戚政武（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院）

DB44/T 1137—2013《自動扶梯和自動人行道的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能試驗方法》標準解讀

戚政武（廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院）

0　引言

自十九世紀末第一臺自動扶梯誕生以來，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，自動扶梯和自動人行道（以下簡稱“自動扶梯”）已經(jīng)廣泛應用于機場、地鐵、車站、購物商場、超市、電影院等人流密集的公共場所。雖然自動扶梯事故死亡概率相對垂直電梯較低，但是其社會影響程度和對受害人的傷害是非常嚴重的，特別是自動扶梯逆轉(zhuǎn)事故，通常容易導致群死群傷，社會影響惡劣。近年來，我國自動扶梯事故呈上升趨勢，特別是自動扶梯逆轉(zhuǎn)或超速事故屢次發(fā)生，引起了公眾對自動扶梯安全的擔憂。為保障自動扶梯的運行安全，對于自動扶梯的超速、非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能的檢測是十分關鍵和必須的。

1　標準制定的背景

國家質(zhì)檢總局科研項目《基于變頻技術的自動扶梯（人行道）超速、非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能檢測儀的研發(fā)》（項目編號：2010QK090）提出了一種檢測方法（工況模擬法）及自主研制的相關檢測儀器，該項目已于2012年9月16日正式驗收鑒定。為了將自主創(chuàng)新、科技成果和專利盡快推廣，為廣東省內(nèi)自動扶梯的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護裝置的檢驗以及型式試驗提供一種通用、可靠、直觀的方法，科研小組積極將科研成果進一步標準化，制定了相關的檢測程序和規(guī)范。

自動扶梯預防超速和非操縱逆轉(zhuǎn)的安全保護裝置與垂直升降電梯的限速器——安全鉗保護裝置一樣重要，是自動扶梯在運行中出現(xiàn)非常危急狀態(tài)時的最后一道安全防線。北京地鐵自動扶梯逆轉(zhuǎn)事故、深圳地鐵自動扶梯逆轉(zhuǎn)事故已經(jīng)表明自動扶梯超速和逆轉(zhuǎn)會帶來的嚴重后果。在自動扶梯的制造和安裝方面，GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》雖然對自動扶梯的超速和逆轉(zhuǎn)保護功能作出了嚴格而詳細要求，但并沒有給出檢測方法；在檢驗方面，質(zhì)檢總局的安全技術規(guī)范TSG T 7005—2012《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則 自動扶梯和自動人行道》也沒有給出具體的檢測方法，只是要求制造商或者維保單位提供相應的檢測方法。然而，制造商或者維保單位提供的檢測方法多種多樣，有些在實際檢測中往往難以應用，更有甚者存在明顯漏洞。

目前現(xiàn)場檢驗常用的幾種檢測方法有：（1）人為動作電氣開關，用鑰匙開自動扶梯，觀察自動扶梯是否能運行；（2）人為拆除傳感器的信號線，用鑰匙開啟自動扶梯，觀察自動扶梯是否能運行；（3）人為拆除電機的驅(qū)動電源線，用鑰匙往上開自動扶梯，然后用盤車輪向下盤車，觀察自動扶梯電氣系統(tǒng)是否能自動保護；（4）把電機線反接，用鑰匙開自動扶梯，觀察自動扶梯是否能保護。然而，上述四種方法都不同程度上存在著缺陷和誤判現(xiàn)象，而且上述方法也未形成檢測方法標準。在面對同一保護裝置，不同的檢測機構(gòu)甚至同一檢驗機構(gòu)的不同檢驗人員會用不同的檢測方法，從而可能導致得出不同的檢測結(jié)論。自動扶梯的超速、非操縱逆轉(zhuǎn)保護裝置的檢測已經(jīng)成為了業(yè)界的棘手問題。究其原因，目前還沒有一種通用、可定性定量的檢驗方法（或者儀器）來檢驗自動扶梯的超速、非操縱逆轉(zhuǎn)保護等功能的有效性。而近年來，部分大城市地鐵自動扶梯事故的發(fā)生，使得研制自動扶梯超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能檢測設備以及制定統(tǒng)一規(guī)范的自動扶梯的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能試驗方法標準變得非常急迫。

