自動扶梯的逆轉事故與防逆轉保護

孫立新

—學習交流—2/1/2023引言近期發生的深圳與北京地鐵自動扶梯逆轉事故，引發了社會輿論對電梯運行安全的關注，尤其是對自動扶梯運行安全的關注。本文從技術層面對自動扶梯發生逆轉的相關問題進行討論。

1為什么會發生逆轉

2什么故障可能造成逆轉

3防逆轉保護措施4典型事故案例及分析

5防逆轉檢測檢驗2/1/202321為什么會發生逆轉

自動扶梯的“逆轉”,是指自動扶梯在運行中非人為改變其運動方向的一種現象。自動扶梯無論是上行還是下行，都有可能發生逆轉，滿載上行工況發生逆轉的概率較高，容易造成下跌、滾落、擠壓、踩踏事件，是自動扶梯事故中危害最大的一種。

2/1/202331為什么會發生逆轉扶手帶

扶手驅動梯級梯級鏈驅動單元內側板回轉裝置桁架回轉裝置自動扶梯傳動結構簡圖2/1/202341為什么會發生逆轉

自動扶梯工作原理

自動扶梯是依靠梯路和兩旁的扶手組成的傳輸機械來輸送人員。梯路是特殊的板式輸送機，扶手是特殊的帶式輸送機。若干梯級與牽引鏈聯接組成梯路。梯級的結構屬于一種特殊形式的四輪小車，有兩只主輪和兩只輔輪。通過牽引鏈條與主輪的輪軸鉸接而帶動梯級沿設置的軌道運行，而輔輪支承梯級上的乘客，也沿著設置的軌道運行。驅動裝置以牽引鏈條為牽引件，又稱鏈條式自動扶梯。這種驅動裝置安裝在自動扶梯的端部，稱作機房。端部驅動結構形式最為普遍，工藝成熟，維修方便。對于一些大提升高度或者有特殊要求時，驅動裝置安裝在自動扶梯中部的稱作中間驅動裝置，該驅動裝置不需要設置機房。中間驅動結構形式緊湊，能耗低，特別是大提升高度時，可以進行多級驅動。2/1/202351為什么會發生逆轉從自動扶梯傳動結構簡圖與工作原理可知，運送人員的梯級通常是依靠鏈條牽引而運行的。無論任何原因，當牽引鏈條的牽引力喪失，或牽引力方向改變時，自動扶梯就可能造成與設定的運行方向改變，也就是通常所說的自動扶梯非操縱“逆轉”。◆日本東京展覽會扶梯逆轉事故案例視頻◆深圳扶梯逆轉事故案例視頻2/1/202361為什么會發生逆轉自動扶梯事故統計：

（1）墜落，占事故的15%；（2）運行中發生的逆轉，占事故的9%；（3）與物體發生碰撞、剪切占事故的15%；（4）機械部件之間的間隙產生的擠壓，占事故43%；（5）跌倒，占事故的9%；2/1/202372什么故障可能造成逆轉2/1/202382什么故障可能造成逆轉（1）驅動裝置與梯級鏈輪之間的驅動鏈斷鏈造成逆轉；（2）驅動梯級的鏈條發生斷鏈而造成逆轉；（3）自動扶梯或自動人行道嚴重超載，造成電動機力矩不足而導致逆轉；（4）驅動裝置與梯級鏈輪之間的驅動使用皮帶，而皮帶發生打滑造成逆轉；（5）自動扶梯和自動人行道在運行中突然發生故障導致急停，而工作制動器不能提供足夠的制動力距而導致逆轉。2/1/202393防逆轉保護措施

GB16899—2011標準對可能發生的逆轉風險，提出的要求及防護措施：

a)無電壓；b)電壓降低；c)導線(體)中斷；d)對地或對金屬構件的絕緣損壞；e)電氣元件的短路或斷路以及參數或功能的改變，如電阻器、電容器、晶體管、燈等；f)接觸器或繼電器的可動銜鐵不吸合或吸合不完全；g)接觸器或繼電器的可動銜鐵不釋；h)觸點不斷開；i)觸點不閉合。2/1/2023103防逆轉保護措施

2/1/2023113防逆轉保護措施2/1/2023123防逆轉保護措施2/1/2023133防逆轉保護措施2/1/2023143防逆轉保護措施2/1/2023153防逆轉保護措施2/1/2023163防逆轉保護措施理論輸送能力名義寬度m額定速度，m/s0.500.650.75人/h0.64500人/h5850人/h6750人/h0.86750人/h8775人/h10125人/h1.09000人/h11700人/h13500人/h2/1/2023173防逆轉保護措施防逆轉保護措施研討（1）標準要求GB16899—2011

