急停开关。

　　AJT——轿厢操纵盘急停开关；

　　XGS——轿顶拉杆拨架开关，当电梯安全钳动作时，切断JJT。

　　JVR——过压保护继电器，也是电梯超速保护继电器。

　　JR——交流电动机过热保护继电器。

　　KJK——控制柜急停开关。

　　OYJ——轿厢油压缓冲器急停开关。

　　OYP——平衡器油压缓冲器急停开关。

　　在交流双速电梯中还有相序保护继电器XSJ，在直流电梯控制系统中还有电动机启动保护继电器。都串联在安全保护电路中。

　　以上安全电路中的所有保护触点只要有任何一个断开都可以令电梯紧急停梯。其中有些开关触点和装置的机械动作有机的联系在一起。

 

　　二、电梯自动门的保护系统

 

　　1．主门锁与副门锁

　　在采用钢丝绳驱动门系统中，主动门要有钩子锁，被动门要有副门锁以防止钢丝绳因故断绳被动门打开。主动门锁采用机械与电气直接联锁，如图3—39所示。

 

 

图3—39  钩子锁

1—门框；2—钩；3—短路片；4—接点；5—绝缘块；6—接线盒

 

　　即在钩子上有一个铜片作为桥接短路板，触点分左右两个，当两个接点被桥接板短路时，使门锁电路接通。钩子固定在厅门上。锁盒固定在门框上。各层的主与副厅门锁都是串联的，同时接通一个门锁接触器JSM如图3—40所示，把门锁信号分配到电梯控制系统中，以表达电梯门的开与关的状态。各层门包括轿门，只要其中一个关不严电梯就不能运行。并且预防某层厅门当轿厢不在该层时被打开，在每层的厅门上加装厅门自闭装置，该装置一般采用重锤和弹簧两种形式。

 

 

图3—40  门锁电路

1XMS，2XNS…nXMS—厅门锁

 

　　2．安全小扇

　　当电梯门在关闭过程中，碰到障碍物或人时，装在轿门上的安全小扇起作用，通过小扇的微动开关闭合接通开门继电器JKM，使电梯门重新打开，以防夹人事故的发生，如图3—41所示。

 

 

图3—41  门夹人示意图

1—轿门；2—人；3—小扇

 

　　3．光幕门

　　机械式安全小扇门保护装置的缺点是，人或物必须和门相接触才能起保护作用，使人有一种恐慌感，采用光幕门后人或物可不接触电梯门，只要；障碍物遮住光束电梯门就可以重新打开。

　　光束一般采用远红外不可见光。两扇门分别安装发送装置与接收装置。在同一个垂直平面上形成一个网状光幕，对电梯门进行保护，如图3—42所示。

 

 

图3—42  光幕门

 

　　4．电子门

　　前述光幕保护门系统是有缺点的，例如门几乎完全关闭时，这时检测到有障碍物电梯门必须全部打开，而后再重新关闭，从而浪费了大。量时间。这种情况对于高效使用电梯是不允许的。光幕门的另一缺点是只有当光线和障碍物在同一个水平面上才起保护作用。

　　电子门克服了上述两个缺点，门的移动可以跟踪障碍物，但和障碍物保持一定的距离，大约小于10cm。当障碍物远离电梯保护区时，门可以立即关闭，不必重新开启关闭。

　　由于采用了电容、电感谐振电路的原理，反应速度快，并且电场的电力线是立体的可对三维进行保护。

　　原理如图3—43所示。

 

 

图3—43  障碍物对地电容

 

　　两个互相隔离的电极安装在电梯轿门上，这些电极每个都和一个同样结构的振荡电路起感应，这两个振荡电路均与一个放大器连接。两个振荡电路调整到同一个谐振频率。当两个电极处在没有外界感应的情况下，两个振荡电路产生振荡，放大器没有信号输出。当障碍物对两个电极感应不对称时，振荡电路将失谐和不产生振荡。对放大器有输出电压。开关电路工作使电梯门处在开的状态。

　　图3—44说明当没有障碍物时电力线的形成及有障碍物4存在时电极与障碍有电力线存在形成一个新电容与谐振电路电容C₃或C₄并联。因为电力线是在两个方向存在，所以在电梯门的侧面也有保护作用。

 

 

图3—44  电力线分布图

1—电力线；2—电极；3—电梯门；4—障碍物

 

　　三、端站保护装置

 

