岸边集装箱起重机小车机构滑触线供电系统的研究

严梁陈

（上海振华重工（集团）股份有限公司陆上重工设计研究院，上海 2 0 0 1 2 5）

岸边集装箱起重机小车机构滑触线供电系统的研究

严梁陈

（上海振华重工（集团）股份有限公司陆上重工设计研究院，上海 2 0 0 1 2 5）

岸边集装箱起重机小车机构滑触线供电系统是近年来才发展起来的新型移动供电系统技术，它大大提高了港口集装箱码头的工作效率，实用性极高。本文以滑触线技术与漏波电缆为基础，分析了新型移动供电系统改造方案，对该滑触线供电系统各方面因素进行了深层次研究。

滑触线移动供电系统；岸边集装箱起重机；小车机构；改造

岸边集装箱起重机简称岸桥，它的小车机构移动供电系统一直以来都采用的是I G US（易格斯公司）拖链系统，该系统拥有维护成本、故障率低的特点。随着技术的进步，I G US拖链系统逐渐暴露出硬性弊端，如塑料材质拖链连接受到海边盐雾条件而逐渐脆裂、老化、磨损，实际使用寿命远远短于设计寿命，导致了较高的维护成本。为了解决传统拖链系统在高负荷运行需要下所暴露的弊端问题，本文提出了小车机构滑触线移动供电系统及其改造方案。

1 滑触线技术相关论述

（1）技术概述。滑触线的出现是为了解决传统拖链供电系统所存在的技术问题，它所提供的是移动供电功能，属于第3代岸桥小车机构移动供电系统。它相比于拖链供电系统的优势主要体现以下4点：第一，运行稳定性较好，能够避免传统集装箱高空作业存在的坠物危险隐患；第二，使用寿命更长，对设备的维护成本较低；第三，能够满足集装箱码头所有气候条件下的作业需求；第四，运用了无线通信技术，具有较高的安全可靠性，且不用维护。

（2）滑触线供电系统的系统回路构成。滑触线供电系统的系统回路主要由动力线、紧停信号以及远程I/O控制电源所构成。它的动力线所采用的是3相4线模式，这其中3相表示动力滑触线所采用的载流量铝导线（1 0 0 0 A）、D HH-7 0 0和载流量接地铝导线（3 2 0 A）；紧停信号所采用的是从过去拖令电缆所改造的紧停滑触线E-S T OP回路（2根），配合3 2 0 A铝导线；最后的远程I/O控制电源则用到两根A C 2 2 0 V、载流量为5 0 0 A的铜导线。最后，小车机构与电气房通过P L C通信联系，以实现漏波电缆与无线通信方案。

2 滑触线移动供电系统设计方案

（1）滑触线移动供电系统总体设计。在为岸桥小车机构设计滑触线移动系统方案时，应该考虑加入滑触线总成、支架、集电器及其支架、滑触线维修平台、电气辅助控制系统、无线漏波通信系统等等。在这其中，滑触线总成主要由滑线、连接器、悬吊夹、紧固夹等共同组成，一般会选择集装箱码头中“油改电”项目比较常用的分相式安全滑触线，并将它们相互独立分开安装。在滑触线主体方面，主要采用H形铝合金型材，并在其内部压制上拱形形状。下腔则加入了倒V形不锈钢耐磨内衬，同时配合集电器碳刷外部接触，这样就能实现滑触线在滑动过程中连续摩擦供电。

（2）滑触线的横向布置与纵向布置。在横向布置方面，滑触线与漏波电缆都安装于岸桥左侧，基于陆地侧面向大海侧，其中每一根滑触线的间距设计为9 0～9 5 mm，漏波电缆则保持在1 0 0 mm的相间距离。在纵向布置方面，要考虑到岸桥前大梁的俯仰状况，可以在前大梁滑触线用绞点来连接后大梁，电缆能稳定连接接线箱。在绞点位置也可以用滑触线绞点对接器对其进行导向固定，这样也能确保碳刷在通过绞点时不会出槽。另一方面，集电器与漏波电缆接收器要安装于岸桥小车集电器支架位置，主要通过拉伸弹簧配合集电器碳刷，在恒定压力下接触滑触线进行导电作业。为了确保移动供电稳定性，还在每一段滑触线位置设计了连接器，同时配合内置螺栓来紧固铝质连接片，确保能够持续供应电力。滑触线设计方面所采用的是5 0 mm×5 0 mm×5 mm角钢，其支撑点安装方式则以紧固夹配合悬吊夹为主。在岸桥前后大量绞点位置均瑶设置支撑点，且每一个支撑点以2 m间距均匀布置，如图1。

