自动扶梯危险源的辨识及防范

本文刊登于《中国电梯》杂志2024年第9期

作者：王 豪 / 上海市特种设备监督检验技术研究院

近几年，随着自动扶梯使用量的不断增长，自动扶梯安全事故多发，危及乘客和设备安全，给自动扶梯维保单位和管理单位带来一定的压力和挑战^[1]。因此，对自动扶梯的危险源进行辨识并采取科学的防范措施尤为重要。基于此，笔者在本文中从自动扶梯的机械系统、电气系统两方面阐述自动扶梯的主要危险源，并从技术和管理层面提出科学、合理的防范措施，以提高自动扶梯的使用安全性，保障乘客和设备的安全。

自动扶梯的工作原理是由电力驱动系统驱动，基于一系列机械系统和电气系统的协同作用，实现连续倾斜向上或向下运输乘客。其中，机械系统传动包括梯级链传动和扶手带传动。梯级链传动是指由驱动轮带动梯级链运转，梯级链再带动一连串梯级沿导轨运行，形成运动轨迹闭环。在梯级链传动过程中，涉及的部件有桁架、梯级链、导轨、梯级、围裙板等。扶手带传动是指由驱动轮通过摩擦驱动方式带动扶手带运行。电气系统主要用于控制自动扶梯的起停、运行速度和方向的调节，以及运行安全防护。自动扶梯上配备多种安全传感器，用于监测乘客和设备任何潜在的危险情况。

由此可见，自动扶梯的结构复杂，部件众多，在使用过程中各部件容易出现导致故障或事故的风险(即危险源)。通过辨识自动扶梯潜在的危险源并采取相应的措施，可以避免故障或事故，保障乘客安全。同时，辨识危险源可以帮助维保人员更准确地识别设备存在的问题，以便有针对性地进行维护和保养，提高维保效率，降低维保成本^[2]。此外，通过持续地辨识危险源，可以不断改进自动扶梯的维保流程，提高设备运行的安全性和可靠性。

下面笔者从机械系统和电气系统两个方面列举自动扶梯的主要危险源，并介绍相关注意事项。

1)扶手带出现欠速。自动扶梯的扶手带在设计上与梯级同向同速运行，当扶手带的速度偏离梯级、踏板的实际速度大于15%，持续时间大于15 s时，自动扶梯应停止运行。如果扶手带欠速较多、欠速时间较长，且乘客不能及时调整手握位置，就很容易将乘客带倒，出现乘客摔倒事故^[3]。

2)自动扶梯围裙板与梯级的间隙变大。自动扶梯两侧的围裙板与梯级的间隙一般不超过4 mm。自动扶梯经过长期运行，各零部件会发生磨损损耗，导致该间隙变大，容易卷入鞋带等长条物品。因此，乘客在乘坐自动扶梯时要谨防长条物品被夹入，以免造成人员受伤。

3)自动扶梯出入口处的梳齿板出现断齿和变形。若梳齿板梳齿完好，能与梯级严密吻合，一般不具备危险性。但是，自动扶梯经过长期运行，梳齿板容易发生断齿和变形，使梳齿板与梯级间形成1～3 mm的间隙，导致裤脚、鞋带等薄软物品容易被夹入，具有一定的危险性。

4)链条、齿轮和传动带等磨损、断裂或松动。链条、齿轮和传动带等机械传动部件出现磨损、断裂或松动时，会导致自动扶梯运行不稳定或停梯。需要定期检查机械传动部件的外观和运行情况，注意异常振动或声响，及时更换磨损严重的零部件，并对机械传动部件进行定期润滑和维护。

5)踏板表面磨损和踏板滚轮损坏。踏板表面磨损、踏板滚轮损坏可能导致自动扶梯运行不平稳，增加乘客摔倒的风险。要定期检查踏板表面是否平整、踏板滚轮的磨损程度，以及零部件是否有松动。

1)电缆和连线出现问题。电缆磨损、断裂、损坏或连接不良可能导致电气故障、电击或火灾。应定期检查电缆和连线的外观，特别是在连接点和弯曲处仔细查找磨损、损坏、烧焦或暴露的导线，及时进行更换或维护。

2)电气部件出现故障。电动机、继电器、断路器等电气部件的故障可能导致自动扶梯运行不安全或停梯。应实时监控自动扶梯的运行状态，特别注意是否存在突然停梯、电动机过热或发生异常声响等情况，判断是否由电气部件故障造成。

3)控制系统出现问题。自动扶梯的控制系统发生故障会导致不正常运行，如速度异常、运行方向错误等。应实时监控控制系统的运行，注意任何异常情况，以便及时进行维护。

4)紧急停梯功能失效。若紧急停止装置失效，在紧急情况下，可能无法及时停止自动扶梯，导致人员或设备事故。应定期测试紧急停止装置的功能是否有效。

通过建立自动扶梯的数据挖掘系统，能够实现对自动扶梯设备的选型、工程设计和运营维护过程的综合管理。自动扶梯数据挖掘系统的框架如图1所示。该系统建立了3个关键性数据库，即设备选型数据库、工程设计数据库和运营维护数据库，用于管理、分析自动扶梯的全生命周期数据。这些数据库包含了各个关键部件的数据，涵盖了不同品牌和型号的自动扶梯的梯级链、扶手带、导轨等机械传动部件的信息。此外，还记录了供电系统断相保护装置、超速保护装置、意外逆转保护装置、扶手带入口保护装置、围裙板防夹保护装置、急停开关等安全保护装置的信息。运营维护数据库用于存储自动扶梯的运行故障统计数据、维护保养记录档案和重大危险源信息。通过对运营维护数据的统计、管理和分析，能够指导自动扶梯的维护保养工作。

