电梯电气系统安全性能分析与优化

电梯电气系统安全性能分析与优化

郝昌银

西继迅达电梯有限公司南京分公司，江苏南京，210000

摘要：电梯作为现代建筑中不可或缺的设施之一，在人们的日常生活和工作中发挥着重要作用。电梯电气系统的安全性能直接关系到乘客和建筑物的安全，因此，对其进行分析与优化显得尤为重要。本文从电梯电气系统的概述开始，通过对安全性能评价指标、常见故障及其原因分析，探讨了电梯电气系统存在的问题与挑战。随后，提出了一系列的安全性能优化措施，包括设计优化、制造工艺优化以及使用维护优化，旨在提高电梯电气系统的稳定性、可靠性和安全性。

关键词：电梯电气系统；安全性能；故障分析；优化措施

0 引言

着城市化进程的不断加快和人们生活水平的提高，电梯已经成为现代城市生活中不可或缺的交通工具。然而，随之而来的是电梯事故时有发生，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。电梯电气系统作为电梯的核心组成部分之一，安全性能直接关系到电梯的运行稳定性和乘坐安全。因此，对电梯电气系统的安全性能进行全面分析和优化具有迫切的需求和重要的意义。

1 电梯电气系统概述

电梯电气系统是电梯的核心组成部分，主要包括电气控制系统、电动机驱动系统、供电系统和安全保护系统等。其中，电气控制系统负责控制电梯的启停、运行方向和速度等，是电梯运行的大脑；电动机驱动系统通过控制电机的运转来驱动电梯的升降运动；供电系统提供电能保证电梯的正常运行；安全保护系统则监测电梯运行状态，一旦出现异常情况即可自动切断电源或采取其他保护措施，以保障乘客和设备安全。电梯电气系统的设计和运行牵涉到众多电气元件和控制器件，如电机、变频器、继电器、电缆等，并且需要与机械结构、电子技术以及安全管理等领域相互配合，确保电梯的运行平稳、安全可靠。

2 电梯电气系统安全性能分析

2.1电梯电气系统安全性能评价指标

电梯电气系统的安全性能评价指标是对电梯系统安全性能进行客观、全面评估的重要标准，主要包括：（1）电梯运行的稳定性，即电梯在运行过程中是否能够保持稳定的速度和平稳的加减速过程，以及在停靠时是否具备可靠的停车准确性。（2）电梯的运行安全性，包括对紧急情况的应急处理能力，如火灾或停电时的安全疏散措施，以及对异常情况的自动检测和报警机制。（3）对电梯运行中可能出现的各种故障和风险的防范能力，如防止电气元件短路、过载或供电系统异常等。（4）电梯系统的可靠性和持久性，即系统在长时间运行中是否能够保持稳定的性能表现，以及是否具备足够的耐久性和寿命。

2.2电梯电气系统常见故障分析

2.2.1电气元件故障

电气元件故障主要涉及到电梯运行所需的各种电气元件的异常或失效。电气元件故障主要包括电缆断裂、绝缘老化、接线松动、接触器粘连、断路器故障等。这些故障会导致电梯运行中断、异常或危险情况的发生，严重影响乘客的安全和舒适。例如，电缆断裂可能会导致电梯失去动力供应，无法正常运行；绝缘老化可能导致电气设备发生漏电或短路，造成火灾或电击等安全风险。

2.2.2控制电路故障

在电梯电气系统中，控制电路故障是常见的问题，主要包括电路板损坏、继电器故障、接线错误、控制器程序错误等。这些故障会导致电梯运行异常或无法正常工作，给乘客的安全造成潜在威胁。例如，电路板损坏可能导致控制信号传输中断，导致电梯无法启动或停止；继电器故障可能导致电梯在运行过程中突然停止或出现其他异常现象。

2.2.3供电系统故障

供电系统故障主要包括电源线路故障、断路器跳闸、电源电压不稳等问题。这些故障导致电梯在运行中突然停止、速度不稳、或者无法启动。例如，电源线路故障可能由于线路老化、接触不良或者电缆损坏等原因造成，导致电梯供电不足或者完全断电；断路器跳闸可能是由于电流过载或者短路等原因引起，导致电梯停止运行。

