电梯改造的安全技术及管理

电梯改造的安全技术及管理电梯改造的安全技术及管理 一 概述一 概述 1854 年 美国的格雷夫斯 奥的斯先生发明了全球首创的 安全电梯 1900 年 上海第一次安装了 2 台电梯 从而为世界 电梯历史翻开了中国的新篇章 150 多年来 电梯给人们的日 常生活 生产带来了诸多方便 但同时也给一些个人及家庭带 来了灾难 虽然做了不懈努力 电梯安全设施不断完善 安全 性能不断增强 相应的法律 法规 标准 规章制度不断健全 但是由于人们的不安全行为或不合格的产品质量 造成的人身 伤害事故还是时有发生 电梯作为垂直方向的交通工具 在高 层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺 随着 计算机技术和电子技术的发展 现代电梯已经成为典型的机电 一体化产品 电梯具有很高的安全要求 它以零部件的形式出 厂 总装配在工地现场进行 通过机械零部件之间的装配和机 械装置与土建结构之间的衔接完成安装 最终形成电梯产品 电梯安全 可靠使用是最终的目的 它既体现在电梯设备的质 量上 又体现在电梯的更新 改造及日常维修保养 使用管理 的水平以及操作人员的综合素质上 二 在用电梯的安全技术状况二 在用电梯的安全技术状况 2004 年底 全国在用电梯已达到 50 万台以上 今年新装 电梯数量预计将突破 8 万台 到今年夏天全国电梯使用量将达 到 60 万台 目前 我国在用电梯安全技术的基本状况是 1 20 世纪 70 80 年代的产品 受当时条件限制 这些电 梯在设计上就存在着一些不安全因素 例如 检修状态下可以 开门走车 采用非直接接触式门锁装置 无轿顶优先控制电路 等等 90 年代的电梯产品在安全性能上有所提高 但仍有不安 全因素存在 2 部分进口或合资企业生产的产品 这类电梯来自多个国 家 形成了多模式 混乱复杂型号的状况 这也是电梯潜在的 不安全因素之一 3 电梯安装施工不规范 造成电梯处于不安全状态下运行 例如 有的施工人员将限速器装反 电气线路的接地与接零混 合连接 接地线串联连接等 4 对 gb7588 电梯制造与安装安全规范 不熟悉 改造 电梯不规范遗留的安全隐患等等 三 电梯更新改造的意义三 电梯更新改造的意义 1 改革开放以前的电梯中仅有极少数的电梯得到了更新 而大部分需要大修 改造或更新 这些电梯几乎都是继电器控 制 故障率极高 按最保守的估计 约有 90 以上的电梯是不 符合现行 gb7588 电梯制造与安装安全规范 从贯彻执行电 梯国家标准的要求来看 必须进行更新和改造 但更新电梯需 要大量资金 在当前情况下对电梯使用单位来说是有一定困难 的 只有在原有基础上进行局部改造 以便达到在保证安全可 靠使用的前提下 做到少花钱多办事的目的 2 改革开放以后 从 1980 年开始 大都是在 gb7588 87 电梯制造与安装安全规范 本标准首次发表于 1987 年 第一次修订于 1995 年 第二次修订于 2003 年 国家 标准公布之前生产的 虽然已有约 20 左右的电梯由原电梯生 产厂按国家标准进行了修整 但其驱动技术和电梯控制系统仍 是落后的 与 90 年代的电梯技术的进步不相适应 另一方面 自 80 年代初开始至今 进口的各种类型的电梯也已到了大修阶 段 除了个别使用单位可以获得同类型进口电梯原厂配件外 绝大部分都无法得到原厂备品备件 因此 这一部分进口电梯 也有改造的需要 3 我国是一个发展中国家 经济实力还并不宽裕 对所有 在用的旧梯进行更新是不现实的 如果有 10 余万部电梯需要立 