电梯轿厢意外移动保护装置的工作过程、检验方法及常见问题

本文刊登于《中国电梯》杂志2025年第10期
作者：康 硕 / 北京市朝阳区特种设备检测所

轿厢意外移动是指电梯在开锁区域内且开门状态下，轿厢无指令离开层站的移动(不包含装卸操作引起的移动)。电梯事故主要发生在门区，而且以轿厢意外移动给乘梯人员带来的伤害最为严重，风险等级非常高[1]。国家标准委于2015年7月16日发布了GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单，其中要求电梯设置轿厢意外移动保护(unintended car movement protection，简称UCMP)装置。该修改单自2016年7月1日起实施。UCMP装置的结构相对复杂，功能实现方式多样，容易导致维保人员对其维保不到位，检验人员对其功能有效性判定不准确。针对这种情况，在本文中，笔者介绍UCMP装置的组成和工作过程，阐述UCMP装置的检验方法，归纳UCMP装置的常见问题，并针对这些问题提出维保、检验工作建议。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

1 UCMP装置的组成

GB/T 7588.1—2020《电梯制造与安装安全规范 第1部分：乘客电梯和载货电梯》中对UCMP装置的描述是：在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下，由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一失效引起轿厢离开层站的意外移动，电梯应具有防止该移动或使移动停止的装置。从上述描述中可以看出，UCMP装置能够防止或者有效制停电梯轿厢的意外移动，从而保护乘梯人员的人身安全。UCMP装置由检测子系统、制停子系统及自监测子系统3个部分组成，如图1所示。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

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1)检测子系统。检测子系统是用于检测轿厢意外移动并向制停子系统发出触发信号的装置，通常由检测轿厢意外移动的检测元件、对检测信号进行逻辑处理和运算的信号处理单元及输出接口构成。检测元件实时检测轿厢的位置、速度及门的状态等信息，并将这些信息以状态信号的形式传递给信号处理单元，进行逻辑运算。当确认轿厢发生意外移动时，输出接口输出触发信号，触发制停子系统动作。目前检测子系统的主要形式有位置开关、限速器、绝对位置传感器[2]。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

2)制停子系统。制停子系统是在电梯轿厢出现意外移动时，能够迅速响应来自检测子系统的触发信号，最终制停轿厢的执行机构。制停部件应该作用在以下任一部位：轿厢、对重、钢丝绳系统、曳引轮、只有两个支撑的曳引轮轴上。对应上述部位的制停部件主要包含：安全钳、夹绳器、曳引轮制动器、驱动主机制动器及轮轴制动器。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

3)自监测子系统。自监测子系统是驱动主机制动器自动监测制动力和(或)制动动作的装置，其中制动动作包含制动器的提起或释放。制动器的正常工作是确保电梯安全可靠运行的重要因素[3]。如果UCMP装置采用驱动主机制动器作为制停子系统，为了确保制动器制动功能的可靠性，要求制动器必须是冗余的，并且具备有效的自监测子系统。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

2 UCMP装置的工作过程

2.1 UCMP装置工作过程的阶段划分

采用光电式位置开关形式的检测子系统，以驱动主机制动器作为制停子系统的UCMP装置比较常见。这里以这类UCMP装置制停轿厢向上意外移动的过程为例，进行介绍。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

图2所示为一款光电式位置开关形式的检测子系统。该检测子系统由安装在轿厢上的光电传感器及安装在每个层站附近导轨上的遮光板组成。轿厢安装有4个光电传感器：SPC、XPC、SMQ、XMQ。其中：SPC、XPC检测平层状态，当遮光板同时挡住SPC和XPC时，轿厢位于平层位置；SMQ、XMQ检测门区状态，当遮光板同时挡住SMQ和 XMQ时，轿厢位于门区位置。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

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UCMP装置的工作过程主要分为以下4个阶段(见图3)。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10680.html

1)轿厢从平层位置向上移出门区阶段(0～t 1时间段)。轿厢从静止状态加速向上移动，SPC离开遮光板，轿厢位移量超出平层保持精度。此时，电梯控制系统会启动开门状态下的再平层功能，短接层门、轿门电气开关，将轿厢驶回平层区。如果再平层失败，轿厢会继续加速向上移动。当SMQ移出遮光板时，轿厢离开门区，检测子系统检测到轿厢发生意外移动，此时轿厢速度从0加速至v 1。

2)检测子系统响应阶段(t 1～t 2时间段)。从检测子系统检测到轿厢意外移动发生到制停子系统接收到触发信号过程中的信号延时，主要包含检测信号采集延时、信号处理延时及输出延时。这一阶段制停子系统尚未动作，轿厢仍然保持向上加速移动，速度增加至v 2。该速度可以作为制停子系统型式试验证书中的试验速度。

