엘리베이터 - 수동핸들(비상운전수단)

 

수동핸들(비상운전수단, 수권핸들이라고도 한다)은 엘리베이터가 정전이나 고장으로 층과 층사이에 정지하고 엘리베이터가 전기적 제어로 움직일 수가 없는 경우를 대비하여 설비되어 있는 최후의 운전수단이다. 전형적으로는  모터축 끝단에 착탈이 가능한 휠을 사용하여 비상시 브레이크를 수동으로 개방하고 모터축을 회전시켜 카를 이동시켜 안전하게 정지층의 레벨로 이동하여 맞출 수 있는 수단이다. 

(출처: (주)나우테크 수동핸들 작업 매뉴얼)

 
 
비상운전수단으로 수동핸들만이 유일한 것은 아니다. [별표22] 엘리베이터 안전기준(주1 참조)에서 정한 비상운전수단에 대해서 표로 정리하면 다음과 같다.

비상운전 상황	비상운전 방식	설명	비고
브레이크를 수동개방하고 카에 적재된 하중이 (q – 0.1)ㆍQ와 (q + 0.1)ㆍQ의 범위 내에 있을 때 (대개 정격하중의 10%정도가 양쪽의 발란스양이 치우쳐져 있는 조건이다.)	중력에 의한 자연적인 움직임 또는,	카와 균형추의 무게차를 이용해 움직이도록 한다.
	수동운전: 현장에 있는 기계적 수단 또는,	- 카를 승강장으로 이동시키기 위해 요구되는 힘은 150N이하 - 수동핸들 가능	기계적 수단은 특별한 형태를 규정하지는 않았다. 다만 구동기를 직접 움직일경우의 구조일때는 수동핸들구조를 사용하여야 한다.
	수동운전: 주전원과는 별도로 현장에 있는 전원에 의해 공급되는 전기적 수단	전원공급은 고장이 발생한후 1시간 이내에는 정격하중의 카를 인접한 승강장으로 이동시킬 수 있어야 한다.
1. 정격하중의 카를 상승방향으로 움직이는데 요구되는 힘이 400N을 초과하거나 (또는) 2. 수동운전을 할수 있는 상기와 같은 기계적 수단이 없는 경우는 (또는) 3. 전기적 비상운전 수단이 있어야 한다.	기계적 수단	400N을 초과하지 않는 수동 장치 (수동핸들등) (또는)
		상기항의 수동운전; 기계적 수단
	전기적 수단	정상적인 주전원 또는 예비전원(있는 경우)으로부터 전력을 공급받아야 한다.

주1) 수동핸들일 경우 부드럽고 바퀴살이 없는 구조이어야 하며 부분적으로 노란색 페인트칠이 되어야 한다.

 

당초에는 비상운전방식은 수동핸들만이 유일했으나 차차 기종이 늘고 구동기에 직접 접근이 어려운 기계실없는엘리베이터의 경우등이 등장하면서 전기적 수단등에 대한 규정이 추가되었다. 또한 국내에서는 자동구출장치가 필수부품이 되면서 수동운전을 위한 전기적 수단이 추가로 불필요한 상황이 되었지만 규정은 여전히 EN81-20을 준용하고 있다(유럽의 경우 자동구출장치가 필수가 아니다). 과거 자동구출장치(ELD, ARD)가 없거나 잦은 정전, 고장이 있었던 시절에는 수동핸들은 필수적인 비상운전수단이었지만 비상구출장치가 있는 현재는 상황이 다르다는 생각이다. 

