電磁鎖吸力原理是什麼?

電磁鎖規格表標示 600 lbs 或 1200 lbs 吸力,但同一把鎖裝好後可能一推即開。原因不在產品,而在磁路是否貼合。本頁按 Securitron、SDC、SECO-LARM 原廠安裝文件及 UL 標準,說明吸力的物理成因、剩磁的真正來源、接線與對位規範,以及香港的法定釋放要求。

基本原理:線圈通電、磁路閉合、吸附銜鐵板

電磁鎖的鎖體是一個電磁線圈,通電後產生磁場並吸附裝在門扇上的鐵質銜鐵板(armature plate);斷電後磁場消失,吸力隨即失去。原廠接線圖直接註明此特性,並指出這正是電磁鎖必然屬 fail-safe 的原因。

關鍵在於吸力並非由線圈單方面決定,而取決於磁路能否閉合。物理上,磁吸力正比於磁通密度平方乘以接觸面積。一旦銜鐵板與鎖面之間出現氣隙,磁路磁阻上升,磁通密度下降,吸力便急劇減弱。這是為何原廠一致把「吸力不足」列為對位不良的表徵,而非產品品質問題。

表面狀態直接影響吸力

SDC 原廠說明書明訂:表面油漆、毛刺、污垢、鏽蝕等任何損傷都會妨礙接觸面貼合並降低吸力。Securitron 保養章節同樣把「吸力下降」歸因於接觸面障礙物與清潔不良。

氣隙是吸力的主要殺手

Securitron 故障排除表把「Reduced holding force」直接指向支架安裝與障礙物;SECO-LARM 則將「門會鎖但一推即開」歸因於電磁鐵與銜鐵板對位不正或接觸面不潔。

標稱值屬理想條件下的數字

SECO-LARM 規格表註腳明示「吸力未經 UL 核實」,即廠商標示的磅數屬自行標稱。安裝偏移會令實際吸力低於標稱值。

吸力等級與認證體系的落差

市場常見的 600 lbs 與 1200 lbs 分級,與 UL 的靜態強度評級並非同一體系。理解這點對閱讀標書規格尤其重要。

項目廠商標稱體系UL 認證體系
分級數值600 lbs(約 272 kg)、1200 lbs(約 545 kg)、1800 lbs(約 816 kg)UL 1034 靜態強度只分 500 / 1000 / 1500 lbf 三級
評定項目吸力(holding force)單一數值靜態強度、動態強度(33 / 50 / 70 ft-lbf)、耐久(100,000 或 250,000 次循環)三項分別評級
是否經第三方核實SECO-LARM 規格表註明吸力未經 UL 核實須經 UL 型式測試及認證
UL 294 的角色不涵蓋規範門禁控制系統單元本身,設 Level I 至 Level IV 四級安防性能,不評定吸力磅數

故此標書若只寫「1200 lbs 電磁鎖」,實際上並未指定任何經認證的性能等級。若項目要求可核實的性能,應改為指定 UL 1034 的靜態/動態強度級別及耐久循環次數,或要求提供 UL 294 認證的鎖控單元。

剩磁的真正成因:接線而非硬件

「斷電後仍吸住、要用力扯開」是常見投訴,多被歸咎於鎖體本身。原廠文件對此有明確且一致的說法,成因在接線做法。

1
剩磁的定義剩磁(residual magnetism)指磁化力歸零後材料仍殘留的磁通密度。材料的磁滯迴線越寬,剩磁與矯頑力越高。
2
嚴禁並聯二極體SDC 原廠說明書明訂:不得在任何電磁鎖兩端並聯二極體,因為二極體會造成釋放延遲並產生剩磁。SECO-LARM 安裝註記亦有同義警告。這是最常見的錯誤做法。
3
原廠已內建反電動勢抑制SECO-LARM 明示電磁鐵已裝有金屬氧化物壓敏電阻(MOV)以防干擾,故不得再加第二個二極體;SDC 規格表則標示「Voltage kickback protection standard」為標準配置。
4
控制接點須接在正極側SECO-LARM 故障排除明訂:控制裝置必須接在電源與鎖體正極端子之間,否則去磁時間拉長,表現與剩磁無異。SDC 則要求使用全波整流器時,所有門禁控制及釋放接點必須位於鎖體與整流器之間,以確保快速釋放。

須留意一點:銜鐵板上的銷釘在各原廠文件中一律描述為防轉導向銷(anti-spin guide pins),並無任何原廠文件將其功能定義為防剩磁。原廠對剩磁的官方對策只有上述兩項接線規範。