即更新的话 大约需 300 400 多亿元人民币 如果用新型的驱 动技术和微电脑的控制系统 对上述电梯进行改造的话 则仅 需大约 1 4 的投入 其经济效益和社会效益都十分显著 4 自 2003 年以来 全国能源出现了十分紧张的趋势 在 2004 年 5 月全国有 24 个省市出现了电力能源紧张的局面 供 需比例达到 1 1 5 左右 为此 国家建设部仇保兴副部长呼吁 中国要走可持续发展道路 发展节能与绿色建筑刻不容缓 在这样的背景下 对老式能耗大的电梯主机改造 采用节能新 型环保主机 主要是同步无齿 行星齿轮等类型 将是个重点 发展方向 四 电梯更新改造的内容及要求电梯 特别是住宅 楼使用的电梯数量不断增加 无论对新投入运行的电梯还是已 趋老旧的电梯 均会面临 更新或者改造 这两大问题 一 电梯的更新 1 旧电梯存在的主要问题在用旧电梯的更新 简单地说就 是 以旧换新 将旧梯拆下更换成符合现行国家标准的新型电 梯 在用电梯中 运行 10 年以的电梯绝大多数不符合 1987 年 3 月 27 日才发布生效的 gb7588 电梯制造与安装安全规范 这类电梯主要存在以下几方面问题 1 1 电梯井道土建属于非标井道 主要是井道的宽 深尺寸 差距很大 1 2 控制系统 井道信号反馈多采用老式继电器控制 故障 率高 耗电大 控制方式落后 被建设部 92 建建字第 144 号文 关于提高电梯质量的若干规定 明令于 1997 年以前淘汰 1 3 运行舒适感和平层精度不能满足 gb10058 电梯技术条 件 关于起 制 动加 减 速度 振动加速度的规定 1 4 电气拖动系统 曳引机 限速器 安全钳 门机构件等 许多部分均与相关国标有很大差异 特别是安全部件 如门锁 强迫关门装置等 存在的安全隐患严重危及安全运行 据统计 发生在门上的人身安全事故占总事故的 80 以上 1 5 采用非电梯专用的继电器控制 这类控制由于其控制结 构复杂 触点多 技术落后 可靠性低 故障率很高 2 在用电梯的使用年限在用电梯的使用年限目前尚无国家 规定 原则上可以根据电梯日常维修保养的水平 维保到位的 程度 使用运行频率 电梯本身的状况等因素综合考虑 可以 参照北京地方标准 db11 040 94 电梯维修技术要求 及 db11 t096 1998 住宅电梯改造技术要求 的相关规定 符合 下列条件之一的电梯应予以报废 2 1 建筑物仅设计 1 部电梯 无备用梯 的 使用时间达到 15 年 有备用梯达到 18 年 2 2 属于国家行业主管部门已明令停止生产 且运行时间已 超过 15 年的 2 3 主机和其它主要配套件磨损严重 设备已经过 3 次以上 大修 再次维修工程的投资费用超过设备折旧残值的 2 4 符合下列条件之一的住宅电梯 电梯产权人应向特种设 备检测机构及国家电梯质量监督检验中心申请鉴定 予以确定 是否需要报废 产品质量或安装质量存在严重缺陷 由于 建筑物结构损坏或电梯发生过严重事故 导致电梯设备严重损 坏的 建筑物已严重倾斜或沉降 造成电梯运行方向与垂直 方向倾斜度大于 15 的 主要机械部件严重锈蚀 变形或电 气设备严重老化 损坏的 其它无法保证安全运行基本条件 的 3 电梯更新施工中应注意的几个问题 3 1 井道尺寸 在轿厢的有效面积和载重量等主要指标不低 于原数据的前提下 最好是在旧电梯尚在运行而于拆卸前先行 测量井道尺寸 以导轨距为基准线 从导轨支架端面向井道墙 边测量 从而确定相关中心线作为更新电梯时放样线的依据 避免因井道浇注滑模位移造成有效空间的缩小 从而导致轿厢 与相关部分的距离过小而影响安装工作 