 

많은 제조회사들이 400N을 초과하지 않도록 하는 수동핸들을 비치하고 있다. 과거 기어드 방식에서는 기어의 감속비를 이용하여 비교적 용이하게 수동핸들을 장착하고 적은 힘으로 회전을 시켰지만 기어리스 방식이 일반화 되면서 수동핸들은 400N이하의 힘을 만족하기 위해서 수동핸들에 감속기를 장착하고 체인을 이용하여 구현하고 있다. 하지만 이러한 방식은 실제 비상(수동)운전을 할때 많은 인력(브레이크 개방에도 2사람이 필요할수 있다)과 시간이 소요되기 십상이다. 그래서 실제로 현장에서 비상시 비상구출을 위해서 수동을 운전을 하는지가 의심스러울 정도다. 예를 들어 카가 층의 중간에 멈추어 수동핸들로 2m정도를 움직여야 한다고 가정하면 과거 기어드 방식과 고속의 기어리스 방식의 구출작업시간을 계산해보면 다음과 같다. (감속비등은 현실적인 값으로 예를 들어 보았다.)

항목	기어드 예	기어리스 예	비고
감속비	감속기: 1/60 로핑에 의한 감속비: 1/1	수동감속기의 감속비: 1/30 스프라켓의 감속비: 1/4 로핑에 의한 감속비: 1/2 (대개 수동핸들+수동감속기+체인에 로핑으로 구성되어 있다.)
수동핸들 장착 준비시간	약5분	약30분
핸들 1회전당 구동시브 회전수	0.018회전	0.0042회전
구동시브 직경	0.6m	0.9m
핸들1회전당 구동시브 움직인 거리	= 3.14 x 0.6m x 0.018회전 = 0.034m	= 3.14 x 0.9m x 0.0042회전 = 0.012m
2m를 움직이기 위해서 필요한 수동핸들 회전수	= 2m/0.034m = 59회전	= 2m/0.012m=166회전
수동핸들 1회전에 소요되는 시간	약 10초	약 10초
수동핸들 작업에 필요한 시간	= 59회전 x 10초 = 590초 = 약 10분	= 166회전 x 10초 = 1660초 = 약 27분
총 작업시간	= 5분(준비)+10분(작업) = 15분	=30분(준비)+27분(작업) = 57분

주1) 기어리스 방식은 수동핸들 장치에 별도의 감속기가 구비되어 있다.

주2) 브레이크 개방과 핸들 조작을 쉬지 않고 작업했을때를 가정하고 계산한 결과이다.

 

기계식 수동핸들의 경우 기어리스의 경우 기어드와 비교해보면 작업시간은 약 3배정도 더 소요된다. 수동핸들의 복잡성을 감안하면 작업준비시간까지 포함하면 현장도착후 족히 1시간을 소요된다고 봐야 한다. 카 안에 갇혀 있는 사람이 출동후 1시간을 카안에 더 있어야 한다는 결론이다. 

 

기계실없는 엘리베이터는 수동핸들장치 대신 기계적수단이라는 장치(예를들면,로프에 추를 매달아 움직이는 장치)가  규정에 적합하도록 구비되어 있기는 하다. 유효성은 차치하고서라도 적절한 장치인지 의문이 든다. 

 

이미 전기적수단이 여러가지 형태로 구비되어 있다. 이러한 이유로 400N을 초과하지 않는 수동장치(수동핸들등)는 더이상 유효하지 않는 장치로 보여진다. 더군다나 이렇게 복잡한 구조를 가진 수동핸들은 비상시 매뉴얼이 있다해도 제대로 조립하여 적용하기 어렵고 기계실 벽 한켠에 즐비하게 부품들이 걸려 있는 것도 못마땅하다.
 

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주1) [별표22] 엘리베이터 안전기준중 비상운전수단(수동핸들) 관련 기준
 
13.1.2 접근 가능한 회전부품에 대하여 효과적인 보호장치가 있어야 한다.
관련 부품은 다음과 같다.
가) 축에 있는 키 및 나사
나) 테이프, 체인, 벨트
다) 기어, 스프로킷 및 풀리
라) 돌출된 전동기 축
9.7에 따라 보호되는 권상도르래, 수동핸들, 브레이크 드럼 및 이와 유사한 매끄럽고 둥근 부품은 보호장치가 요구되지 않는다. 다만, 이러한 부분들은 안전에 유의하도록 부분적으로 노란색 페인트칠이 되어야 한다.
 