供電規範:必須用直流

12V/24V 雙電壓

業界標準為 12V/24V DC 可選,同一型號在 24V 時電流約為 12V 時的一半。Securitron M62 為 250 mA @12VDC、150 mA @24VDC;SECO-LARM 為 500 mA @12VDC、250 mA @24VDC。

交流會令鎖體嗡嗡響

SDC 故障排除明訂:電磁鎖需要直流輸入,若輸入交流電鎖體會發出嗡嗡聲;使用變壓器供電時必須加裝全波橋式整流器。Securitron 亦明訂半波整流或交流電源不可接受。

整流器會造成明顯壓降

SDC 明訂使用全波橋式整流器時會出現顯著壓降;任何低電壓狀態都會令選配的磁力吸合感應器(bond sensor)動作錯亂。

線徑須按電流與距離查表

SDC 線徑表:12V、1.0A、100 呎需 14 AWG;0.5A、200 呎需 14 AWG。鎖電源線最小 18 AWG,訊號線最小 22 AWG 屏蔽線。線徑不足造成的壓降會直接表現為吸力不足。

電源線與訊號線不可同管

SECO-LARM 及 SDC 均明訂電源線與訊號線不可走同一導管或同一纜。SECO-LARM 另要求線材隱蔽敷設於門框內以防拆解破壞。

防拆措施

Securitron 要求螺絲使用隨附的螺紋固定膠且不可過度扭緊;SDC 要求在內六角螺絲上加裝防拆塞,另有選配防拆開關。安裝位置規劃時須評估能否防範外部破壞。

安裝與對位:公差比想像中小

Securitron 對位公差表列明:Y 軸(垂直)容差僅 ±1/8 吋(約 3.2 mm),X 軸依型號為 ±9/32 吋至 ±9/16 吋。原廠明言此為極限值,安裝目標應為完全對齊而非踩界。

更容易被忽略的是銜鐵板的浮動安裝要求。銜鐵板必須以橡膠墊圈夾於兩片金屬墊圈之間,可繞中心螺絲浮動旋轉,用以補償門體對位偏差與長期磨損。Securitron 原廠說明書直言:若銜鐵板剛性固定,電磁鎖將不會產生吸力。SECO-LARM 安裝步驟同樣要求螺絲鬆緊須讓銜鐵板可輕微旋轉。

門扇開啟方向決定支架需求:外開門的鎖體裝於門框上楣、靠近門鉸對側的角位;內開門則須加 Z 型或 ZA 型可調支架,另有 L 型支架及墊片可選。

故障徵狀原廠列出的成因檢查方向
門會鎖但一推即開氣隙或對位不良、銜鐵板剛性固定、螺絲鬆脫、橡膠墊圈失效或損壞檢查橡膠墊圈彈性與浮動旋轉是否正常,按需要重新扭緊;核對支架安裝與障礙物
吸力隨時間下降接觸面鏽蝕、積垢正常一年清潔一次,輕微生鏽每 6 個月,嚴重生鏽每 3 個月;可用非砂紙的研磨布處理並塗防鏽劑
釋放有延遲並聯了二極體;控制接點未接在直流正極與鎖體之間移除二極體;核實控制接點位置;使用整流器時確認接點在鎖體與整流器之間
鎖體發出嗡嗡聲輸入了交流電壓加裝全波橋式整流器;半波整流或交流電源不可接受
吸合感應器動作錯亂低電壓狀態核實鎖體端的實際電壓與電流;檢查線徑是否足夠、整流器壓降是否過大

香港的法定釋放要求

香港的法定依據來自屋宇署《消防安全守則 2011》Clause B13.2,該條文對出口門的電控鎖訂出四項要求:

1
內側免鑰匙開啟出口門鎖須可由內側不用鑰匙即時開啟。
2
火警訊號自動釋放設於樓宇公用地方的出口門電控鎖,須能在消防裝置發出火警訊號時自動釋放。
3
停電自動釋放停電時須自動釋放。原文為「Upon power failure, the electrical locking device should be released automatically」。
4
本地手動越控須於門內側附近設本地手動越控裝置,供人員不用鑰匙進入逃生通道。

職權劃分須留意:消防處《A Practical Guide for Design, Installation, Acceptance and Maintenance of FSIs》明文指出電磁鎖的提供屬屋宇署管轄,不屬消防裝置及設備(FSI)範疇,相關註記應列於圖則的「General Notes」而非「FS Notes」。至於與火警偵測系統聯動的「電磁門釋放裝置」,則按 FSD Circular Letter No. 1/2024 屬須經消防處接納的 FSI 組件。兩者不可混淆。