2.3故障原因与影响因素分析

2.3.1设计缺陷

电梯电气系统的设计缺陷主要是由于设计不合理、规范不足或者设计过程中的疏漏等引起。设计缺陷主要包括电路设计不合理、元件选型不当、系统结构不稳定等问题。例如，电梯电气系统的电路设计如果存在短路、过载等问题，可能导致电气元件过热、损坏或者控制系统失效；如果电气元件的选型不合适或者质量不过关，可能造成供电不稳、开关失灵等故障[1]。系统结构的不稳定性也可能导致电梯在运行过程中产生振动、噪音等问题，进而影响到电气系统的正常运行。

2.3.2制造工艺问题

在电梯电气系统的制造过程中，如果存在焊接不良、连接不牢固、组装不规范等工艺问题，可能导致电气元件接触不良、线路断路、连接失效等故障。由于制造过程中会存在的人为疏漏或操作失误，也会导致电梯电气系统的质量问题，例如错位安装、接线错误等。制造工艺问题还会导致电梯电气系统的性能不稳定、寿命缩短等影响，从而影响到电梯的正常运行和安全性。

2.3.3使用维护不当

电梯电气系统在长时间运行过程中，会出现磨损、老化等现象，如果缺乏定期维护保养，就容易导致部件故障，如电气元件断路、接触不良等。如果维护人员操作不规范，可能会误操作导致电梯电气系统故障，例如接线错误、设备调试不当等。同时，维护保养人员缺乏必要的技术培训和安全教育，也容易在维护过程中疏忽大意，造成安全隐患。

3 电梯电气系统安全性能优化措施

3.1设计优化

3.1.1优化电气元件选型

为了优化电梯电气系统的设计，需要对电气元件的性能参数进行全面评估，包括耐压、耐久性、温度范围等指标，确保其符合设计要求和工作环境的实际需求。选择具有高可靠性和稳定性的电气元件，避免使用质量不合格或品牌不明的产品，以减少故障率和提高系统的稳定性。同时，应考虑到电气元件的互换性和通用性，便于维护和更换，降低维护成本和维修时间。重视电气元件的节能性能和环保性能，选择符合能源效率标准和环保要求的产品，以降低能源消耗和减少对环境的影响。

3.1.2改进控制电路布局

改进控制电路布局需要对当前的控制电路布局进行全面审查和分析，确定存在的问题和潜在的改进空间。通过简化控制电路的布局结构，减少电路中的复杂连接和不必要的元件，降低电路的复杂度和故障风险。合理安排电气元件的位置，确保布局紧凑、清晰，便于维护和故障排查。对控制信号的传输路径进行优化，缩短信号传输距离，减少信号干扰和损耗，提高系统的稳定性和可靠性。在控制电路中增加冗余元件或备用回路，以应对元件故障或部分电路失效的情况。通过设置冗余备用装置，提高系统的可靠性和容错性，确保电梯在遇到意外情况时仍能安全运行[2]。在电路布局中加强对重要元件和关键连接的防护措施，如设置过载保护装置、短路保护装置等，以防止因外部干扰或意外操作导致的电路故障和损坏。

3.1.3提高供电系统稳定性

提高供电系统稳定性可以通过采用可靠的供电设备和设施来实现，如选择高品质的电源设备和稳压器，确保电能的稳定供应。优化供电系统的布局和结构，合理设计供电线路，减少线路长度和阻抗，以降低能量损耗和电压波动，提高系统的稳定性和可靠性。同时，加强对供电系统的定期检测和维护，及时发现和排除潜在故障隐患，保障供电系统的长期稳定运行。

3.2制造工艺优化

3.2.1严格把控材料质量

在电梯电气系统安全性能优化中，需要确保从供应商处获得的材料符合相关的标准和规范，主要包括对材料的质量认证、生产工艺、性能指标等方面进行严格审查和验证。在制造过程中，要建立严格的材料采购和验收制度，确保进入生产线的材料符合质量要求。同时，加强对材料的加工过程的监控和控制，采取有效的措施防止因材料加工不当而引发的质量问题。加强对材料使用过程的跟踪和监督，定期对生产线上的材料进行检测和评估，及时发现和解决可能存在的质量隐患。