3 2 电梯厅门尺寸 对于更新电梯来说 厅门口的净空尺寸 是施工时要考虑的主要参数之一 一般情况下 厅门口两侧的 水泥保护层仅有几厘米厚度 里面就是结构主钢筋 不能用切 断此钢筋 对楼房结构是非常危险的 来调整厅门口的宽度或 位置 要特别注意中分门或旁开门的选择 3 3 机房 更新电梯的机房设备一般都较旧梯要轻巧得多 总体上机房面积基本够用 关键是要注意曳引机的摆放位置 承重梁的承载基础 机房其他设备的总体安排与井道的位置 墙体能否配套 3 4 底坑深度 注意底坑深度和顶层高度是否和提速后的新 梯相匹配 提速后其要求相应尺寸加大 在电梯设备订货之 前就要全盘考虑此类问题 3 5 接地线 pe 新建筑物均已采用世界通用的三相五线 制 但在用旧梯大部分仍为三相四线制 为了使新 旧标准兼 容以符合 单独地线 的要求 较为简单的方法是按 gb50310 2002 电梯工程施工质量验收规范 中规定的 tn c s 系统接线 即可满足要求 有特殊要求的除外 3 6 电梯的选型 随着电梯技术的发展和日趋完善 选用变 频 vvvf 电梯较为合适 其优点是 节能大约 30 左右 故 障率低 舒适感好 平层精度高 3 5mm 实施 生产 销售 井道土建测量 运输 安装 交验一条龙服务 即交钥匙工程 大大减少了中间环节 避免了因管理交叉 而引起的质量 责任事故 4 旧电梯拆除的安全技术 对旧电梯进行更新或改造时 需拆除整部或部分电梯设备 这是安全技术性很强的操作 也是最容易被人们忽视而麻痹大 意造成严重后果的工作 比如 拆除轿壁后不设置护栏 过早 拆除限速器致使飞梯不闸车 造成操作者跌入井道而死亡的事 故等等 因此 拆除旧电梯的安全操作是非常重要的 应当引 起电梯更新改造施工人员的重视 4 1 技术准备 熟悉被拆除旧电梯的机械安装图纸及其相关 土建的施工图纸 学习有关规范和安全技术文件 调查周围环 境 场地 通道 水电设备管路等情况 由项目技术负责人组 织有关技术 生产 安全 材料 机械 保卫等部门人员进行 编制拆除电梯工程施工组织设计 评估拆梯风险 报上级技术 主管部门审批后执行 4 2 现场准备 在施工现场张贴告示 悬挂安全标志 划出 操作区并设置围栏或围板 清理拆梯施工现场中的临时水 电 源的和设备 疏通运搬运道 切断被拆除电梯及其建筑物的电 管线等 详细检查拆除工程所需各种机器工具 起重运输机械 以及机具临时库房等 4 3 组织准备 成立组织领导机构 拆梯工作应当由有资质 的施工单位承担 有高血压 贫血 恐高症等疾病的人严禁作 业 作业前必须先戴安全帽 防护眼镜 系安全带 穿工作鞋 站在稳固的结构部位上操作 4 4 拆除作业安全控制 拆梯工程开工前 应组织技术人员 和工人学习安全操作规程和拆梯工程施工组织设计 在项目负 责人的统一指挥和监督下 技术负责人根据施工组织设计和安 全技术规程对参加拆梯的施工人员进行详细的安全技术交底 从事拆梯工作的时候 应该站在专门搭设的脚手架上或者其他 稳固的结构部分上操作 拆除区周围 如机房 电梯厅门口等 应设围栏 挂警告牌 并派专人监护 严禁无关人员逗留 拆 梯应 自上而下 与安装时反顺序 进行 禁止数层同时拆除 当拆除某一部分的时候应防止其他部分倒塌 拆除过程中 现 场照明不得使用被拆除电梯中的配电线 应另外设置配电线路 如果必须动用气割 要提前申请 一定注意防火安全 拆下较 大的或者沉重的材料 应用吊绳或者起重机械及时吊下或运走 禁止下抛掷 拆卸下来的各种材料要及时清理 分别堆放在一 定位置 二 在用电梯的改造对在用电梯的改造是近几年发展起 