國際標準的同源原則可作對照:NFPA 101 對感應器釋放式電控逃生門要求逃生側感應器偵測到接近者即解鎖、感應器或鎖控電路失電即自動解鎖、逃生側設清楚標示的手動釋放裝置(操作後直接切斷鎖體電源並保持解鎖至少 30 秒)、火警或灑水系統啟動即解鎖並保持至系統手動復位、逃生側設應急照明;新裝硬件須符合 ANSI/UL 294。IBC 的電磁鎖專條則要求門扇硬件單手可操作、操作時直接切斷電磁鎖電源即時解鎖,若該門依規需設 panic hardware,操作 panic hardware 亦須釋放電磁鎖。

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常見問題

電磁鎖標稱1200 lbs,為何裝好後一推就開?
最常見成因是磁路未能貼合。磁吸力正比於磁通密度平方乘以接觸面積,一旦銜鐵板與鎖面之間出現氣隙,磁路磁阻上升、吸力急劇下降。原廠列出的具體成因包括:銜鐵板被剛性固定(Securitron 明言此情況下電磁鎖不會產生吸力)、橡膠墊圈失效或損壞令銜鐵板無法浮動補償門體偏差、螺絲鬆脫、以及接觸面有油漆、毛刺、污垢或鏽蝕。另須核對對位公差,Securitron 列明 Y 軸容差僅 ±1/8 吋。
斷電後電磁鎖仍吸住不放,是否鎖體壞了?
多數並非硬件損壞,而是接線做法錯誤。SDC 原廠說明書明訂不得在任何電磁鎖兩端並聯二極體,因為二極體會造成釋放延遲並產生剩磁;SECO-LARM 亦有同義警告,並指出電磁鐵已內建金屬氧化物壓敏電阻(MOV)作反電動勢抑制,不得再加第二個二極體。另一成因是控制接點位置錯誤:控制裝置必須接在電源與鎖體正極端子之間,否則去磁時間拉長,表現與剩磁無異;使用全波整流器時,所有控制及釋放接點必須位於鎖體與整流器之間。
廠商標示的600 lbs或1200 lbs是否經認證?
未必。SECO-LARM 官方規格表註腳明示「吸力未經 UL 核實」,即該數值屬廠商自行標稱。UL 1034 的靜態強度額定只分 500、1000、1500 lbf 三級,與市場慣用的 600/1200 lbs 標稱值並非同一體系;UL 1034 另評定動態強度(33/50/70 ft-lbf)及耐久循環(100,000 或 250,000 次)。UL 294 則規範門禁控制系統單元本身,設 Level I 至 Level IV 四級安防性能,不評定吸力磅數。標書如需可核實的性能,應直接指定 UL 標準的級別而非只寫磅數。
電磁鎖可否直接用交流電供電?
不可以。SDC 故障排除明訂電磁鎖需要直流輸入電壓,若輸入交流電鎖體會發出嗡嗡聲並無法正常鎖定;使用變壓器供電時必須加裝全波橋式整流器。Securitron 亦明訂須核實直流電源為全波整流,半波整流或交流電源不可接受。另須留意使用全波橋式整流器時會出現顯著壓降,任何低電壓狀態都會令選配的磁力吸合感應器動作錯亂。
香港對電磁鎖的斷電釋放有何法定要求?
法定依據為屋宇署《消防安全守則 2011》Clause B13.2,訂出四項要求:出口門鎖須可由內側不用鑰匙即時開啟;設於樓宇公用地方的出口門電控鎖須能在消防裝置發出火警訊號時自動釋放;停電時須自動釋放;並須於門內側附近設本地手動越控裝置。須留意職權劃分:消防處官方指引明文指出電磁鎖的提供屬屋宇署管轄、不屬消防裝置及設備範疇,相關註記應列於圖則的「General Notes」而非「FS Notes」;但與火警偵測系統聯動的電磁門釋放裝置則屬須經消防處接納的組件。
電磁鎖的保養應做什麼、多久一次?
Securitron 原廠保養時程為:正常環境一年清潔一次,輕微生鏽每 6 個月,嚴重生鏽每 3 個月。清潔程序包括以酒精處理、使用矽基潤滑劑、以塑膠洗碗刷去鏽。SDC 則指明可用軟布或非砂紙的研磨布清潔鎖面,之後可塗防鏽劑。除清潔外,須同時檢查橡膠墊圈的彈性與浮動旋轉是否正常並按需要重新扭緊,以及核實鎖體端的實際電壓與電流是否符合規格。

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