公共交通型自动扶梯重要安全部件功能试验方法

一、引言
二、超速及防逆转试验
近年来扶梯事故时有发生，其安全也日益受到社会关
注。

特别是自动扶梯的逆转事故，通常容易导致群体伤害，社
会影响十分恶劣，引起了社会和国家质检总局的高度重视。

如2003年上海地铁的扶梯逆转、2005年武汉商场的扶梯逆转、2007年上海地铁的扶梯逆行、2010年深圳地铁的扶梯反转运行、2011年北京地铁发生的扶梯逆转恶性事故[1]、2017
年3月香港旺角发生的“通天扶梯”驱动链断裂等。

质检总局在2017年发出通知，要求加强自动扶梯和自动
人行道安全隐患治理，督促各地对扶梯进行安全性能排查。

广东省特检院响应此措施，组织各地市技术人员组成的抽查组，对全省在用的200多台520NPE型扶梯进行系统性风险评估及排查，重点试验梯级超速、防逆转、驱动链断链保护、附
加制动器、载荷制动性能及制停距离等。

本文将相关的试验方法加以总结，为其他型号大提升高度的公共交通型自动扶梯的试验提供参考。

2.1 常规试验方法
自动扶梯下行时，如果发生驱动链断链、打滑、主机失效
等情况，则会出现超速的危险，因此设置超速保护装置。

根据检规的规定，自动扶梯和自动人行道应有超速保护的措施以及防止梯级、踏板或胶带改变规定运行方向的措施[3]。

而非操纵逆转通常发生在有载上行时，
由于传动机构失效等原因，造成上行动力不足或失去动力，在乘客载荷的作用下，改为向下溜车，乘客在下部出入口快速聚集，造成相互之间的挤压和踩踏，一旦保护装置失效，将发生事故。

超速保护装置常见的有几种类型：一是离心式的
超速开关，当超速时，连接在驱动主机减速箱高速轴的甩块在离心力作用下，克服弹簧的压缩力向外甩出，触发超速开关动作；二是利用磁感应开关、光电开关或旋
转编码器等获取运行速度信号，由控制系统进行比较和判定，比如在制动轮同轴装有飞轮，在飞轮下面装有磁块，检测开关装在底架上。

当飞轮转动时，检测开关
感应到转动经过的磁块并产生信号。

逆转保护装置通常有两种形式，一是利用检测开
关，如通过摆杆的前端压住链轮的侧面，两者之间产生一定的摩擦力。

正常上行时，链轮带动摆杆前端往下摆动一定角度，其后端相应地往上摆动，触发上部检测开
关断开。

正常下行时，下部的检测开关断开。

如果梯级
在上行过程中突然改变运行方向，摆杆将触发下部的
公共交通型自动扶梯重要安全部件功能试验方法
FUNCTION TEST METHODS FOR IMPORTANT SAFETY COMPONENTS OF PUBLIC SERVICE ESCALATOR
文 | 王璐 陈成华 林晓明
广东省特种设备检测研究院珠海检测院
自动扶梯是一种常见的交通工具，其安全性能日益引起社会和业内的关注。

本文针对自动扶梯常规试验方法中
存在的问题，对公共交通型自动扶梯的几种重要安全部件作了介绍，并根据自动扶梯的系统性风险评估及排查的过程及结果，对自动扶梯的几种安全保护功能的试验方法作了讨论，为防范自动扶梯的安全事故提供了参考依据。

关键词：摘 要：自动扶梯 超速 防逆转 驱动链 载荷试验 附加制动器
检测开关断开。

这将切断控制电路，使设备停止运行。

二是利用与上述超速保护装置第二种类型类似的磁感应开关或光电开关获取运行速度和方向信号，通过控制系统进行比较和判断。

自动扶梯的超速和防逆转的保护功能，是自动扶梯在运行中出现危急状态时的重要安全措施。

北京地铁扶梯逆转事故、深圳地铁扶梯逆转事故已经表明扶梯超速和逆转所带来的严重后果。

因此，对于自动扶梯（人行道）的超速、
非操纵逆转保护功能的检测是十分关键和必须的。

然而，由于不同的制造厂商采用不同的设计原理，很难去用一种通用的检测方法去检测，同时自动扶梯的检验规则里对这两个项目也没有给出明确的检测方法。

目前不同大多数方法有：(1)动作电气开关，用钥匙启动扶梯，观察扶梯是否能运行；(2)拆除传感器的信号线，用钥匙开启扶梯，观察扶梯是否能运行；（3）拆除电机的驱动电源线，用钥匙往下开扶梯，然后用盘车轮向上盘车，观察扶梯电气系统是否能自动保护。