2　標準主要內(nèi)容解析

2.1相關概念解析

（1）自動扶梯是指帶有循環(huán)運行梯級，用于向上或向下輸送乘客的固定電力驅(qū)動設備。

（2）自動人行道是指帶有循環(huán)運行（板式或帶式）走道用于水平或傾斜角不大于12°，輸送乘客的固定電力驅(qū)動設備。

（3）自動扶梯的“超速”，是指自動扶梯在運行中速度超過名義速度的一種現(xiàn)象，自動扶梯無論是上行還是下行，都有可能發(fā)生超速現(xiàn)象，一般滿載向下運行的扶梯發(fā)生超速的概率較高。

（4）自動扶梯的“非操縱逆轉(zhuǎn)”，是指自動扶梯在運行中非人為改變其運動方向的一種現(xiàn)象。自動扶梯無論是上行還是下行，都有可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)，滿載上行工況發(fā)生逆轉(zhuǎn)的概率較高。

2.2標準范圍

對于標準的適用范圍，考慮到GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中對超速與非操縱逆轉(zhuǎn)的試驗方法要求不夠明確，本標準的適用范圍為“規(guī)定了自動扶梯和自動人行道的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能試驗方法”?？紤]到自動扶梯在制造、安裝、維保、型式試驗、監(jiān)督檢驗、定期檢驗和日常使用都可以應用此方法進行檢驗，因此適用于“自動扶梯和自動人行道在生產(chǎn)、使用、檢驗檢測中的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能試驗”，涵蓋了自動扶梯整個生產(chǎn)（特種設備法規(guī)中的生產(chǎn)一般包含了制造、安裝和維保）、使用、檢驗檢測等環(huán)節(jié)，符合特種設備法規(guī)中的慣常用法。

2.3試驗環(huán)境

根據(jù)相關特種設備法規(guī)，擬定了本試驗方法的實施條件，包括溫度、濕度、環(huán)境防護、電壓波動等。根據(jù)自動扶梯以及曳引式電梯的檢驗技術要求，確定了本標準中的試驗條件。溫濕度要求“環(huán)境溫度應保持在5℃～40℃范圍內(nèi)，相對濕度不超過被檢設備本身的允許值”，適宜于自動扶梯電氣及機械部件的正常運轉(zhuǎn)，保證檢測結(jié)果的正確性?！半娋W(wǎng)輸入電壓正常，電壓波動應在額定電壓值±7%的范圍內(nèi)”，電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，保證了自動扶梯的試驗儀器的工作正常。由于環(huán)境中的有害氣體和導電塵埃將會造成人員及設備的傷害，所以環(huán)境條件中“環(huán)境空氣中不應含有腐蝕性和易燃性氣體、導電塵埃”，即不允許有害氣體及導電塵埃的存在。

2.4試驗儀器

2.4.1工作原理

本段提到了試驗方法的原理，即使用電力電子技術（譬如變頻技術）去改變電動機轉(zhuǎn)速和運行方向，從而使得自動扶梯處于意外超速或者減速逆轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，在這種工況下去驗證超速及非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能的有效性（即是否滿足GB 16899—2011的要求）。

