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5.12 电气故障的防护、控制


5.12.1 电气故障的防护
5.12.1.1 通则
5.12.1.1.1 在5.12.1.1.2中列出的自动扶梯和自动人行道电气设备中的任何一种故障,如果在5.12.1.1.3或附录B条件下不能排除,则本身不应成为自动扶梯和自动人行道危险状态的原因。
5.12.1.1.2 可能出现的故障:
    a)无电压;
    b)电压降低;
    c)导线(体)中断;
    d)电路的接地故障;
    e)电气元件(例如:电阻器、电容器、晶体管、灯等)的短路或断路,参数值或功能改变;
    f)接触器或继电器的可动衔铁不吸合或不完全吸合;
    g)接触器或继电器的可动衔铁不断开;
    h)触点不断开;
    i)触点不闭合;
    j)错相。
5.12.1.1.3 对于符合5.12.1.2.2规定的安全开关,可不必考虑其触点不断开问题。
5.12.1.1.4 如果含有电气安全装置的电路发生接地故障,应使驱动主机立即停机[见表6的p)]。
5.12.1.2 电气安全装置
5.12.1.2.1 通则
5.12.1.2.1.1 当电气安全装置在表6所列的情况下动作时,应按照5.12.1.2.4的规定防止驱动主机启动,或使其立即停机,电气安全装置应包括:
    a)一个或几个满足5.12.1.2.2要求的安全开关,直接切断接触器或接触器式继电器的供电。
    b)或满足5.12.1.2.3要求的安全电路,包括:
        1)一个或几个满足5.12.1.2.2要求的安全开关,这些开关不直接切断接触器或接触器式继电器的供电;
        2)或不满足5.12.1.2.2要求的开关;
        3)或符合附录B要求的其他元件。
    c)符合5.12.1.2.6要求的可编程电子安全相关系统,直接切断接触器或接触器式继电器的供电。
5.12.1.2.1.2 电气设备不应与电气安全装置并联,以下情况除外:
    a)在检修状态下(见5.12.2.5)。
    b)为采集电气安全装置的状态信息,与安全回路不同点的连接。为此目的而设置的装置应符合附录B的规定。
5.12.1.2.1.3 内、外部电感或电容的影响不应引起安全电路失效。
5.12.1.2.1.4 安全电路输出的信号不应被同一电路中设置在其后的另一个电气装置发出的外来信号所改变,以免造成危险后果。
5.12.1.2.1.5 内部动力电源装置的结构和布置,应防止由于转换作用而在电气安全装置的输出端出现错误的信号。自动扶梯或自动人行道的运行或电网上其他设备引起的电压峰值,不应对电子元件产生不允许的干扰(抗扰度)。宜符合GB/T24807和GB/T 24808的相关规定。
5.12.1.2.2 安全开关
5.12.1.2.2.1 安全开关的动作应使其触点强制地机械断开,甚至两触点熔接在一起也应强制地机械断开。
    当所有触点断开元件处于断开位置时,且在有效行程内,动触点和驱动机构之间无弹性元件(例如:弹簧)施加作用力,即为触点获得强制地机械断开。
    在设计上应尽可能地减少由于部件故障而引起的短路危险。
5.12.1.2.2.2 如果安全开关保护外壳的防护等级不低于IP4X(按照GB4208的要求),则安全开关应能承受250V的额定绝缘电压。如果其外壳防护等级低于IP4X,则应能承受500V的额定绝缘电压。
    安全开关应属于GB14048.5中规定的下列类别:
    a)AC-15,用于交流电路;
    b)DC-13,用于直流电路。
5.12.1.2.2.3 外壳防护等级低于IP4X时,其电气间隙不应小于3mm,爬电距离不应小于4mm。断开后触点之间的距离不应小于4mm。
5.12.1.2.2.4 对于多个分断点的情况,断开后触点之间的距离不应小于2mm。
5.12.1.2.2.5 导电材料的磨屑,不应导致触点短路。
5.12.1.2.3 安全电路
5.12.1.2.3.1 5.12.1.1中的任一故障均不应导致危险状态的产生。
5.12.1.2.3.2 下列条件适用于5.12.1.1所述的故障:
    如果某一故障与第二个故障组合可能导致危险状态,那么最迟应在该故障元件参与的下一个操作程序时使自动扶梯或自动人行道停止运行。
    在自动扶梯或自动人行道按照上述程序停止运行之前,第二个故障导致危险状态的可能性不予考虑。
    如果在状态变化下不能检测出导致第一故障的元件失效,则应有适当的措施确保该故障被检测出,并最迟在按照5.12.2.4重新启动时防止自动扶梯和自动人行道运行。
    安全电路的MTBF(平均失效间隔工作时间)不应小于2.5年。确定这个时间的依据是,假设每台自动扶梯或自动人行道在三个月内,根据5.12.2.4至少重新启动一次,即经历一次状态的变化。