13.2.2.2.9 브레이크를 수동 개방하고, 카에 적재된 하중이 (q – 0.1)ㆍQ와 (q + 0.1)ㆍQ의 범위 내에 있을 때
여기서,
q = 균형추에 의한 정격하중의 평형량을 나타내는 평형계수(오버밸런스율)
Q = 정격하중
카를 다음에 의해 인접 층으로 이동하는 것이 가능해야 한다.
가) 중력에 의한 자연적인 움직임 또는
나) 다음과 같이 구성된 수동 운전
1) 현장에 있는 기계적 수단 또는
2) 주 전원과는 별도로 현장에 있는 전원에 의해 공급되는 전기적 수단
 
13.2.3 비상운전
 
13.2.3.1 비상운전 수단이 요구된 경우[13.2.2.2.9나)], 다음 중 하나로 구성되어야 한다.
가) 기계적 수단은 (카를) 승강장으로 이동시키기 위해 요구되는 인력이 150 N을 초과하지 않아야 하며, 다음 사항에 적합해야 한다.
1) 카를 움직이도록 하기 위한 수단이 구동기의 움직임으로 작동되는 경우에는 부드럽고 바퀴살이 없는 수동핸들이어야 한다.
2) 이 수단이 탈착 가능한 경우에는 기계류 공간에 쉽게 접근할 수 있는 장소에 위치되어야 한다. 용도에 대한 혼동 위험이 있다면 적절하게 표시되어야 한다.
3) 이 수단이 구동기에서 탈착되거나 분리되는 방식인 경우, 15.2의 적합한 전기안전장치는 늦어도 기계적 수단을 구동기에 연결할 때 작동되어야 한다.
나) 전기적 수단은 다음 사항에 적합해야 한다.
1) 전원 공급은 고장이 발생한 후 1시간 이내에는 정격하중(any load)의 카를 인접한 승강장으로 이동시킬 수 있도록 충분한 용량을 가져야 한다.
2) 속도는 0.3 ㎧ 이하이어야 한다.
 => 자동구출운전장치(ELD, ARD)가 있는 경우 전기적 수단으로 볼수 있고 전기적 수단이 이미 구비되어 있기 때문에 별도의 기계적 수단이 필요해 보이지는 않는다. 국내에서는 ELD가 필수 적용임으로 사실상 기계적 수단이 불필요해 보이지만 아직까지는 필요하다는게 공식적인 의견이다.

13.2.3.2 카가 잠금 해제구간에 있는지 쉽게 확인[6.6.6.2다) 참조] 가능해야 한다.
 
13.2.3.3 정격하중의 카를 상승방향으로 움직이는데 요구되는 인력이 400 N 초과하거나 13.2.3.1가)에 따른 기계적 수단이 없는 경우, 16.1.6에 따른 전기적 비상운전 수단이 있어야 한다.
 
13.2.3.4 비상운전을 작동하기 위한 수단은 다음 중 하나에 위치해야 한다.
가) 기계실(6.6.3)
나) 기계류 공간(6.6.5.1)
다) 비상운전 및 작동시험을 위한 장치(6.6.6)
 
13.2.3.5 손으로 돌리는 수동핸들이 제공되는 경우, 카의 운행 방향이 수동핸들이 결합하는 부위에 명확하게 표시되어야 한다.
수동핸들이 분리할 수 없는 경우에는 수동핸들 자체에 표시될 수 있다.
 
