一起电梯冲顶事故的严格根源分析

李小陈1,钟晓东2 

1信息采集

1.1事故描述

2016年某日晚，现场维保员工接到召修电话到达现场后发现电梯停止运行，据用户描述，约半小时前听到一声剧烈的响声后，电梯停止运行，因此拨打召修电话。员工立即赴机房查看，发现电梯严重冲顶，所幸轿厢无人，未造成人员伤害。

1.2现场信息采集

现场工程师立即赶赴现场，进行事故数据采集，制动轮护罩融化进入制动器制动衬与制动轮之间。

1.3设备信息采集

2015年因主机损坏，更换主机。收集控制系统故障记录、系统参数设定、维修记录、保养记录、检验记录等。发现事故当天电梯曾召修过2次，且控制系统均有警告信息，但召修人员回复均为：到达现场后，电梯正常运行无故障。

2事故分析

基于事故现场的数据采集，事故的表现，初步认定主机护罩融化进入制动轮与制动衬之间，从而导致制动器失效引发了故障。为了使得故障更加明确，对事故进行了深入分析。

2.1冲顶事故深入分析

尽可能多的罗列电梯冲顶事故的原因，并逐一分析，并结合事故事实，将他们区分为三类：1、确定能造成本次事故的；2、确定与本次事故无关的；3、与本次事故存在潜在关系的。

依据现场信息收集，将关联的原因逐项分析并分类：

1、正常或复位运行，其能量不会冲穿楼顶，且系统无超速记录，与现场实际不符合。此两项与事故无关；

2、在抱闸（制动器）存在运行摩擦的情况下，抱闸（制动器）检测失效，会成为事故间接原因。此项为潜在项；

3、在抱闸（制动器）完全未能打开情况下，过载失效会成为事故间接原因，工地无过载记录，与现场实际不符合。此项与事故无关；

4、在抱闸（制动器）存在运行摩擦的情况下， 因电流升高，主机或变频器温升过高，过热保护失效，会成为事故间接原因；现场过热保护有效，有故障记录，但温度恢复后允许重启。此项为潜在项；

5、抱闸（制动器）线路异常会导致制动器工作不正常，经排查现场线路正常。此项与事故无关；

6、抱闸（制动器）间隙异常会导致制动衬与制动轮之间存在异常摩擦，需要进一步调查：出厂间隙值以及合格证；需查看上一次制动器专项保养记录及相关数据。此项为潜在项；

7、制动轮在旋转过程中圆跳动大会增加与制动衬的摩擦，而圆跳动主要取决于制造精度，需供提供出厂圆心度值以及合格证。此项为潜在项；

8、需供应商提供热衰退对制动力或主机其他性能影响的产品测试数据。此项为潜在项；

9、护罩融化进入制动器的干涉，是事故发生的直接原因，但其只可能在主机温升极高时融化，其熔点需进一步确认。此项为确定项。

基于以上对本次冲顶事故的故障树分析，可以给出事故的初步结论：

1、直接原因：第9条在主机出现极其异常的高温后护罩（ABS材质）融化，其异物侵入抱闸（制动器）是影响抱闸（制动器）正常关闭的直接原因，也是事故的直接原因；而第8条主机出现极其异常的高温后，制动轮和制动器的热衰退使得制动力大幅下降，也促进了事故的发生。

2、间接原因：第2、4条依据现场系统参数设定，以及对召修记录调查，两项事实的确存在，是故障发生间接原因，参数的设定导致抱闸检测功能失效，而热保护的警告会使得电梯短时间停梯，而召修员工到达现场后未及时去机房调查故障记录，直接回复设备正常，而实际是变频器和主机均已经多次报告高温警示，预示已经存在带闸运行导致主机的温升异常警告；