3.2.2提高生产工艺水平

在生产过程中，要加强对关键工艺环节的管控，确保各项工艺参数的稳定性和可控性，避免因生产工艺不稳定而引发的质量问题。同时，对生产人员进行技术培训和指导，提高其操作技能和质量意识，确保生产工艺的规范执行。还要加强对生产过程的监测和质量检验，及时发现和解决生产中可能存在的问题，确保产品符合质量要求。

3.2.3加强质量检测与控制

在生产过程中，对关键工艺节点和关键部件进行全面检测，包括材料的质量、加工工艺的精度、零部件的装配质量等。采用先进的检测设备和技术，如X射线检测、超声波检测等，对产品进行非破坏性检测，确保产品质量符合要求。同时，加强对生产过程的实时监控，建立质量控制台账，记录生产过程中的各项数据和参数，及时发现和纠正可能存在的质量问题。在质量检测与控制过程中，要加强与供应商和合作伙伴的沟通与合作，确保原材料和零部件的质量可控。

3.3使用维护优化

3.3.1定期维护保养

建立完善的维护保养计划，明确各项维护任务、周期和责任人。在维护过程中，要对电梯电气系统的各个部件进行全面检查和维护，包括电气元件、控制电路、供电系统等。针对不同部件，采取相应的维护措施，如清洁、润滑、紧固等，确保设备正常运行和安全性能。同时，定期对电梯进行性能检测和调整，确保其运行平稳、安全可靠。在维护过程中，要加强对电梯使用情况的监控与分析，及时发现并解决潜在问题，防止故障发生。加强维护人员的培训和管理，提高其技术水平和工作质量，确保维护保养工作的有效实施。

3.3.2加强安全教育培训

通过定期举办安全培训课程、制定安全操作规程和应急预案等方式，培训维护人员和操作人员的安全意识和应急处理能力。培训内容包括电梯电气系统的基本知识、安全操作规程和故障处理技能等，采用理论授课、案例分析、模拟演练等形式进行培训，提高培训效果和参与度。同时，要根据不同岗位需求量身定制培训计划，加强对维护、操作和管理人员的培训，评估培训效果并及时改进，以提高安全管理水平，减少人为操作失误和事故发生的可能性，确保乘客和设备的安全。

3.3.3建立故障预警与应急处理机制

优化电梯电气系统安全性能的重要措施是建立故障预警与应急处理机制。通过安装监测设备和传感器，实时监测电梯电气系统的运行状态和参数，如电流、电压、温度等，以及设备的运行数据。利用先进的数据分析技术，对监测数据进行实时分析和处理，识别出电梯电气系统的异常状态和潜在故障。接着，建立预警机制，设定预警阈值和报警规则，一旦监测数据超出预警阈值或出现异常情况，系统将自动发出预警信号并及时通知相关人员。建立应急处理机制，包括制定应急处理流程和预案、明确应急处理责任人和联系方式、配备必要的应急处理设备和工具等，确保在发生故障或突发情况时能够迅速有效地进行应急处理，保障乘客和设备的安全

[3]。

4 结语

在电梯电气系统安全性能分析与优化的过程中，本文提出了一系列可行的优化方案，旨在提高电梯电气系统的安全性能和稳定性，确保乘客的安全出行。在未来的工作中，将继续关注电梯电气系统领域的发展，不断探索创新，为电梯行业的安全与可靠性作出更大的贡献。

参考文献

[1]汪明亮.电梯电气控制系统设计中的几个易忽视的问题[J].中国电梯,2022,33(03):10-12.

[2]孔令兴.电梯电气检验技术的探析[J].中国设备工程,2022,(07):169-170.

[3]王承彪,周珊珊,陈刚,等.电梯电气控制系统故障与检测研究[J].品牌与标准化,2021,(05):61-63.

作者简介：郝昌银（1993.11-），女，汉族，籍贯江苏如皋，本科，助理工程师，研究方向：电梯电气。