（4）把电机线反接，用钥匙开梯，观察扶梯是否能保护。

2.2 仪器试验方法
上述四种方法在520NPE型的自动扶梯上应用时却出现保护，试验多数不成功。

同时，由于大部分的该型号自动扶梯提升高度在8至12米之间，驱动电机功率为24KW、30KW、15KW双电机、18.6KW双电机等多种规格，因此选择了某大功率扶梯专用综合检测仪，该仪器适用功效为40KW，满足试验需求。

520NPE型扶梯的控制系统为交流380V加变频器，电机启动过程为Y/Δ转换，因此仪器接线如图1、图2所示。

如图2所示，先将扶梯电机的6根接线拆下，其中3根线头接仪器输出端、3根线尾用短接器连接，电机形成Y 形电路（电机Y形接线与Δ形接线扶梯速度是相同的，测试须在空载状态进行，Y形接线扶梯速度能满足要求）；再将仪器3根输入线接到原电机3个接线端；则现场仪器接线完成。

注意由于扶梯的启动、运行方式有工频和变频两种，因此测试时须将控制柜上的变频器转换开关转到“工频”模式。

当测试完毕，拆除仪器接线，恢复原电机6根接线，变频器转换开关转回到“变频”，确认自动扶梯应能正常
运行使用。

图1 自动扶梯综合检测仪现场接线
图2 自动扶梯综合检测仪输入输出端子接线
3.1 驱动链保护型式
驱动链如果发生断裂，自动扶梯将失去动力并与工
作制动器也失去联系，出现惯性滑行等危险状况。

通常
自动扶梯都装有对驱动链的工作状态实行监控的装置。

常用的驱动链监控装置有机械式和电子式两种。

机械式
监控装置通过驱动链压板在自重的作用下紧贴在驱动
链上，当链条磨损伸长而下沉超过某一允许范围或断裂
时，压板下沉并使安全开关动作，使驱动主机电源断开
而制动。

电子式监控装置则在驱动链的旁边装有电子感
应器，当驱动链发生断链时，感应器监测到距离的变化，
从而触发安全开关动作，断开自动扶梯的动力电源。

图3为扶梯主驱动链链条，公共交通型扶梯驱动链
大多是双排链或三排链结构，安全系数高；链条上部设
有断链保护开关。

三、驱动链条断链保护试验
图3 扶梯主驱动链链条
表1 自动扶梯的制停距离
表2 自动扶梯的制动载荷
四、载荷制动试验
4.1 制停距离试验原理
自动扶梯的制停距离对扶梯使用者来说是一项重要指
标，标准中对扶梯制停距离的规定如表1所示[4]，由表中数据可知：过大和过小的制停距离都不利于扶梯的乘坐安全。

过大的制停距离，会使得紧急情况时不能迅速将扶梯制停，已经处在危险的乘客会持续受到伤害；而过小的制停距离，说明扶梯的瞬间减速度过大，从而会导致因故障而制停时，乘
客在停止瞬间很容易由于惯性向前摔倒。

