引言

2010年7月5日，上海中国航海博物馆全面对外开放。从外门到二楼入口，需要通过台阶或两侧的户外观光电梯上升。开业以来，气温逐渐升高，户外观光电梯逐渐开始出现各种问题。电梯被困，电梯门无法打开或关闭。最奇怪的事件是电梯在没有人员的情况下自由上下移动，没有人工控制。为了保证游客和工作人员的安全，只能暂时切断电源，关闭两台户外观光电梯，发现故障，分析原因，找出解决方案。

故障原因分析

1.1现场情况排查、勘察、勘察

为了解决这两台户外观光电梯自由上下运动的问题，组织了一些维修工程技术人员对电梯现场进行调查调查。位于东西两侧的户外观光电梯型号为OH-G(MRL)西子奥迪斯电梯，电梯外部结构分为上下两层，上部为钢结构骨架和钢化玻璃，下部为钢结构和钢化玻璃，两侧为砖墙结构。下半部分与车库建筑相结合。OH-G(MRL)西子奥迪斯电梯无机房，电气控制箱安装在砖墙下部，电机、变频器位于轿厢顶部。

看看户外观光电梯井的上半部分，完全暴露在阳光下，周围不可阻挡的东西，所以从太阳到太阳，井的上半部分被太阳烤，井的温度变得很高，用温度枪测量井的温度，夏季高温天气大部分时间井的温度超过45℃，甚至极端高温天气，电梯井的上半部分温度超过55℃。

1.2井温升高原因分析分析

1.2.1井道本身的建筑结构影响井道本身的建筑结构

在夏季炎热的天气里，室外温度很高。井外用钢结构支架固定大型钢化玻璃。室外观光电梯井道上半部及周围无遮阳物或建筑物。强烈的阳光使井道温度急剧上升。室外观光电梯井道空间狭小，轿厢外框与室外观光电梯井道壁内空间距离狭小。当室外观光电梯井道在楼层打开时，外部空气与井道之间的空气交换量增加。大多数时候，室外观光电梯的楼层门和轿厢门都是关着的，相当于室外观光电梯井道就像一个透明的蒸笼。根据物理热力学原理，热空气上升，使热量聚集并停留在室外观光电梯井道的上半部分。

1.2.22电梯电气系统散发的热量

变频器、制动电阻、电机是电梯电气系统的主要加热部件。而户外观光电梯这三部分，正好位于轿厢顶部。当变频器和电机消耗部分电能时，由于转换效率，部分以热量的形式释放到空气中；制动电阻消耗电梯再生发电的电能，以热量的形式释放，这也是井道温度升高的原因。变频器由主控电路和控制电路组成。主回路是为电机提供调压调频电源的电力交换部分，由整流器、平滑电路和逆变器组成。逆变器中的逆变器元件绝缘栅双极晶体管（IGBT）它是变频器的主要热源。IGBT的发热主要集中在开关瞬间。电梯变频器需要频繁启动，以释放大量的热量。制动电阻本身就是消耗能量转化为热量，电梯空载比轿厢重，主机转子旋转，切割定子线圈磁线运动，产生自发电，使电机从电状态转化为发电状态，再生能量通过变频器制动单元，最终通过制动电阻以热能的形式消耗。据相关专业人员测试，制动电阻消耗电能约为电梯能耗的1/3。电机运行本身就有一定的电能消耗。电机运行中释放的热量与电流平方成正比。电机在启动和制动过程中电流最大。

1.3高温对室外观光电梯正常运行的影响

1.3.1高温容易引起微机控制板程序异常

微机控制板和PLC上的电子设备通过电压和电流比较进行逻辑控制，响应并执行外部指令。由于电子设备的材料温度特性，电子逻辑判断在高于温度时会出错，影响正常运行（如电梯正常运行中突然关闭，电梯运行到门区不开门或关门，电梯运行到门区不能减速等）。同时，在维护过程中也不容易发现故障点。

1.3.2高温易损坏电子元器件

（a）变频器的故障率随着温度的升高而上升，使用寿命随着温度的升高而下降。环境温度升高10℃，变频器使用寿命减半。当环境温度超过允许温度时，变频器逆变电路中逆变器件参数的开启时间和关闭时间会发生变化，导致一个器件在交替过程中已经导通，而另一个器件未来可以关闭，导致同一桥臂上下两个器件之间的“直通”，使该部件瞬时短路，逆变器立即损坏，变频器无法正常工作。同时，随着温度的升高，变频器的绝缘性能会大大降低，容易导致变频器损坏和电梯故障。

（b）制动电阻

当环境温度过高时，很容易使制动电阻散热时间过长。如果电梯运行频繁，制动电阻的热量会多次积累，最终导致制动电阻温度过高，甚至火灾等安全事故。

（c）其他电子元器件

接触器、继电器、变压器等电子元件工作时，由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗；由于交变电磁的作用，交流电路在磁体中产生涡流和磁滞损耗。几乎所有这些损耗都转化为热能，部分散落在周围介质中，部分滞留在电器中，提高电器温度。此时，如果环境温度过高，各电子元器件的散热条件会很差。一是大大降低电子元器件的可靠性；二是降低电子元器件的使用寿命，甚至损坏电子元器件。统计显示，电子元器件温度每升高2℃，可靠性降低10%。当环境温度超过电机允许温度时，会严重影响牵引电机的散热。由于电机启动和制动频繁，电机本身会释放大量热量，井道内的高温无法及时消除。电机在高温环境下继续运行，容易烧坏线圈，损坏电机。

解决方案

通过对我馆两台户外观光电梯的现场情况进行调查调查，参考其他类似案例，通过对电梯应用技术资料的查询，逐步确定问题的关键。夏季高温对我馆户外观光电梯的主要原因是高温，井内变频器受高温影响最大，其次是制动电阻。高温的主要原因是夏季炎热、阳光照射、井道钢结构、钢化玻璃结构和蒸笼结构。下一步就是降低井内温度，考虑几个方案:在井内安装空调设备；在井道上部外围增加遮荫物；增加井道通风。在井道内安装空调设备，由于井道上部为钢化玻璃，井道空间有限，安装有限，空调设备安装井道下部墙体，冷空气下沉，无法达到变频器和制动电阻的冷却效果。增加遮荫物，破坏博物馆整体建筑协调性，在高温天气下效果有限。最后决定在井道中墙部分，两侧安装排气扇，一个进气，一个排气，形成对流。经过十几年的运行，经历了无数次高温天气考验，运行良好。

2结语

在户外观光电梯的选择、设计、安装和施工过程中，要充分考虑环境温度对电梯的影响，特别是夏季高温对电梯的影响，采取电梯遮阳、降温、通风措施，确保电梯井内温度低于40℃，消除或减少高温引起的各种故障，确保电梯在安全、稳定、可靠的环境中运行，更好地为公众服务。