2.4.2功能要求

試驗儀器本身應在輸出功率、速度控制、速度反饋、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)記錄、對自動扶梯以及對自身的保護等方面具備一定的功能要求。其中輸出功率的要求是防止儀器驅(qū)動功率不足而無法驅(qū)動自動扶梯進入正常運行，且達1.4倍名義速度的要求（附加制動器動作時扶梯最大速度不得超過1.4倍名義速度）也是試驗的需要。對自動扶梯的速度進行實時監(jiān)控并反饋速度，進行控制，一方面是為了使得自動扶梯能至少超速至1.4倍名義速度，另一方面是防止試驗失敗而出現(xiàn)危險情況。同時，儀器要具備顯示自動扶梯運行速度、方向等數(shù)據(jù)的功能，以利于試驗人員的觀測和使用。要求保護裝置動作時記錄下自動扶梯的運行速度，可以自動實現(xiàn)定量檢測，避免人員讀數(shù)差異，保證檢測數(shù)據(jù)具有良好的重復性。當保護裝置失效時，自動扶梯會一直處于非正常工作狀態(tài)，因此從保護自動扶梯的角度出發(fā)，要求保護裝置失效時最遲在自動扶梯速度超速至1.4倍名義速度前切斷電源，停止自動扶梯繼續(xù)運行。試驗儀器的引入只限于改變電動機的運行速度和方向，不能改變自動扶梯的控制系統(tǒng)（譬如自動扶梯PLC、微機板內(nèi)的控制線路以及其本身的安全保護裝置、安全回路等），否則會影響試驗的準確性和試驗方法的合理性。由于是380V的電源，所以對于電源方面的故障（短路、過載、缺相），試驗儀器應給予保護，否則會出現(xiàn)故障甚至損壞儀器。接插件的防錯要求是一方面是利于人員使用，另一方面是為了避免接線錯誤導致儀器和人員的傷害。根據(jù)以上內(nèi)容分析，提出對試驗儀器的各項功能要求。

2.4.3精度要求

試驗儀器對速度的測量誤差根據(jù)GB/T 10059—2009 《電梯試驗方法》確定為1%。同時，為了保證實時、準確地檢測自動扶梯動作速度，要求試驗儀器的響應延時及其速度采樣周期足夠小，要小于自動扶梯的電動機制動器電磁鐵的釋放延時時間，而一般電磁鐵的典型釋放延時為20ms，所以“試驗儀器對自動扶梯或自動人行道運行速度的采樣周期應不大于20ms。試驗儀器的速度測量精度應在±1%以內(nèi)。自動扶梯或自動人行道超速或非操縱逆轉(zhuǎn)保護裝置動作時，試驗儀器的響應延時應不大于20ms”。以免影響儀器記錄數(shù)據(jù)的實時性和準確性。在自動扶梯的保護裝置動作時，試驗儀器的反應要迅速，不能滯后。

2.5試驗程序

標準中試驗程序一章，對儀器和自動扶梯的接線方式、試驗步驟、系統(tǒng)自檢、選擇界面、自動扶梯保護裝置動作結(jié)果是否符合相關要求等作出了規(guī)定。首先需要確認試驗環(huán)境條件以及現(xiàn)場準備情況，如不滿足，則不能進行。被檢的設備應能夠滿足試驗的基本要求，否則影響試驗結(jié)果準確性。此處給出的接線方式只是針對某種儀器的接線方式，因此它并不是唯一的接線方法，所以在標準中的附錄A中提及，作為資料性附錄。本文僅對超速保護功能試驗和非操縱逆轉(zhuǎn)試驗兩個重點環(huán)節(jié)進行解讀。

2.5.1超速保護功能試驗

標準內(nèi)容：必須使用鑰匙開關啟動自動扶梯或自動人行道空載向下運行。使用試驗儀器驅(qū)動自動扶梯或自動人行道加速向下運行。（節(jié)選）

要求必須使用鑰匙開關（不能用檢修運行），是為了不影響自動扶梯本身的控制信號，保證試驗方法的合理性。超速保護試驗時，自動扶梯向下運行，因為根據(jù)牛頓定律，只有向下才會出現(xiàn)意外超速，所以用向下的方向來試驗。自動扶梯空載運行，為了避免人員和自動扶梯的意外傷害。超速保護試驗時，如果保護裝置不動作，則出于保護設備以及儀器本身的考慮，應及時（自動扶梯超速至1.4倍名義速度前）制停自動扶梯。根據(jù)GB16899—2011的要求，為了驗證故障鎖定功能，此處采用了斷電的方法來試驗。重復2次試驗，一共3次，可以避免偶然性，驗證設備保護裝置的可靠性。