3.2 驱动链断链保护试验
测试试验：扶梯以检修速度运行，人为拨动断链保护开
关，扶梯应停止运行，工作制动器和附加制动器应同时动作。

器出现失灵的情况，而此时扶梯本身的附加制动器就应该马上工作。

砝码能完全模拟乘客，通过砝码模拟乘客是完全可以达到试验目的的。

公共交通重载型自动扶梯，设计的最大额定载荷重量是需要每一级台阶都站人才会实现，必须是人贴着人，而这种情况在现实中几乎是不可能出现的。

所以说，在重量上是完全能够模拟的，因此不会
影响试验的结果。

测量制停距离，在自动扶梯监督检验时进行有载制
动试验，而自动人行道的监督检验仅进行空载制动试验；自动扶梯或自动人行道的定期检验只做空载试验。

检验
时应注意制停距离应从电气制动装置动作时开始测量。

4.2 载荷确定及砝码堆放
根据标准要求，公共交通型自动扶梯的制动载荷如
表2所示。

其中，受载的梯级数量由“提升高度h 3除以最大可见梯级踢板高度”求得，试验时允许将总制动载荷分布
在所求得的2/3的梯级上。

为了防止在扶梯发生故障时造成乘客滚落，因此有必要
对扶梯进行载荷试验，以验证其制动情况。

由于需要一段制动距离，所以试验时并不是把所有砝码平均分布在整部扶梯的所有梯级上的，而是通过每个梯级增加一部分重量的方式将额定载重量所需的砝码集中在三分之二的梯级上。

模拟断电后制动器失灵场景，通过松开抱闸的方式，检验扶梯的附
加制动器是否能够在发生意外情况时正常工作。

试验原理：自动扶梯的“抱闸”相当于“急刹车”，就是指
自动扶梯突然发生停电等特殊故障而需要停下来的时候，制
动器发生作用，相当于“急刹车”。

松开抱闸，
则是模拟了制动
名义速度V （m/s）
制停距离范围（m）0.500.20～1.00*0.650.30～1.30*0.75
0.40～1.50*
*不包括端点数值
名义宽度z1（m）每个梯级上的制动载荷（kg）
z1≤0.60
600.60<z1≤0.80900.80<z1≤1.10
120
计算扶梯载荷试验加载砝码数量：根据扶梯提升
高度计算实际梯级数量，选择下部2/3梯级加载，宽度
1000mm扶梯每梯级加载200kg （如：提升高度为12m，每级高度0.2m，共有梯级60，每级按120kg计算，共需加载砝码7200kg；选择下部36级加砝码，每级加载200kg）。

加载方法如图5，使用小叉车搬运，用扶梯检修盒
操作，每加载2级向上开扶梯一定距离。

为确保试验安全，加载砝码达到50%后做上下运行试验，确保扶梯能
可靠制动。

图4 扶梯制动弹簧压缩量调整
4.3 载荷制动试验步骤
1）试载前检查制动器弹簧压缩量，相同型号扶梯其压
缩量大致相同（如图4）；空载运行扶梯，检查上、下行扶梯制动距离应在检规规定范围。

2）扶梯上下制动距离测量，如图6扶梯满载后向上运
行，砝码快到顶部时停梯测量上行制动距离；向下运行测量下行制动距离；上、下运行制动距离应满足要求，否则要调整工作制动器。

① 空载制停距离测量
在梯级和围裙板上用记号笔做好标记，标记应保持一
段距离，不能相距太近，以免在启动后达不到名义速度；启动自动扶梯，等待两个标记重合对齐时，按下紧急停止开关；自动扶梯制停后，测量标记间的距离即为制停距离。

② 有载制停距离测量
确定制动载荷；将总制动载荷分布在上部2/3的梯级
上；在梯级和围裙板上用记号笔做好标记，标记应保持一段距离，不能相距太近，以免在启动后达不到额定速度；启动自动扶梯，等待两个标记重合对齐时，按下紧急停止开
关；自动扶梯制停后，测量标记间的距离即为制停距离。

5.1 附件制动器简介
当驱动主机与梯级链轮主轴之间的传动机构由于
链条断裂、松脱等原因失效时，两者之间便失去联系，即使有安全开关动作，使驱动主机停止运转，工作制动器起作用，也无法使梯路停止运行。

特别是在有载上行时，梯路将反向运转和超速向下运行，造成乘客失稳摔倒，或因人员堆积造成相互之间挤压和踩踏，从而引发伤亡事故。

为了防止上述危险情况发生，自动扶梯增加了附
加制动器作为保护装置。

根据标准要求，这几种情况的自动扶梯应装设附加
制动器：工作制动器和梯级、踏板之间不是用非摩擦元件
（如轴、齿轮、多排链、两根及以上的单根链条）传动时；工作制动器不是标准规定的机-电式制动器；提升高度超过6m以及公共交通型。

