电梯应急电源的失效分析、检验方法及失效预防措施

作者：王珍，邓代安，孙南，孙战强（陕西省特种设备检验检测研究院） ｜ 《中国电梯》2025年第6期

应急电源是电梯的能源存储装置，在电梯发生故障或断电时提供紧急救援所需的电能。因此电梯应急电源应具备良好的可靠性，电梯应急电源的定期检验和失效预防对保障其可靠性至关重要。然而，在电梯应急电源的实际应用中，因检验方法存在不足，导致电梯应急电源部分隐患难以及时发现，加之电梯应急电源失效预防措施不足、导致一些电梯应急电源可靠性较差。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

在本文中，笔者介绍电梯应急电源的作用、组成及功能、工作原理、失效形式及其原因，探讨电梯应急电源的检验方法，提出电梯应急电源的失效预防措施，为相关人员提供参考。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

1 电梯应急电源的作用

根据TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》及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》的相关要求，需要配备应急电源的电梯应急装置包括：应急照明、紧急报警装置、自动救援装置、电动紧急操作装置、电梯平台监控设备(如设有应急电源)等，电梯应急电源失效将直接导致应急装置功能丧失，增加安全隐患。例如，自动救援装置可实现自动将轿厢移动至最近楼层并开门，若应急电源失效，轿厢将停滞于非平层位置，需人工救援轿厢内的乘客，从而延长了救援时间。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

2 电梯应急电源的组成及功能、工作原理文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

2.1 组成及功能

电梯应急电源通常由蓄电池组、充电器(AC/DC模块)、逆变器(DC/AC模块)、切换控制电路构成。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

1)蓄电池组可储存直流电能。作为备用电源的核心能量来源(常用铅酸电池或锂电池)，需长期保持浮充电状态，防止自放电导致容量不足。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

2)充电器(AC/DC模块)。该模块可将市电(交流220V/380V)转换为直流电，为蓄电池组充电，维持蓄电池组满电状态。关键指标为充电效率、电压稳定性。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

3)逆变器(DC/AC模块)。当市电中断时，将蓄电池组的直流电转换为电梯控制系统所需的交流电(如220V/50Hz)。关键指标为输出波形稳定性(需接近正弦波)、切换时间(≤5s)。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

4)切换控制电路。可实时监测市电状态，自动切换至应急电源供电模式，并在市电恢复后无缝切换回市电供电。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

2.2 工作原理

电梯应急电源工作原理是：通过电压/频率传感器检测市电异常，触发继电器或固态开关动作，接通蓄电池组供电电路，如图1所示。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11055.html

3 电梯应急电源的失效形式及其原因

电梯应急电源失效形式多样，原因复杂，不同失效形式会造成不同程度的失效后果。基于应急电源的组成及功能、工作原理、检验经验，笔者总结了电梯应急电源的失效形式及原因，如表1所示。

4 电梯应急电源的检验方法

4.1 目前检验方法存在的不足

目前，电梯应急电源的检验方法主要依据TSG T7001—2023及GB/T 7588.1—2020等安全技术规范和标准进行，检验项目主要包括外观检查和功能测试。现行电梯应急电源检验方法虽然能够在一定程度上检验应急电源的性能，但仍存在以下不足：

1)检验项目不够全面。现有检验项目主要集中在应急电源的基本功能测试，缺乏对电池性能、控制电路等关键部件的深入检测，对环境适应性与长期可靠性的检测。

2)存在检验盲区。部分检验项目依赖主观判断，例如目视检查中“连接点轻微氧化”缺乏量化标准；动态性能评估不足，现有测试多在空载或半载条件下进行，难以模拟真实断电工况。