来的 目前尚无此类国家标准 北京市质量技术监督局 1998 年 7 月 23 日发布 10 月 1 日起实施的北京市地方标准 db11 t096 1998 住宅电梯改造技术要求 可供参考 在用电梯的改造正 朝着实用可靠 舒适平稳 美观 装饰层门 轿厢 等方向发 展 有些场合 电梯改造不仅追求降低故障率 还需对电梯控 制方式 信号控制改为集选控制 单台运行改为并联 多台群控 等 和电梯调速方式 双速改成交调 双速改成 vvvf 交调改成 vvvf 进行改造 经改造后的电梯 由于采用了微电脑 plc 变 频器等先进元器件及智能控制技术 使原电梯的控制设备大为 简化 可靠性大幅度提高 运行舒适感明显增强 控制功能增 加 使用效率也逐步提高 1 旧梯改造需遵循的安全原则改造后整机的安全性必须符 合 gb7588 电梯制造与安装安全规范 的各项要求 1 1 对旧电梯进行全面仔细检查 制定改造方案 1 2 对改造方案进行安全性评估 可参考 gb t18775 2002 电梯维修规范 之 风险评价指南 1 3 控制方式上的改进应从整个系统上提高自动化控制程度 1 4 改造中如更换了安全部件 应提供该安全部件的型式试 验报告 1 5 改造后所有技术文件应按 gb7588 中的要求制成随机文 件 1 6 电梯改造结束后 应按 gb10060 的要求进行验收 2 新梯改造 改装 的前景与方向对于在用新梯 由于其 采用了微电脑控制等高新科技 使电梯拥有了相当高的性能及 可靠性 舒适感 故障率等已经不再是改造 改装 所要考虑 的重点 而是更侧重于对电梯功能方面的改进 随着计算机技 术的突飞猛进 社会对智能化的要求越来越高 电梯技术也在 不断地向这一方向发展 2 1 串行通讯控制串行通讯控制将电梯控制设备与井道 轿 厢的电气连线减少到最少程度 但是它们之间互相传递的信息 却可以数倍于原来的系统 通过点阵显示或液晶显示 无论在 轿内还是在侯梯大厅都可以以文字 数字和图像的形式 既美 观又及时全面地了解电梯的运行状况 还能了解其他信息 如 网络新闻 股市信息 体育比赛直播 广告宣传等等 2 2 电梯与大楼智能化与消防 保安 楼宇设备控制等自动 化信息系统联网交互联动 可以将当前电梯所在的楼层信号 运行方向 消防信号以及故障信号等状态通过串行信号传输到 中央监控室中显示出来 并且可以进行必要的控制等 使电梯 成为安全舒适 高效优质的服务工具 2 3 采用人工智能化的群控系统应用模糊逻辑原理 采用智 能专家系统决策 分派去应答的轿厢 大大降低总的平均候梯 时间 并且给整个建筑物中所有的乘客提供最佳的服务 2 4 电梯远程监控早在 80 年代初 就有电梯厂商对电梯增 加了远程监视系统 但这种设施只限于电梯所在大楼 且由保 安人员负责 一旦电梯困人 还得通知专业人员来解困 而现 在的远程监控服务系统是在远程监视系统上更进了一步 这种 先进装置集视频 通讯 故障诊断 微处理机为一体 可以通 过市话线传递电梯的运行和故障信息到远程服务中心 即电梯远 程监控维修中心 使维修人员知道电梯问题所在并如何去处理 同时服务中心人员也可以通过电话对轿厢内的乘客进行安抚 解除乘客被困轿厢时的恐惧 烦躁心理 远程服务对用户的受 益是显而易见的 这也将是我国电梯工业技术发展的一个重要 方向 由于高新技术的快速引入 电梯改造具有周期短 投入 少 档次高的特点 使得电梯改造已经成为电梯行业的新兴领 域 越来越受到在用电梯用户的欢迎 三 电梯改造中遇到的问题及对策由于改造队伍良莠不齐 技术力量悬殊较大 使得一些电梯改造后非但达不到预期的效 