的5.4.2.3.2自動扶梯和α≥6°的傾斜式自動人行道應設置一個裝置，使其在梯級、踏板或膠帶改變規定運行方向時自動停止運行。（2）防逆轉保護裝置構成

a)逆轉檢測裝置b)制動裝置2/1/2023183防逆轉保護措施(3)逆轉檢測裝置的形式與位置2/1/2023193防逆轉保護措施梯級監控裝置，安裝于自動扶梯主軌(30°自動扶梯)或返軌(35°自動扶梯)上，每臺自動扶梯裝有兩對，對梯級的肋條進行掃描檢查，產生兩個與自動扶梯運行速度成正比的互相獨立的脈沖信號。有多種監控功能，可實施下列檢查：)起動檢查、梯級丟失檢查、超速檢查、欠速檢查、運行方向逆轉檢查

2/1/2023203防逆轉保護措施2/1/2023213防逆轉保護措施是否符合要求?

——檢測位置沒有明確規定

——因為標準對梯級速度監控裝置進行了規定，因此采用的監控裝置應該滿足安全觸點或者安全電路的要求。

“如果某一故障與第二個故障組合可能導致危險狀態，那么最遲應在該故障元件參與的下一個操作程序時使自動扶梯或自動人行道停止運行。在自動扶梯或自動人行道按照上述程序停止運行之前，第二個故障導致危險狀態的可能性不予考慮。如果在狀態變化下不能檢測出導致第一故障的元件失效，則應有適當的措施確保該故障被檢測出，并最遲在按照5.12.2.4重新啟動時防止自動扶梯和自動人行道運行”2/1/2023223防逆轉保護措施（4）關于附加制動器在下列任何一種情況下，自動扶梯應設置一個或多個附加制動器：工作制動器與梯級、踏板或膠帶驅動裝置之間不是用軸、齒輪、多排鏈條或多根單排鏈條連接的；工作制動器不是符合5.4.2.1.2規定的機－電式制動器；提升高度h13大于6m。附加制動器與梯級、踏板或膠帶驅動裝置之間應用軸、齒輪、多排鏈條或多根單排鏈條連接。不允許采用摩擦傳動元件（例如：離合器）構成的連接。附加制動器應能使具有制動載荷向下運行的自動扶梯和自動人行道有效地減速停止，并使其保持靜止狀態。減速度不應超過1m/s2。附加制動器動作時，不必保證對工作制動器所要求的制停距離（見5.4.2.1.3）。附加制動器應為機械式的（利用摩擦原理）。附加制動器在下列任何一種情況下都應起作用：在速度超過名義速度1.4倍之前；在梯級、踏板或膠帶改變其規定運行方向時。附加制動器在動作開始時應強制地切斷控制電路。如果電源發生故障或安全回路失電，允許附加制動器和工作制動器同時動作，此時制停條件應符合5.4.2.1.3.2和5.4.2.1.3.4的規定。否則，附加制動器和工作制動器只允許在5.4.2.2.4規定的情況下同步動作。2/1/2023233防逆轉保護措施雙主機型式：一些大提升高度的自動扶梯采用兩套驅動主機進行驅動，且將兩套驅動主機的工作制動器互為附加制動器

2/1/2023243防逆轉保護措施工作制動器型式：自動扶梯的制動系統采用兩套工作制動器進行制動，互為附加制動器。2/1/2023253防逆轉保護措施

“日立”品牌采用的一種型式：其設置有電磁線圈脫鉤觸發機構以及斷鏈保護觸發機構。執行機構是一個帶有開口槽的楔塊。2/1/2023263防逆轉保護措施

“三菱”品牌采用的一種型式：其設置有電磁線圈脫鉤觸發機構以及斷鏈保護觸發機構。執行機構是一個楔塊將與鏈輪同時旋轉的棘輪卡住，或是在斷鏈情況下，一個止檔桿將與鏈輪同時旋轉的棘輪卡住，棘輪的靜止使其與鏈輪之間的摩擦元件發生摩擦，直至鏈輪停止運轉。2/1/2023273防逆轉保護措施“迅達”品牌采用的一種型式：其設置有電磁線圈脫鉤觸發機構以及斷鏈保護觸發機構。執行元件是一個楔塊，楔塊卡入制動盤后造成制動盤運轉的停止，使制動盤與鏈輪之間產生摩擦，制動盤與運動鏈輪之間有摩擦元件，當兩個輪子產生摩擦后，摩擦元件產生的摩擦力最終使鏈輪停止運轉。