5.12.1.2.3.3 如果两个故障与第三个故障组合可能导致危险状态,那么最迟应在有该两个故障元件中任何一个参与的下一个操作程序时使自动扶梯或自动人行道停止运行。
    在自动扶梯或自动人行道按照上述程序停止运行之前,第三故障导致危险状态的可能性不予考虑。
    如果在状态变化下不能检测出导致前两个故障的元件失效,则应有适当的措施确保这些故障被检测出,并最迟在按照5.12.2.4重新启动时防止自动扶梯和自动人行道运行。
    安全电路的MTBF(平均失效间隔工作时间)不应小于2.5年。确定这个时间的依据是,假设每台自动扶梯或自动人行道在三个月内,根据5.12.2.4至少重新启动一次,即经历一次状态的变化。
5.12.1.2.3.4 如果满足下列a)或b)的要求,多于三个故障的组合可以不予考虑,否则不允许中断失效分析,而应继续类似于5.12.1.2.3.3的分析处理:
    a)安全电路至少由两个通道组成,并且它们的相同状态由一个控制电路监测。在自动扶梯或自动人行道重新启动(按照5.12.2.4)前,检查控制电路(见附录C)。
    b)安全电路至少由三个通道组成,并且它们的相同状态由一个控制电路监测。
5.12.1.2.3.5 应按照图C.1设计和评价安全电路。
5.12.1.2.4 电气安全装置的动作
    当电气安全装置动作时,应能防止驱动主机启动或立即使其停机。工作制动器应起作用。
5.12.1.2.5 电气安全装置的控制
    控制电气安全装置的执行元件应经筛选,即使在连续操作产生机械力的条件下,也能正常工作。
    对于冗余型安全电路,传感器元件应通过机械设计或几何布置确保机械故障不会导致冗余能力的减弱或丧失。
    如果不检测安全电路的传感元件故障,则安全电路的传感元件应满足D.4.2和D.4.3的要求。
5.12.1.2.6 可编程电子安全相关系统(PESSRAE)
    可编程电子安全相关系统应符合GB/T20438的规定。
    如果可编程电子安全相关系统和一个与安全无关的系统共用同一硬件,则该硬件应符合PESSRAE的规定。
5.12.2 控制
5.12.2.1 自动扶梯或自动人行道的启动和投入使用
5.12.2.1.1 自动扶梯或自动人行道的启动或投入自动运行状态(即由使用者经过某一点的自动启动),应只能由被授权人员通过操作一个或数个开关(例如:钥匙操作式开关、拆卸式手柄开关、护盖可锁式开关、远程启动装置)来实现,这些开关应能从梳齿和踏面相交线外部区域操作。这种开关不应同时    用作5.11.4中规定的主开关,操纵开关的人员在操作之前应能看到整个自动扶梯或自动人行道,或者应有措施确保在操作之前没有人员正在使用自动扶梯或自动人行道。在开关的指示上应能明显识别运行方向。
    5.12.1.1.2所列的任何一个自动扶梯或自动人行道的电气设备故障,如果在5.12.1.1.3和附录B所述的条件下不能排除,不应导致自动扶梯和自动人行道的启动。
    启动开关应位于可触及停止开关的范围内。
    对于远程启动也应符合上述规定。
    注:维修人员有责任在对自动扶梯或自动人行道维修之后,观察梯级或踏板运行一个完整的循环,才能将自动扶梯或自动人行道投入使用[见7.4.1e)]。
5.12.2.1.2 由使用者的进入而自动启动或加速的自动扶梯或自动人行道(待机运行),在该使用者到达梳齿与踏面相交线时应以不小于0.2倍的名义速度运行,然后以小于0.5m/s2加速。
    注:考虑行人平均行走速度为1m/s。
    应满足5.12.1.1的要求。
    为了防止使用者避开控制元件,可能需要在建筑物上采取措施。
5.12.2.1.3 由使用者进入而自动启动的自动扶梯或自动人行道的运行方向,应预先设定,并明显标识、清晰可见(见7.2.2)。
    在由使用者进入而自动启动的自动扶梯或自动人行道上,如果使用者能从与预定运行方向相反的方向进入时,自动扶梯或自动人行道仍应按照预先设定的方向启动并符合5.12.2.1.2的规定。运行时间应不少于10s。
5.12.2.2 停止运行
5.12.2.2.1 手动操作停止运行
    在停止运行之前,操作开关的人员应有措施确保在操作之前没有人员正在使用自动扶梯或自动人行道。对于远程停止装置,同样应符合上述规定。
5.12.2.2.2 自动操作停止运行
    控制系统应能使自动扶梯或自动人行道在使用者启动了5.12.2.1.2所述的控制元件之后,经过一段足够的时间(至少为预期输送使用者的时间再加上10s)才能自动停止。
5.12.2.2.3 手动操作紧急停止开关
5.12.2.2.3.1 自动扶梯或自动人行道应有在紧急情况下使其停止的紧急停止开关。紧急停止开关应设置在自动扶梯或自动人行道出入口附近、明显而易于接近的位置(外观设计方面的要求见7.2.1.2.2)。