3)制停子系统响应阶段(t 2～t 3时间段)。包含制动器接触器线圈失电延时及制动器线圈失电延时，这段时间内制动器尚未动作，轿厢仍然保持向上加速移动。当制动器线圈失电后，通常情况下，制动器线圈电压下降到额定值的70%以下时，磁场力会显著下降，动铁芯会在机械弹簧等装置的作用下动作，制动闸瓦逐渐靠近制动轮。制动闸瓦与制动轮开始接触时，由于制动力还比较小，曳引轮受到的制动阻力不足以使其立即减速。随着制动闸瓦与制动轮之间的压力不断增加，摩擦力迅速增大。当摩擦力产生的制动力矩能够克服曳引轮的转动惯性及电梯轿厢和对重等负载带来的驱动力矩时，轿厢向上加速到最大速度v m。

4)轿厢减速制停阶段(t 3～t 4时间段)。轿厢向上加速到最大速度v m后，在制动力的作用下开始减速，从制停子系统接收到触发信号到轿厢开始减速存在短暂的延时，直到被完全制停。

这4个阶段中，光电传感器与遮光板之间的位置关系如图4所示。

2.2 UCMP装置工作过程中轿厢加速度和减速度

在前3个阶段，轿厢速度由0增加至v m。整个电梯系统在轿厢向上加速状态下的受力分析如图5所示。通过受力分析可以计算出前3个阶段轿厢上行加速度a 1，推导过程如下。

轿厢侧受力平衡方程为：

式中：T为曳引绳拉力，N；P为轿厢质量，kg；g n为标准重力加速度，取值为9.8 m/s 2。

对重侧受力平衡方程式为：

式中：W为对重质量，kg。

平衡系数

式中：Q为轿厢额定载重量，kg。

由式(1)～式(3)可得：

在第4个阶段，轿厢上行减速度

由此可见，从检测子系统检测到轿厢发生意外移动到制停子系统动作使轿厢减速、制停，是一个不同机电部件先后动作的过程，而不是瞬间同时发生的。

3 UCMP装置的检验方法

根据原质检总局2017年6月12日发布的TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》第2号修改单，在电梯检验中，应对UCMP装置进行资料审查与实物检查，以及功能性试验。

3.1 资料审查与实物检查

确认UCMP装置型式试验证书的有效性、适用参数范围和配置表与现场设备的一致性。1)UCMP装置上设有铭牌，标明制造单位的名称、型号、编号、技术参数及型式试验机构的名称或标志，铭牌和型式试验证书内容相符。2)控制柜或者紧急操作和动态测试装置上标注电梯整机制造单位规定的UCMP装置试验方法，该方法与型式试验证书所标注的方法一致。

3.2 功能性试验

UCMP装置功能性试验流程应与控制柜或者紧急操作和动态测试装置上标注的试验方法一致。UCMP装置的主要作用是对发生意外移动的轿厢进行有效制动，确保意外移动的距离在安全范围内。因此，制停距离的测量和判定是最重要的试验环节。标记法及基于控制系统自带的自动测试功能法是两种常见的试验方法。下面以驱动主机制动器作为制停子系统的UCMP装置为例介绍这两种试验方法。

1)标记法。①将空载轿厢停在井道上部平层位置，在与电梯轿厢位置相关的运动部件上作一标记并确定该标记的参考位置，将轿厢向下移动使标记离开参考位置一定距离。②使电梯轿厢以适用参数范围和配置表中的试验速度上行，当标记运行至参考位置时，即轿厢处于平层位置时断开安全回路，触发制停子系统制停轿厢。③测量标记与参考位置间的距离，以计算轿厢在试验速度下的移动距离：包含制停子系统响应时间内轿厢的移动距离S 3和轿厢减速制停过程中的制停距离S 4。如果该移动距离不大于适用参数范围和配置表中的“对应试验速度的允许移动距离”，则UCMP装置试验判定为符合，否则为不符合。以表1所列的某电梯UCMP装置制停子系统为例，应将电梯轿厢的试验速度调整为0.63 m/s。制停时，电梯轿厢的移动距离应不大于0.341 m。标记法直观、简单、好操作，适用于没有配置自动测试功能的UCMP装置。但这种方法容易产生测量误差，检验时，电梯轿厢的移动距离建议测量3次取平均值。

2)基于控制系统自带的自动测试功能法。电梯控制系统自带的测试功能能够模仿UCMP装置的工作过程，并对测试结果进行判断。一般步骤为：①将轿厢停在门区位置，层门和轿门保持关闭状态，启动UCMP测试功能并从线路上断开门锁回路。②以检修运行向上或向下移动轿厢，此时UCMP测试模块会自动短接门锁继电器输出，轿厢开始以试验速度移动。③当轿厢移出门区时，UCMP测试模块会自动取消门锁短接。若试验成功，控制屏会显示UCMP故障码，电梯轿厢停止运行。UCMP故障即使采用通断电的方式也不能自动复位，只能通过操纵控制面板进行手动复位。基于控制系统自带的自动测试功能法操作方便，整个试验过程由控制系统监控完成，不存在测量误差。随着电梯控制系统功能集成度的不断提高，越来越多的新装电梯采用基于控制系统自带的自动测试功能法对UCMP装置进行试验。例如某型号电梯UCMP装置的自动测试操作模块如图6所示。对于基于控制系统自带的自动测试功能法，检验时要确认现场操作方法与控制柜或者紧急操作和动态测试装置上的试验方法一致。