13.2.3.6 정전 또는 고장으로 인해 정상 운행 중인 엘리베이터가 갑자기 정지(안전장치가 작동되어 정지된 경우는제외한다)되면 자동으로 카를 가장 가까운 승강장으로 운행시키는 수단(자동구출운전 등)이 있어야 하며, 다음 사항을 만족해야 한다. 다만, 수직 개폐식 문이 설치된 엘리베이터 또는 유압식 엘리베이터의 경우에는 제외한다.
가) 카가 승강장에 도착하면 승강장문 및 카문이 자동으로 열려야 한다.
나) 승객이 안전하게 빠져나가면(10초 이상) 승강장문 및 카문은 자동으로 닫히고 이후 정지상태가 유지되어야 한다. 이 경우 승강장 호출 버튼의 작동은 무효화 되어야 한다.
다) 나)에 따른 정지 상태에서 카 내부 열림 버튼을 누르면 승강장문 및 카문은 열려야 하고, 승객이 안전하게 빠져나가면(10초 이상) 승강장문 및 카문은 자동으로 다시 닫히고, 이후 정지 상태가 유지되어야 한다.
라) 정상 운행으로의 복귀는 전문가의 개입에 의해 이뤄져야 한다. 다만, 정전으로 인한 정지는 전원이 복구되면 정상 운행으로 자동 복귀될 수 있다.
마) 배터리 등 비상전원은 충분한 용량을 갖춰야 하며, 방전이나 단선 또는 누전되지 않도록 유지 관리되어야 한다. 비상전원으로 배터리를 사용하는 경우에는 잔여용량을 확인할 수 있는 장치가 있어야 한다.
 
16.1.6 전기적 비상운전 제어
 
16.1.6.1 13.2.3.3에 따라 전기적 비상운전 수단이 필요할 경우, 15.2에 따른 전기적 비상운전 스위치가 설치되어야 한다.
구동기는 정상적인 주전원 또는 예비전원(있는 경우)으로부터 전력을 공급받아야 한다.  

별도의 언급이 없음으로 정격하중의 카를 움직여야 한다. 비상발전기등 예비전원은 단지 전체의 정전시에 가동되는 장치로 비상운전에는 적합하지 않고 단일 엘리베이터의 전기적, 기계적 고장시 작동하지 않는다. 그렇다고 엘리베이터마다 정격하중을 움직일수 있는 예비전원을 구비하는 것은 비경제적이다.
다음의 조건을 동시에 만족해야 한다.
가) 전기적 비상운전 스위치의 작동은 우발적 작동을 보호하는 버튼에 지속적인 압력을 가해 카 움직임의 제어를 허용해야 한다. 버튼 자체 또는 주변에 이동 방향이 명확히 표시되어 있어야 한다.
나) 전기적 비상운전 스위치의 작동 후, 이 스위치에 의한 움직임을 제외한 모든 카 움직임은 방지되어야 한다.
다) 다음과 같이 점검 운전 스위치는 전기적 비상운전 보다 우선한다.
1) 점검 운전이 작동된 상태에서 전기적 비상운전을 작동하면, 전기적 비상운전은 무효화되며, 점검 운전의 상승/하강/운전 버튼은 여전히 유효하다;
2) 전기적 비상운전이 작동된 상태에서 점검 운전을 작동하면, 전기적 비상운전 작동이 무효화되며, 점검 운전의 상승/하강/운전 버튼은 유효하게 된다.
라) 전기적 비상운전 스위치는 자체적으로, 또는 15.2에 따른 다른 전기 스위치에 의해 다음의 전기 장치를 무효화해야 한다:
1) 9.5.3나)에 따른 늘어진 로프나 체인을 확인하는 전기 장치
2) 10.2.1.5에 따른 카 추락방지안전장치에 설치된 전기 장치
3) 10.2.2.1.6가)와 나)에 따른 과속조절기에 설치된 전기 장치
4) 10.6.5에 따른 카 상승과속방지장치에 설치된 전기 장치
5) 12.2.2.4에 따른 완충기의 복귀를 확인하는 전기 장치
6) 15.2에 따른 파이널 리미트 스위치
마) 전기적 비상운전 스위치 및 이 스위치의 누름 버튼은 구동기를 직접 확인할 수 있거나 표시장치에 의해서 확인할 수 있는 위치에 설치되어야 한다.[6.6.6.2다)]
바) 카 속도는 0.30 ㎧ 이하이어야 한다.
16.1.6.2 전기적 비상운전 수단은 IPXXD(KS C IEC 60529)의 최소 보호등급을 가져야 한다. 회전식 조작 스위치는 고정된 부재의 회전을 방지하는 장치를 가져야 한다. 마찰력만으로 충분하다고 간주되어서는 안된다.
 

2023.11.25.

(c) 칠보 (chillbo)