自动扶梯数据挖掘系统以结构化分析和综合对比为核心，实现了设备选型数据对工程设计的指导，工程设计数据对运营维护的指导，同时利用运营维护数据不断优化设备选型和工程设计内容。设备选型数据、工程设计数据和运营维护数据之间形成无缝连接和循环联通，可实现对自动扶梯全生命周期数据的智能化应用。自动扶梯数据挖掘系统解决了自动扶梯可靠性要求高、故障原因难判断等难题，提高了自动扶梯设备选型、工程设计和运营维护的科学性，保障了自动扶梯的运行安全。

乘客在自动扶梯上滞留、阻塞和跌倒检测装置综合了红外热成像技术、传感器技术等多项新技术，可高精度、高灵敏度地检测乘客在自动扶梯上滞留、阻塞和跌倒等异常情况。

该装置通过红外传感器和摄像头采集自动扶梯的图像，从而检测自动扶梯周围的环境温度，特别是当自动扶梯上没有乘客时的背景温度；再通过图像处理器和红外处理器，根据捕获的图像数据计算乘客相对于背景温度的温升值。根据自动扶梯的运行状态和温升值，可以判断是否有乘客在自动扶梯上滞留、阻塞或跌倒。该装置可及时发现乘客异常，以便及时采取应对措施。

当自动扶梯的驱动链条断裂时，由于乘客和梯级重力的作用，梯级将发生倒转，造成乘客摔倒、踩踏。通过安装一种新型辅助性机械制动器(见图2)，可以有效防止驱动链条断裂时梯级的倒转。新型辅助性机械制动器主要涉及驱动链轮、棘轮、棘爪、连杆、行程开关和滑动块组件。其中驱动链轮与棘轮固定连接，连杆一端与行程开关配合，另一端与棘爪固定连接。棘爪通过组件支架枢接在桁架上，滑动块组件与组件支架枢接，组件支架固定在桁架上，行程开关固定在组件支架上。悬挂钩一端与滑动块组件连接，另一端与连杆连接。当驱动链断链时，滑动块组件失去驱动链的支撑力，在弹簧的压力作用下绕销轴向下转动；同时悬挂钩带动连杆向下运动，棘爪绕销轴向上运动，棘爪与棘轮啮合，主轴及驱动链轮停止转动，从而使自动扶梯停止运行。连杆向下运动的同时，连杆一端的钢片触动行程开关，行程开关发出电信号使自动扶梯其他部件停止运动，防止梯级倒转造成人身伤害^[4]。

自动扶梯在运行过程中，如果梯级在自动扶梯出口处被异物卡住跳起，将危及乘客安全。目前自动扶梯防梯级跳起措施大多是采用梯级单边防跳导轨。采用该种结构时，在自动扶梯没有防跳导轨的一边会发生梯级单边跳起的情况。并且在一般情况下，单边防跳导轨不安装电气开关，若梯级发生跳起，自动扶梯不能主动停梯，存在安全隐患。建议采用梯级双边防跳导轨(见图3)，即在自动扶梯两边均设置防跳导轨，以防止梯级跳起^[5]。

使用单位方面应加强对安全员的安全教育，定期组织安全员培训，让安全员熟悉自动扶梯的安全操作规程和应急处理方法；加强对自动扶梯周围环境的管理，保持环境的整洁和通道的畅通，避免堆放杂物或设置障碍物；在自动扶梯出入口等区域设置醒目的安全提示标识，提醒乘客注意脚下运动部件和抓紧扶手；制定并实施严格的日常检查制度，确保自动扶梯的安全运行。

维保单位应制定科学合理的维保计划，定期对自动扶梯进行全面的检查，确保电梯各部件未发生损坏；加强对重点部位如踏板、扶手带、电力驱动系统等方面的检查和维护。维保人员应具备相应的资质，具有扎实的专业技能，并严格按照操作规程进行维保工作，确保操作的规范性。维保单位还应建立详细的维护保养记录档案，对每次检查和维修的内容、结果进行翔实记录，便于日后追踪和查阅。

检验机构作为第三方监督单位，应严格依据国家标准和安全技术规范，制定详细的操作规范和操作流程，确保检验工作的科学性和合理性。检验机构应对检验结果出具详细报告，并及时反馈给使用单位和维保单位，以便及时采取整改措施；还应积极参与行业交流、开展技术培训，不断提升检验技术水平，保障检验质量。

确保自动扶梯的使用安全是一项持续性的工作，需要引起相关各方高度重视。自动扶梯危险源辨识和防范是确保自动扶梯使用安全的重要步骤。在本文中，笔者阐述了自动扶梯机械系统和电气系统两方面的主要危险源，并提出了相应的防范措施，以防止这些危险源导致故障或事故，对乘客和设备造成损害。

来源：《中国电梯》杂志

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