4 电梯检验中的UCMP装置常见问题及维保、检验工作建议

在电梯检验中，UCMP装置的常见问题主要有限速器、夹绳器、冗余制动器的自监测子系统功能失效等。下面具体介绍这些问题，并针对这些问题提出维保、检验工作建议。

4.1 限速器功能失效

1)限速器卡顿，这种功能失效最为普遍。由于缺乏保养，油污与锈渍会在限速器机械运动部件中堆积，导致限速器甩块或棘齿无法正常动作[4]。检验时应确认限速器上的封记完好；推动限速器甩块时，甩块应能够向两侧展开，棘齿能迅速动作并卡住棘轮。必要时，对限速器进行速度校验。

2)夹绳器触发装置功能失效，如图7所示。触发夹绳器动作的拉线端部未顶在棘轮的凸轴上，导致限速器动作时拉线无法拉动夹绳器动作。检验时应确认夹绳器触发装置的安装正确，限速器动作时能够迅速触发夹绳器动作。

3)夹绳器触发装置的电气开关功能失效，如图7所示。由于电气开关或电气开关撞板安装位置错误，触发装置动作时，电气开关无法动作。检验时应确认限速器上电气开关的安装位置正确，限速器动作时电气开关能够正常动作。

4.2 夹绳器功能失效

1)夹绳器动作弹簧失效，如图8所示。维保人员为防止夹绳器误动作，故意用复位螺栓将夹绳器的动作弹簧顶住，或在复位夹绳器后未将复位螺栓完全松开，导致夹绳器无法动作。检验时应重点确认夹绳器复位螺栓位置，该螺栓不应将夹绳器的动作弹簧顶住。

2)夹绳器电磁阀供电失效，如图9所示。电磁阀无法动作导致夹绳器功能失效。对于采用电气动作的夹绳器，检验时应确认夹绳器电磁阀处于正常供电状态。

3)夹绳器卡阻失效，如图10所示。由于缺乏维保，夹绳器卡阻，机械部件未被正常复位，夹绳器动作开关无法正常动作。检验时应确认夹绳器处于正常复位状态，夹绳器上各机械部件、电气开关无缺损状况、位置正确。

4.3 冗余制动器的自监测子系统功能失效

冗余制动器抱闸检测开关功能失效比较常见。若抱闸检测开关功能失效，自监测子系统无法监测冗余制动器提起或释放动作是否正常，进而导致UCMP装置功能失效。抱闸检测开关功能失效的主要原因有：抱闸检测开关安装位置错误、开关接线错误、开关功能设置在自监测子系统中被人为取消。维保人员应重视冗余制动器抱闸检测开关功能的重要作用，杜绝人为取消自监测子系统功能的行为。检验时应重点确认冗余制动器抱闸检测开关功能有效，可以通过人为制造冗余制动器异常动作状态的方法来确认。

综上所述，限速器功能失效、夹绳器功能失效、冗余制动器的自监测子系统功能失效的原因都是维保人员日常维保不到位，或者为了避免麻烦人为使功能失效导致的。因此，维保人员在日常维保时应严格按照电梯制造单位的维保要求对UCMP装置进行定期维保，确认各电气元件、传感器、机械部件工作正常，确保UCMP装置整体有效。检验时应首先检查所有子系统功能是否正常，对所有子系统中的高风险点位进行重点查验；然后确认现场试验方法与电梯制造单位规定的试验方法内容一致，试验结果满足电梯制造单位规定的试验要求或者型式试验证书中的要求。

5 结语

在本文中，笔者介绍了UCMP装置的结构，分析了UCMP装置的工作过程，阐述了UCMP装置的检验方法，归纳了电梯检验中UCMP装置的常见问题。UCMP装置由多个子系统组成，随着电梯技术的发展，子系统的组合方式和功能实现形式呈现多样化特点。笔者在本文中仅对其中最常见的组合方式和功能实现形式进行了讨论，对于其他组合方式和功能实现形式仍值得深入探讨。UCMP装置是电梯的重要安全部件，维保人员、检验人员应深入了解其结构、工作过程，在日常工作中及时发现问题、解决问题，进而减少轿厢意外移动事件的发生，避免严重事故。

［参考文献］

[1] 陈路阳，孙立新.GB/T 7588.1—2020《电梯制造与安装安全规范 第1部分：乘客电梯和载货电梯》理解与应用[M].北京：中国标准出版社，2021：425.

[2] 张宏亮，李杰锋.电梯检验工艺手册[M].3版.北京：中国标准出版社，2022：480.

[3] 柯伟.轿厢意外移动保护装置的设计与研究[D].杭州：浙江工业大学，2017.

[4] 沈阳，孙丹丹.几则电梯限速器失效案例分析[J].中国电梯，2021，32(15)：62-64.