果 并且还出现了新的不安全因素 给电梯的安全运行留下了 隐患 主要归纳为以下几类 1 盲目改动电路 降低甚至丧失了部分系统的安全性能据 不完全统计 电梯层门的故障率约占整个电梯故障的 70 以上 而由于门锁开关不能及时接通和损坏频繁造成的故障约占门故 障的 80 以上 有人这样做 与原门锁开关并联一永磁感应器 感应器的位置与门开关方向平行 只要关门到位 连接在门上 的隔磁板就会插入永磁感应器 因该感应器与原门锁开关并联 门锁回路就很容易就被接通 故障率大大减少 用户也很满意 其实 这一做法已留下了严重的事故隐患 根据 gb t10058 1997 电梯技术条件 3 10 条规定 轿厢运动前应将层门有效 地锁紧在关门位置上 只有在锁紧元件啮合至少为 7mm 时轿厢 才能启动 层门的锁紧必须由符合要求的电气安全装置来实现 gb7588 1995 电梯制造与安装安全规范 7 7 1 条也明确规定 对坠落危险的保护 正常运行时 应不可能打开层门 因该 感应器与原门锁开关并联 使门锁开关丧失了验证层门是否锁 紧的功能 即使在层门没有锁紧的情况下门锁也照样接通 甚 至在锁紧装置失效的情况下电梯也能照常运行 所以很容易导 致坠落或剪切事故的发生 2 对标准理解不透 导致原来的旧隐患仍遗留在新改造的 电梯中 2 1 曳引机手动开闸装置 gb7588 1995 电梯制造与安装安 全规范 规定 如果向上移动具有额定载重量的轿厢 所需的 操作力不大于 400n 电梯驱动主机应设手动紧急操作装置 以 便借用平滑的盘车手轮将轿厢移到一个层站 对装有手动紧急 操作装置的电梯主机 应能用手松开制动器并需一持续力保持 其松开状态 也就是说 当电梯出现故障或遇停电时 紧急救 援人员到机房断开主电源开关 手动打开制动器盘车救人 注 意该处打开制动器的力必须是一个持续力 当这一持续力消失 后 制动器应立即制动 但是由于一些老式电梯曳引机制动器 的手动开闸是通过固定的弹簧轴上的凸轮装置来实现的 打开 后 即使人力消失制动器也处于打开状态 只有当用扳手反向 旋转时才闭合 因对标准理解不细 常常认为已符合安全要求 对该装置往往不采取措施 这就使得当手动盘车时 因轿厢过 重或过轻 制动器闭合不及时 容易发生轿厢蹾底或冲顶事故 造成人员伤亡 2 2 层门被动门电气联锁开关大部分人员认为 层门主动门 必须加电气联锁开关 而被动门则无要求 在 gb7588 1995 电梯制造与安装安全规范 7 7 2 1 中明确规定 如果一 个层门 或多扇层门中的任何一扇 开着 在正常操作情况下 应不可能启动电梯也不可能使它保持运行 很显然 所有被动 门必须加电气联锁开关 若门扇间连接为硬连接可例外 层 门方面还存在层门自动关闭装置 关门保护装置等等问题不符 合标准规定的问题 要么缺项 要么不起作用 2 3 轿顶优先控制 gb t10058 1997 电梯技术条件 第 3 3 9 条规定 轿顶应装设一个检修和停止装置 如轿内 机 房也设有检修运行装置 应确保轿顶优先 因一些老式继电器 电梯无轿顶优先控制功能 编程人员在编制 plc 的梯形图时 参照原电路图纸 易造成梯形图即是原逻辑电路的翻版 致使 电梯改造后 在轿顶检修电梯时 轿内或机房人员开动电梯 发生坠落或挤压事故 3 改造项目缺乏安全论证 带来新的隐患大部分电梯装修 层门装修对电梯的性能影响不大 但对轿厢的装修必须慎重考 虑反复论证 例如 为了给乘客一优美舒适的乘坐环境 根据 用户的要求将轿厢地面铺设大理石 还在轿顶安装空调等等 这无疑增加了电梯的豪华与舒适 