2/1/2023283防逆轉保護措施

“OITS”品牌采用的一種型式：其設置有電磁線圈脫鉤觸發機構以及斷鏈保護觸發機構。執行機構是一個制動靴，正常時被一個鎖緊掛鉤扣在正常的位置并壓縮制動靴下部的彈簧，當觸發裝置動作后，制動靴的鎖緊掛鉤脫扣，下部的彈簧釋放將制動靴頂升至鏈輪并使其與鏈輪之間產生摩擦力，摩擦力帶動制動靴繼續上升一直到止檔位置，此時制動靴與鏈輪之間產生最大的摩擦力，最終摩擦力使運轉的鏈輪逐漸停止下來2/1/2023294典型事故案例及分析

事故1：上海地鐵一臺提升高度8m的扶梯正在向上運行時突然發生故障，并逆轉向下溜車，造成梯上14名乘客摔倒，其中1人輕傷。

事故的直接原因，是自動扶梯驅動電機與減速箱之間的彈性聯軸器中橡膠墊損壞，導致齒輪嚙合失效，造成自動扶梯及主鏈下滑。而引起橡膠墊損壞的主要因素是莘莊站較大的客流量和上海百年未遇的高溫天氣，使得設備運行工況惡劣，加速橡膠墊的老化。這種情況是非常罕見的，GB16899對于連軸器的失效是不考慮的，因為它相當于電動機與制動器之間采用的是直接連接的方式，所以認為本質是安全的。因為該臺扶梯提升高度達到了8米，按照標準的要求應該設置附加制動器，而該臺自動扶梯并沒有設置附加制動器，從而在主制動器功能失效的情況下導致了事故的發生。因此，事故的另一個直接原因是制造環節不符合要求。對于上述事故，為了防止重復發生，應該對其它在用同類型式的自動扶梯進行檢查，而且對于提升高度超過6m的自動扶梯應該加裝附加制動器。2/1/2023304典型事故案例及分析

事故2：武漢市寶豐路的易初蓮花購物中心由于大量人員為了搶購廉價商品涌入一樓通往二樓的扶梯上使向上運行的扶梯逆轉向下運行，造成乘客在下出入口擠壓，14人送往醫院，1名38歲婦女因胸椎骨折被高位截癱

事故

的直接原因是自動扶梯嚴重超載運行，電動機的功率不能提供滿足負荷的力矩而產生逆轉，即使自動扶梯超速、逆轉保護動作，制動器也無法將自動扶梯停止下來，從而導致溜車。間接原因是管理者沒有采取措施防止自動扶梯超載。由于自動扶梯本質不能保證超載，其載重量是按人員正常規矩的站立在梯級設計的，如果發生不正常的濫用，安全是不能保證的，因此管理者有責任防止自動扶梯被濫用。為了防止事故重復出現，應該加強自動扶梯使用管理的監督檢查與宣傳，對一些特殊時段自動扶梯的使用制定相應的管理措施并予以實施。2/1/2023314典型事故案例及分析事故3：

2010年12月14日上午約8時50分，深圳市地鐵1號線國貿站的1臺從站臺至地鐵服務大廳的自動扶梯發生逆轉故障，導致多名乘客受傷。原因分析—1驅動主機移位，已上跳至機倉底板上用于固定主機底板的支撐梁上，并且往梯級下行方向前移。2/1/2023324典型事故案例及分析固定主機所使用的T型螺栓、墊片和螺母2/1/2023334典型事故案例及分析驅動主機螺栓固定示意圖a：2/1/2023344典型事故案例及分析1號螺栓并未與主機固定支撐梁相連，而是直接緊固在主機底板上。2/1/2023354典型事故案例及分析6號螺栓T型頭出現疲勞斷裂，導致T型頭部與螺桿脫離，見下圖。2/1/2023364典型事故案例及分析原因分析—2輔助制動器失效2/1/2023374典型事故案例及分析根據堪查推測，事件發生的過程如下：該扶梯在事件發生時，固定主機的6號螺栓發生斷裂，加上之前1、2號螺栓由于松動早已失去固定作用，最終使靠近驅動鏈側的主機底板隨6號螺栓的失效而向上移位，產生的沖擊力又將對面壓板的固定螺栓崩掉，壓板也失去作用，而其它3根螺栓無法承受沖擊載荷和阻止主機底板移位，導致主機底板在扶梯梯極鏈的