2.5.2非操縱逆轉(zhuǎn)試驗

標準內(nèi)容：必須使用鑰匙開關啟動自動扶梯或自動人行道空載向上運行。使用試驗儀器驅(qū)動自動扶梯或自動人行道向上運行。對于按照GB 16899—2011制造的自動扶梯或自動人行道，非操縱逆轉(zhuǎn)保護裝置動作之后，斷開自動扶梯或自動人行道主電源后再閉合，用鑰匙開關啟動自動扶梯或自動人行道，自動扶梯或自動人行道應保持故障鎖定狀態(tài)。（節(jié)選）

要求必須使用鑰匙開關（不能用檢修運行），是為了不影響自動扶梯本身的控制信號，保證試驗方法的合理性。非操縱逆轉(zhuǎn)保護試驗時，自動扶梯向上運行。因為根據(jù)牛頓定律，向下運行的時候不會逆轉(zhuǎn)向上?？紤]到相當一部分自動扶梯利用了欠速保護等方法來實現(xiàn)非操縱逆轉(zhuǎn)保護，所以此處分為兩種情況，一種情況是保護裝置在自動扶梯減速時動作，另一種情況是保護裝置在自動扶梯減速到零速然后反方向運行時才動作。標準均考慮在內(nèi)。為了驗證故障鎖定功能，此處也采用了斷電的方法來試驗。非操縱逆轉(zhuǎn)保護試驗時，如果逆轉(zhuǎn)加速下行時保護裝置不動作，則出于保護設備以及儀器本身的考慮，應及時（自動扶梯超速至1.4倍名義速度前）制停自動扶梯。重復2次試驗，一共3次，可以避免偶然性，驗證設備保護裝置的可靠性。

3　標準制定的意義

來自國家質(zhì)檢總局的數(shù)據(jù)顯示，截至2013年底，全國電梯登記注冊總數(shù)已經(jīng)達到300.93萬臺，其中自動扶梯約占十分之一，保有量和年增長量均為世界第一。諸如北京、上海等城市，自動扶梯的數(shù)量早已突破萬臺。2013年，全國電梯事故70起，占特種設備事故的30.83%，在各類特種設備事故中排名第一。電梯事故中因安全附件或保護裝置失靈造成的事故35起，排名電梯事故原因的第一位。隨著中國發(fā)展進入新階段，城市化進程加快，全國各地的大型購物場所、娛樂場所和地鐵城軌站會越來越多，這也將帶來自動扶梯的大量增加，從而使自動扶梯發(fā)生超速和非操縱逆轉(zhuǎn)的風險增加。但是，采用傳統(tǒng)方法對于超速和非操縱逆轉(zhuǎn)的檢測存在不通用、不直觀、不能定量檢測的問題，這也必然增加技術機構(gòu)檢測的風險，以及相關從業(yè)單位維修保養(yǎng)的風險。

2013年，廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院采用廣東省地方標準DB44/T 1137—2013《自動扶梯和自動人行道的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能試驗方法》（對39個品牌、56類型號487臺在用自動扶梯進行了檢測。發(fā)現(xiàn)因生產(chǎn)原因造成超速保護功能失效的有97臺，涉及4個品牌，13類型號，不合格率19.9%；發(fā)現(xiàn)因生產(chǎn)原因造成非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能失效的有18臺，涉及4個品牌，6類型號不合格率3.7%，檢測發(fā)現(xiàn)的問題全部得到了生產(chǎn)廠家的確認，檢測方法得到了生產(chǎn)廠家、維保單位和檢測機構(gòu)的全面認可。

DB44/T 1137—2013《自動扶梯和自動人行道的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能試驗方法》的實施，有助于定性定量地對自動扶梯、自動人行道的超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能進行更加有效準確的檢驗，將有效解決電梯行業(yè)內(nèi)扶梯的超速、非操縱逆轉(zhuǎn)保護裝置的檢測難題，對保護人民生命財產(chǎn)安全起到重要作用。通過標準的實施，有助于業(yè)內(nèi)對扶梯超速與非操縱逆轉(zhuǎn)保護功能進行更加有效準確的檢驗，改善自動扶梯、自動人行道的安全狀況，對促進科技興檢和推動質(zhì)監(jiān)事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極影響和起到重要作用。