3)检验周期设置不够合理。现有检验周期通常为每年1次，难以有效发现应急电源在使用过程中出现的性能下降等问题。

4)检验手段较为落后。现有检验方法主要依靠人工操作和目测判断，缺乏自动化、智能化的检测手段，检验效率和准确性有待提高。

4.2 检验方法的优化方案

4.2.1 增加检验项目

增加检验项目，如蓄电池性能检测、控制电路检测、电路功能检测、环境适应性检测。

1)蓄电池性能检测。增加对电池容量、内阻、电压均衡性等指标的测试，全面评估电池的健康状况。蓄电池性能测试参数如表2所示。

2)控制电路检测。增加对控制电路的稳定性、可靠性等指标的检测，确保控制电路能够正常工作。

3)电路功能检测。①充电电路验证。模拟主电源中断，检测充电电路能否在30s内启动应急供电；使用示波器监测充电电压纹波是否小于5%。②带载测试。接入额定负载，持续运行15min，观察温升是否正常。③逆变器输出特性测试。测量输出电压、频率、谐波畸变率。逆变器输出特性测试参数如表3所示。

4)环境适应性检测。增加对应急电源在不同环境温度、湿度等条件下的性能测试，确保应急电源能够在各种环境下正常工作。

4.2.2 规避检验盲区

规避检验盲区，包括量化目视检查标准和引入动态负载测试。

1)量化目视检查标准。制定蓄电池外壳鼓包、腐蚀面积、氧化程度等缺陷的分级判定指南。例如，蓄电池外壳鼓包缺陷分级判定指南如表4所示。

2)引入动态负载测试。采用可调负载装置(如Chroma 63200A型)模拟电梯实际功率曲线。

4.2.3 优化检验周期

对于使用频率较高的电梯应缩短检验周期。根据应急电源的不同指标，制定不同的检验周期。电梯应急电源检验周期指南如表5所示。

另外，在高温、高湿或腐蚀性环境中，检验项目的所有检验周期均缩短30%。根据电池类型的不同，铅酸电池需每3个月额外检查电解液液位，锂电池需每6个月重点监测温度和保护电路。根据故障记录，若检验项目1年内发生不小于2次故障，直接升级为高频使用时的检验周期。

4.2.4 引入先进检测技术

引入先进检测技术，包括自动化检测技术、智能化诊断技术、物联网监测技术、大数据预测模型等。1)自动化检测技术。采用自动化检测仪器，实现应急电源的自动检测和数据采集，提高检测效率和准确性。2)智能化诊断技术。利用人工智能技术，对应急电源的检测数据进行分析，实现故障预测和健康管理。3)物联网监测技术。通过传感器实时采集蓄电池电压、温度等数据，实现电梯应急电源的远程监控和异常预警。4)大数据预测模型。基于历史数据训练长短期记忆(LSTM)神经网络，识别失效风险，预测应急电源剩余寿命。

5 电梯应急电源失效预防措施

电梯应急电源失效预防措施主要有以下几点：1)定期更换蓄电池。铅酸电池建议每3～5年更换一次，锂电电池按制造单位指南执行。2)控制环境。保持设备间温度在10～30℃，湿度低于80%。3)升级软件。定期更新控制系统固件，修复逻辑漏洞。4)升级电池技术。采用磷酸铁锂电池。其循环寿命大于2000次，-20℃容量保持率大于80%。5)采用冗余设计。关键电路采用双路供电，如控制器局域网(CAN)总线冗余、双逆变器并联。6)实行全生命周期管理。建立电池健康档案。

6 结语

在本文中，笔者基于电梯应急电源的作用、组成及功能、工作原理，对电梯应急电源的失效形式、失效原因、失效表现、失效后果进行了分析总结，并针对目前电梯应急电源检验方法存在的不足提出了电梯应急电源检验优化方案，最后提出了切合实际的失效预防措施。笔者在本文中的讨论旨在提高电梯应急电源的可靠性，为电梯安全监管提供技术参考。当然，在本文中对先进检测技术引入的研究还不够深入，如何将先进检测技术与电梯应急电源实际检验高效结合，有待电梯检验同行一起探讨。