3 岸桥滑触线移动供电系统中的无线通信方案设计

图1 岸桥小车机构滑触线纵向布置示意图

岸桥滑触线移动供电系统是在原小车机构拖链老系统的基础之上进行改造，制作出了小车滑触线系统，其核心技术就是控制信号传输。系统中仅有紧停信号线与动力线通过老拖链系统来控制，其它部分则由新的滑触线无线通信系统来操作，主要实现与主机之间的有效联系。岸桥设备一般都会采用工业用无线移动通讯技术来完成上述方案设计。

（1）针对无线通信回路的设计。无线通信回路设计在原小车机构之上加入了P L C系统，它主要基于拖链系统光纤电缆配合电气房P L C设备来实现远程通信。另外在滑触线系统中也设计了多个无线发射模块，它们同时计入A P工业以太网络中，也在主P L C设备和小车机构P L C设备上配置了以太网模块，实现对滑触线系统无线通信回路中无线发射装置的有效设计。以漏波电缆为主的岸桥小车机构滑触线供电系统无线通信回路方案设计图，如图2所示。

图2 岸桥小车机构无线通信设计方案原理示意图

在漏波电缆方面主要以抗干扰能力强、衰减小且能够定向发射为主要评价条件。考虑到它已经在城市高速轨道线路、地铁线路中被广泛应用，所以这也基本确保了其漏波电缆中信号泄漏口的均匀分布，可以对信号发射方向进行指定，同时也提高了信号发射频率。另外，还为系统配置了一套定向接收天线，要确保安装过程中电缆泄漏口方面朝向地面，而定向天线的接受面则要朝向天空，确保设备之间能够同时安全接收信号而不会相互干扰。在安装过程中就要求漏波电缆与天线间距应该保持在0.2~0.3 m左右，确保定向天线与集电器处于同一侧，且能够与集电器同步滑行操作。值得注意的是，漏波电缆其发射信号会在5 m范围以外出现大幅衰减现象，因此必须关注岸桥滑触线系统以外其它设备的干扰状况，经过实践发现，对系统设备改造不会影响到其它设备。在漏波接入点改造方面，主要基于标准的I E E E 8 0 2.1 1 b/g（2.4 G Hz）来进行组合，要求其数据传输率在理论上达到5 4 Mb i t/s才算符合要求。再者，漏波电缆与接收天线必须保证0.2 m以上的有效距离，确保数据平均传输速度在7~1 0 Mb i t/s。如果按照1 0 M网络带宽来计算的话，基本能满足小车机构在未来一段时间内的信号传输的稳定性信号传输空间增容需求。

（2）滑触线系统中无线通信模块的安全性问题解析。岸桥小车机构滑触线移动供电系统在无线通信回路设计过程中应该基于其安全可靠性问题分别考虑。下文就从动力电源、紧停信号和无线通信系统3方面来展开分析。首先说动力系统，在改造过程中主要基于岸桥后大梁接线箱司机室接入三相电源，并同时在原接线箱旁边增加了新的接线箱，它是作为滑触线系统中拖令电缆的动力公共进线电源出现。因此在滑触线系统中也安装了拖令电缆及滑触线动力电源开关。其次是紧停信号，它的改造流程是在后大梁接线箱安装滑触线以后，将信号线改路，主要是经过开关再接入滑触线，并且在滑触线位置再安装两根独立的紧停线。同时，在滑触线集电器侧方向位置为司机室引入紧停信号模块，最后接入紧停信号接线端子。最后是无线通信系统，在改造为滑触线系统以后，主要将原有的光缆通信模式改为现在的无线通信模式。在岸桥设备运行过程中就可以将程序直接切换到无线通信模式。然后也在每一根滑触线两端位置安装了断路器，确保系统中滑触线与拖链电缆能够保持随时切换，这样也便于日后对滑触线的常规检修工作。

4 结语

岸桥小车滑触线移动供电系统在整体运行操作方面体现出了较高的技术性和较好的安全可靠性，目前在国内各个港口集装箱码头应用中已经取得了一定的生产发展成效。它解决了原有拖链系统中所存在的技术不成熟、安装调试不规范、日常维护不方便等问题，制定了一系列科学合理的维保技术方案与相关制度。

[1] 张彪.岸边集装箱起重机小车机构移动供电系统的改造[J].起重运输机械，2 0 1 1(1 1):6 2~6 4.

[2] 何勤奋.高空跨箱区滑触线供电技术[J].港口装卸，2 0 0 7(6):4~8.

[3] 周小峰,林宏彬.岸边集装箱起重机小车机构滑触线供电系统的应用与维护[J].起重运输机械，2 0 1 3(1 2):1 1 8~1 2 1.

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