附加制动器应为机械式并利用摩擦原理，使具有制
动载荷的自动扶梯减速，并使其保持静止状态，应在自动扶梯速度超过额定速度的1.4倍之前和在梯级、踏板
改变其规定运行方向时动作，动作时应强制切断控制电路，并使工作制动器同时动作。

附加制动器由触发机构和执行机构两部分组成。

触
发机构在速度超过额定速度1.4倍之前，或者发生非操纵逆转时应能动作。

执行机构采用机械式的结构，利用摩擦原理，为梯路提供制足够的动力矩，使其减速停止下来并保持停止状态。

例如，动作装置为棘爪、连杆和重锤的附加制动器中，棘爪和连杆套在同一轴上（相互形成的角度可以调节），重锤平时由重力压在传动链上。

传
动链在运动时与重锤一个摩擦力很小的面相对滑动。

一旦传动断裂，重锤在重力的作用下向下摆动，通过连杆与轴使棘爪也顺时针摆动，使棘爪卡入棘轮的凹槽内使
棘轮制动。

5.2 附加制动器试验步骤
1）调整制动间隙：图7为附加制动器结构，附加制动
器为双线圈式结构。

附加制动器闸瓦与制动轮间隙要调
整合适；现场发现有部分扶梯制动间隙过小，扶梯长时
间运行后制动轮发热严重。

图6 扶梯满载状态
五、
附加制动器性能试验
图5 扶梯逐步加载砝码
作制动器和附加制动器也同时动作，扶梯的制动距离大约为43cm；但是在工作制动器持续开闸的状态下进行试验，附加制动器动作后的制动距离却超过了3m，扶梯在溜车状态结束才停止。

后来检查发现附加制动器的机械装置调整不当，导致附加制动器虽然动作但丧失了制停作用。

二是要注意目前市面上有大部分的扶梯，其附加
制动器除了超速、逆转时动作，在电源出现故障或安全回路断开时也会动作。

如果在后者的情况下，附加制动器与工作制动器同时动作，那么安装标准要求，两者同时作用下，扶梯的制停距离必须满足标准5.4.2.1.3.2项和5.4.2.1.3.4项的规定。

某些扶梯则在附加制动器触发机构上增加了延时电路，当扶梯出现超速或逆转，附加制动器与工作制动器立刻同时动作；但出现电源或安全回路的故障，附加制动器会比工作制动器延时大约4
秒动作，此时工作制动器已经制停扶梯，这样设计的扶梯则不需满足刚才提及的两条标准要求。

2）制动试验：本试验在载荷试验时工作制动器满足要
求后进行，同时需要多人配合。

首先算出总制动载荷的砝码数量，然后将其均匀分布在扶梯上部三分之二的梯级上面，试验时一人启动扶梯、一人顶住工作制动器、一人触发附加制动器。

先向上运行扶梯，并让工作制动器保持开闸状态（使其处于失效状态），扶梯速度达到正常值时人为触发附加制动器，扶梯应能可靠制停。

上行制动正常后再做下行制动试验，步骤与上行试验相似。

定期检验时则做空
载的制动试验即可。

这里有两点值得注意，一是试验时要强行保持工作制动
器在打开状态，这样才能独立反映附加制动器的制停效果。

例如，在对一台公共交通型扶梯进行定期检测时，通过扶梯专用综合检测仪使扶梯超速，此时超速保护装置动作，使工
由于大提升高度扶梯运载乘客量大，公共交通型
扶梯每天长时间连续运行，安全性要求特别高，应加大现场监督及抽查力度，使用年限五年以上的要分批进
行载荷试验。

进行载荷试验和附加制动器试验时，由于砝码数量多，要做好现场防护及指挥，防止砝码运行到
扶梯端部后发生堆积、撞坏梯级或伤人。

本文总结了大提升高度公共交通型扶梯重点部件
安全性能的试验方法，实际操作性强，适用于其他同类型扶梯的检验检测工作，同时也为电梯定期维保及管
理工作提供试验方法，为确保电梯安全可靠运行，防范
安全事故发生提供了参考依据。

图7 附加制动器结构
总结
参考文献
[1]戚政武,梁敏健,林晓明.自动扶梯超速和非操纵逆转保护
装置检测技术及仪器研制[J].中国特种设备安全,2014,30(12):1-
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