（1）抱闸检测失效，与抱闸检测相关参数：

$DYN   7142   13   i   4021

$DYN   9086   13   i   2       //warning，警告，但不停梯，抱闸检测无效

$DYN   7136   1   f   1000

$DYN   7145   13   i   0

（2）热保护有效，但热敏复位后，系统自动复位再次运行，因此故障记录有很多热保护记录：主机过热（9065~9603），底座过热（9054~9604）

$DYN   9065   13   i   3       //disable，禁止使用，变频器停止工作

$DYN   9066   13   i   0       //off，热敏恢复可重启

$DYN   9067   1   f   1000

$DYN   9603   1   f   1000

$DYN   9054   13   i   3       //disable，禁止使用，变频器停止工作

$DYN   9055   13   i   0       //off，热敏恢复可重启

$DYN   9056   1   f   1000

$DYN   9604   1   f   1000

3、根本原因：第6条抱闸（制动器）间隙异常，导致带闸运行，温度升高是根本原因，需要对出厂参数和现场调整记录参数进一步调查，尚若参数无法提供，只能进一步深入分析；

2.2护罩融化深入分析

前述对冲顶事故的分析，能锁定事故间接原因，但直接原因和根本原因需要进一步确认。

1、对护罩进行温升测试：护罩耐温材料完全满足主机正常情况下的工况，但高温的异常情况下会出现融化并流入制动面导致制动力下降的风险。

2、对抱闸（制动器）间隙数据调查：标准间隙值，见名牌0.3~0.45mm之间，小于0.3mm，可能因制动衬与制动轮间隙过小，而制动轮旋转圆跳动过大时，导致磨闸；大于0.45mm，可能导致电磁力不够，无法克服弹簧提供的制动力，制动器不能正常打开，导致磨闸；

（1）出厂参数：主机出厂时，制动器间隙检测为必检项目，并且要求对每个制动器的间隙值进行记录，完后，给每个制动器的调整螺栓涂上红的油漆做记号叫做封漆。

（2）现场调整记录参数：现场可见，出厂封漆已被破坏，且防尘罩盖和橡胶圈均丢失。但现场维修记录中均未体现制动器间隙调整相关记录和数据，现场员工对制动器的调整回答模棱两可，对制动器间隙要求不能准确查看（制动器铭牌明确标出），并说出。

对事故主机的制动器间隙进行测量，发现严重超标：

3问题确认

1、退回主机转子上有大量护罩融化物，是导致制动器卡阻不能正常工作的直接原因；

2、对主机进行拆解，重新装配后测试测试转子跳动；并更换轴承后重新测试转子跳动，三坐标测量径跳、圆度、同轴度和轴承室圆柱度均符合要求；

3、测量转子内磁钢磁通量发现磁场不均，部分磁钢已经失磁，可能是由于制动衬与制动轮摩擦，导致温升异常，使得磁钢磁性衰退。 

4改进确认

1、更改制动轮护罩材质，由塑料材质改为钢材质；

2、工地维保人员在电梯投入使用后定期对制动器进行维保，制动器间隙需作为常规维保项进行定期检查，必要时需进行调整，调整应当由受训的作业人员完成，并且详实填写相关数据。

总结：

根据以上分析可知，事故的直接原因为制动轮主机护罩使用了ABS材质材料，其在极度高温时融化进入制动器间隙，使得制动器功能失效；事故的根本原因为现场制动器间隙调整不当所致，因制动器间隙过大，导致电磁力无法克服制动弹簧提供的制动力，而制动衬持续与制动轮摩擦，主机带闸运行，温升逐步升高；而制动器检测开关功能设置为失效，且变频器和主机的热敏被设置为警告，加之召修员工未认真履行召修作业，是事故发生的间接原因。

事故所涉及的相关单位，均应从“人机料法环”各个方面着手，进一步分析问题原因，而不仅仅只是制造单位选用了不合理的材质，以及维护保养单位作业不当导致事故的发生。更加深入的调查分析，才能建立起更加完善的预防性保养计划，从而杜绝类似事故再次发生。