但是因大理石和空调的重量 几百 kg 这样就有可能使得电梯的防打滑系数不能满足 引起 打滑溜车 导致电梯蹾底事故发生 另外 若将轿厢装饰密闭 使电梯在密闭的井道中运行 气流因素影响增大 引起运行中 轿厢抖动 噪声增加 从而大大降低了电梯的性能 四 电梯更新改造的管理四 电梯更新改造的管理 10 多年来 电梯更新改造市场越来越大 但到目前为止 我国还没有形成一整套对电梯更新改造的统一规定 因而电梯 改造市场比较混乱 出现了不少问题 国家有关部门加强电梯 更新改造管理应该注意以下几个环节 一 电梯改造行为的 界定要对电梯改造进行管理 首先必须明确界定何为电梯改造 行为 其与电梯修理 或大修 的区别是什么 目前 电梯改 造的定义或与其有关的表述有以下 3 种 1 国家质量监督检验检疫总局 2001 年发布的 特种设备 注册登记与使用管理规则 以下简称 规则 改造 的定 义是 改造是指改变原特种设备 电梯 受力结构 机构 传 动系统 或控制系统 致使特种设备的性能参数与技术指标发 生变更的业务 该 规则 中 大修 的定义则为 大修是指需 要通过拆卸或者更新主要受力结构部件才能完成的修理业务 亦包括对机构 传动系统 或者控制系统进行整体修理的业务 但大修后的特种设备的性能参数与技术指标不应变更 因此按 照上述定义 改造与大修的根本区别在于前者使性能参数与技 术指标发生变化 后者不导致性能参数与技术指标的变化 2 gb t18775 2002 电梯维修规范 则将电梯的 改装 定义为 在电梯交付使用后 由于某种原因对电梯及其部件进 行了一系列操作 这些操作对电梯的特性会产生影响 如改变 额定速度 额定载重量 轿厢质量 更换曳引机 轿厢 控制 系统 导轨及导轨类型等 采用新技术 新材料全面地或部分 地改进在用电梯的功能 性能 可靠性 安全性和装潢的这类 改造也属于改装范畴 为了与修理有所区别 该标准将 修理 定义为 为保证在用电梯正常 安全运行 以相应的新的零部 件取代旧的零部件或对旧零部件进行加工 修配的操作 这些 操作不应改变电梯特性 因此按照上述定义 改装与修理的根 本区别在于前者使电梯特性发生改变 后者则不导致特性的变 化 而改造是针对在用电梯的 亦属于改装范畴 3 gb7588 1995 电梯制造与安装安全规范 附录 e 将 电梯的重大改装 定义为 电梯的重大改装是指下列一项或几 项内容的改变 a 改变 额定速度 额定载重量 轿厢质量 行程 门锁 装置的类型 相同类型门锁装置的更换不作为重大改装考虑 b 改变或更换 控制系统 导轨或导轨类型 门的类型 或增加一个或多个层门或轿门 电梯驱动主机或曳引轮 限速器 缓冲器 安全钳装置 按照 规则 的定义来界定 电 梯改造 时 可供实际操作的信息太少 而 gb t18775 2002 则 对电梯改装和改造都作了较为具体的描述 而 gb7588 1995 对 改造 的阐述也是难以掌握 实际运用中如采用该定义去界定 电梯改造行为 同样不便操作 应当由电梯监管部门在广泛征 求电梯行业意见和结合目前电梯改造实际情况的基础上 统一 确定电梯改造的定义 使有关各方能够依据定义来明确地界定 电梯改造行为 二 电梯更新改造的管理为规范电梯改造行为 确保电 梯的改造质量和安全使用 应从以下几个层面来切实搞好电梯 更新改造的管理工作 1 制定全国统一的有关电梯改造的管理规定国家质量监督 检验检疫总局作为特种设备安全监察部门 应在现有的法律 法规 规章的基础上 组织有关人士制定全国统一的有关电梯 更新改造的详细管理规定 2 严格对电梯改造单位资格认可的鉴定评审电梯改造与