    紧急停止开关之间的距离应符合以下规定:
    ——自动扶梯,不应大于30m;
    ——自动人行道,不应大于40m。
    为保证上述距离要求,必要时应设置附加紧急停止开关。
    对于用于输送购物车和行李车的自动人行道,见附录I的I.2。
5.12.2.2.3.2 紧急停止开关应为符合5.12.1.2规定的电气安全装置。
    注:符合GB16754的装置不代表已符合5.12.2.2.3关于停止开关的功能要求。由于自动扶梯和自动人行道的特殊安全目的,紧急停止开关的定义不同于GB 16754的要求。
5.12.2.2.4 由监测装置或电气安全装置(见5.12.1.2.1.1)触发的停止运行
5.12.2.2.4.1 当发生由表6所列监测装置或电气安全装置(或功能)检测到的事件时,在按照5.12.2.4重新启动之前,驱动主机应不能启动或立即停止(5.12.2.4)。
    监测装置和电气安全装置(或功能)相关的要求见表6。
5.12.2.2.4.2 断开安全回路中的监测装置和电气安全装置的执行装置(例如:检修控制装置)应符合    附录B的规定。
5.12.2.3 运行方向的转换
    只有当自动扶梯或自动人行道处于停机状态,并符合5.12.2.1.1,5.12.2.1.2,5.12.2.1.3和5.12.2.2.2的规定时,才能转换运行方向。
5.12.2.4 再启动
5.12.2.4.1 使用开关进行再启动
    每次停止运行之后(5.12.2.2.1,5.12.2.2.3,5.12.2.2.4),除5.12.2.2.2规定外,只有通过5.12.2.1规定的开关或通过5.12.2.5规定的检修控制装置才可能重新启动。应注意,如在表6的a)、
    c)、e)、j)、k)、1)、o)、p)和q)情况下停止运行,则只有在故障锁定被手动复位之后,才能重新启动。
    在手动复位前,应查明停止的原因,检查停止装置并在必要时采取纠正措施。
    即使电源失电或电源恢复,故障锁定应始终保持有效。
5.12.2.4.2 自动再启动的重复使用
    如果由符合5.12.2.2.3规定的紧急停止开关实现停止,自动扶梯或自动人行道在下述情况下,可不使用5.12.2.1所述的开关而重复使用自动再启动:
    a)在两端梳齿与踏面相交线,包括它们外侧0.30m的附加距离之间,应对梯级、踏板或胶带进行监测,且只有当这个区域内没有人和物时,自动再启动的重复使用才是有效的。
    该装置应能探测到在该区域内任何位置,直径为0.30m、高度为0.30m的不透明直立圆柱。
    b)根据5.12.2.1.2,使用者进入时使自动扶梯或自动人行道启动。
    至少在10s时间段内,监测装置在规定的区段内没有检测到人或物时,启动才是有效的。
    c)控制自动再启动的重复使用的应是符合5.12.1.2规定的电气安全装置,自检测传感元件允许单通道设计。
5.12.2.5 检修控制
5.12.2.5.1 自动扶梯或自动人行道应设置检修控制装置,便于在维护、修理、检查时能使用便携式手动操作的控制装置。
5.12.2.5.2 为此目的,各出入口(例如:桁架内的驱动站和转向站)应至少提供一个用于便携式控制装置柔性电缆连接的检修插座。便携式控制装置柔性电缆的长度不应小于3m。检修插座的设置应能使便携式控制装置到达自动扶梯或自动人行道的任何位置。
5.12.2.5.3 便携式控制装置的操作元件应能防止发生意外动作。自动扶梯或自动人行道的运行应依靠手动持续操作。开关上应有明显且易识别的运行方向指示标记。每个便携式控制装置应配置一个停止开关。
    停止开关应:
    a)手动操作;
    b)有清晰、永久的开关转换位置标记;
    c)符合5.12.1.2.2规定的安全开关;
    d)手动复位。
    当插上便携式控制装置时,操作停止开关应能断开驱动主机的电源并使工作制动器动作。
5.12.2.5.4 当使用便携式控制装置时,其他所有启动装置都应不起作用,并应符合5.12.1.2的规定。
    所有检修插座应这样设置:即当连接一个以上的便携式控制装置时,所有便携式控制装置都不起作用。除了表6的h)、j)、k)、l)、m)和n)提及的以外,电气安全装置(见5.12.2.2.4)应仍有效。
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自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范 GB16899-2011
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