　　端站保护装置设在井道的顶层和底层，主要防止电气控制装置失灵和损坏导致电梯撞顶和顿底事故的发生。该装置要有足够的直接性和可靠性。端站保护有三种：强迫换速装置，限位装置，极限开关。

　　1．强迫换速装置

　　在快速电梯控制系统中有长行程极限缓速开关与短行程极限缓速开关两种，分别串联在高速和中速给定继电器线圈中，如图3—18JQF电路及图3—21JGS与JZS电路所示。

　　在低速电梯控制系统中，如图3—17中的快车接触器CKF与CK线圈中串联着换速开关。换速开关分别安装在上下两个端站，它的安装位置略滞后正常换速点，只有当电梯运行到两个端站不能正常换速时，装在轿厢上的碰铁装置，与换速开关的碰轮相接触，使开关切断高速继电器电路使其释放，电梯由高速运行换成低速，平层停车。由于该装置在电梯正常运行时也经常动作，要求维修人员要定期检查该装置的可靠性。以防电梯的快速顿底和撞顶导致人身和设备事故的发生。

　　2．端站限位装置

　　该限位装置是为防止电梯越程而设。以防电梯的撞顶和顿底，当缓速器动作后，电梯减速运行到停车位置时，电梯仍不能停止运行，轿厢上的碰铁和限位开关的碰轮接触，限位开关触点切断电梯控制系统中的方向继电器或接触器电路，使其释放，电梯停止运行。如图3—17中的CS或CX电路及图3—21中的JSY或JXY电路。

　　3．端站极限开关

　　端站极限开关有两种方式，根据国标GB7588—87(电梯制造与安装安全规范)中规定的电气极限开关和另一种机械式极限开关。从布置图3—45可知，不论是那一种形式的极限开关其动作都是在限位开关之后，而且在轿厢或者是平衡器没有压到缓冲器之前起作用。

　　当电梯轿厢在顶部或底部越程200～250mm时，极限开关轮与磁铁接触，切断总电源接触器和主方向接触器使其断电释放。电梯停止运行。

　　另一种机械式极限开关位置，是采用纯机械碰撞轮装在图3—45中的上与下极限开关位置，通过碰轮支架拉动钢丝绳把设在机房的总电源手柄拉动使铁壳开关动作断开电源。这种方法适用于低层电梯。

 

 

图3—45  端站保护布置图

1、10—极限开关；2、9—限位开关；3、8—短程缓速器；4、7—长程缓速器；5—碰铁；6—轿厢；11—主导轨

 

　　四、超载保护装置

 

　　当电梯负载超过额定负载后，过载装置使电梯不能启动运行并发出过载信号，令最后上梯的乘客下梯。

　　过载开关动作后，电梯门不能关闭(图3—30)，关门继电器JMF电路中的JCH过载继电器的接点断开了JMF线圈，使其不能吸合关门。

　　过载装置安装部位不同，称重传感器也不同，有的活动轿厢或活动地板的电梯，重量传感器装在轿底，传感元件一般采用橡胶垫，当其重力变形3mm以上，利用这个位移量压开微动开关，发出过载信号。也有采用霍尔元件传感器的。

　　有的过载装置安装在绳头组合处。还有的过载装置装在机房绳头组合处。

 

　　五、相序继电器工作原理

 

　　根据国家标准GB7588—95中规定对于供电电源的错相及电压降低都应有防护措施。相序继电器在所有电梯控制系统中是不可缺少的环节。当电梯供电系统出现相序错误及缺相时电梯不能运行。在直流电梯中驱动直流发电机的原动相序错，导致发电机输出电压极性反向，由于反激励磁场的存在导致电梯飞车造成事故。在交流电梯中电梯的向上与向下运行是通过改变电动机供电电压的相序实现的，当相序发生错误时，会使上与下运行反向。在控制系统中必须采用相序保护，否则造成人身和设备的事故。

　　工作原理：

　　在图3—46中，电阻R₁、R₂、R₃及电容C₁组成检测电路，由P与K两点输出电压给开关电路。相序检测是采用阻容移相电路原理。因为电容电压滞其电流90°电角度，而电阻的电压与其电流同向。当相序正确时P与K两点电压为零。从向量图3—47可看出。开关电路使继电器J吸合接通电梯安全电路，电梯投入运行。

 

 

图3—46  相序继电器原理图

 

 

图3—47  向量图

 

　　当相序错误时，P与K两点电压不为零，有高的交流电压输出，经二极管整流使开关电路的三极管T2截止，继电器J释放切断安全电路，电梯停止运行。

　　当三相电源少一相时，也起保护作用。