变频直驱式客运索道设备安全现状与改进措施探讨

2021-04-03卜洪涛

中国设备工程 2021年14期

卜洪涛

（泰山索道运营中心，山东泰山 271000）

泰山桃花源索道升级改造后的新设备选用多贝玛亚集团交流变频直驱系统，为八人吊厢单线循环脱挂式。线路斜长2176m，共70个吊厢，车厢间距72m，最高运行速度6m/s，单向运量2400人，钢丝绳直径56mm，抱索器为DT108系列，采用固定张紧液压系统，再生能量控制方式为回馈制动。变频直驱主电机为三相永磁同步电动机，包含3个独立的电机环，每个电机环功率为315kW。变频器为ABB公司ACS880系统，采用直接转矩控制（DTC）交流驱动技术。

变频直驱式索道主要由动力设备、传动设备、张紧设备、检测元件、控制设备、通讯设备、通用设备和专用设备等组成。动力设备包括永磁同步变频主电机和备用柴油机驱动设备，传动设备包括摩擦取力轮、传动轮和传动皮带等，张紧设备包括钢丝绳张紧力保持和调整系统，检测元件包括接近开关、限位开关、传感器、发车检测、开关门检测、车厢出入库检测、站内防撞检测、线路脱索检测等，控制设备包括变频控制系统、PLC控制系统和信号控制系统，通讯设备包括上下站通讯电缆、网络交换机、触摸式显示屏等，通用设备包括钢丝绳、大驱动轮、车厢、钢构、钢梁和支架轮组等，专用设备包括可脱挂的抱索器、站内脱开挂接装置和车厢加减速装置等。

索道的运行原理是通过专用脱挂装置把车厢与钢丝绳脱开或挂接，车厢在站内低速运行，方便乘客上下车，钢丝绳经支架托压索轮组定向引导，在线路上高速运行，变频主电机驱动大轮旋转，大轮支撑着旋转的钢丝绳，实现上下站之间循环载客运输。

变频直驱设备采用了大量的新技术、新工艺、新的IGBT模块，站内力的传递高效、专用装置易调整、低噪音、低速转矩大。针对设备状况，桃花源索道积极探索，尽快熟悉设备特点、主动紧盯风险点、消除隐患、技术改进革新等措施来加强管理，掌握设备安全现状。

1 盯紧安全风险关键点，查找薄弱点

开展设备安装、调整、调试等原始资料收集、风险分级评定工作，划分设备风险点并制作清单，辨识危险源，进行风险评价，从现场硬件设备维保、软件管理、档案整理等方面，进行全周期的检查跟踪。为设备检测开关制作标识牌，相当于检测开关有了身份证，标识牌上注明了该检测开关的型号、信号路径、功能，方便信号梳理和故障查找，提高故障处置效率。

对关键元器件及零部件开展严格的定期检查，针对抱索器、钢丝绳、支架设备、张紧系统、制动器等设备安全关键点，加强巡视、检查、跟踪，发现薄弱点，进行针对性改进和加强。定期组织进行现场隐患排查，通过现场的自查自纠，改进工作。对查出的问题，分析研究，结合现场实际，拿出处置措施，制定安全整改方案，及时完成隐患排查和问题整改。

2 安全监管红线前移

严格按设备操作手册要求执行操作规程，按照设备检查维保周期要求，检查项目、测试数据、维护内容等及时完成。按照设备操作手册中定期检查项目和维保要求，编制设备日检、半月检、月检、季检、半年检、年检等定期检查表，日常和周期性检查严格按表格内容执行。

编制作业指导书，因为设备厂家配发的设备说明和维保用语有的不符合我们习惯，理解时易产生歧义，针对实际需要，我们梳理、归纳、编制、修订了新设备《检查维修作业指导书》，重新编制了细化的各项检查工作流程，其中包括工具准备、作业流程、质量管控点、故障处理等内容，形成具有特色、易于掌握、方便操作的作业指导书，便于对设备进行动态化、常态化、长效化安全监督管理。

编制应急处置专项预案，提高应急处置效率。熟练进行紧急驱动、线路及站内轮组调整更换、抱索器拆装练习，根据操作手册要求开展安全检测装置动作后的应急处置演练，掌握正确的处置方法及程序，减小或避免出现安全隐患，制定了摩擦轮轴抱死等应急处置专预案。以电气故障为主，结合停车回路，对故障按现象、原因、排查处理流程、应急处置措施等内容进行分析及内容汇编，并将图纸与之结合，方便日常快速排查处理故障，模拟可能出现的故障问题，出台管控措施，提前准备方案，编写了《故障模拟与处置》，预先探讨验证可靠的应急处置方式。

3 专题培训学习，提升设备管理能力

制定主电机、变频器、离合器、PLC、制动系统等专题培训学习计划，深入推进安全文化创建工作，大力营造学安全文化、用安全文化的深厚氛围，不断提高全员安全文化素质。通过单独学习，记录笔记、集体学习、培训考核、交流总结等不同方式，从原理上弄懂，提升解决实际问题的能力。让业务骨干备课，为机电员工授课，通俗易懂的讲解变频器、液压张紧系统、安全保护等专业设备，讨论现场可能会遇到的突发问题，通过交流培训，落实安全责任，提升工作效率，提升管理设备的能力。

4 及时消除隐患，提升安全保障能力

设备投入运行后，也遇到了一些问题，出现了运行故障，针对问题，桃花源索道机电人员及时采取了相应妥善措施，逐一处置，解决问题，排除故障，及时恢复设备安全运营。

（1）设备运行中车厢进上站脱挂轨时存在异响，经过仔细观察、认真测量、详细比对两站的测量数据，发现上站脱挂轨安装调整的数据存在较大误差，安装调试时未调整到合适的位置，我们通过查找原始图纸，逐一核实，最终确定问题所在。重新调整上站进站侧脱挂轨位置后，降低了脱挂噪音，消除了设备原始安装偏差。

（2）遇到设备故障，第一时间启动应急程序及安全预案，妥善处置。新设备投入运行不久，早上挂车时出现“主电机2力矩故障”，造成工作制动器停车，触摸屏显示“主电机2力矩故障”，电机力矩在10%～20%范围，复位后可以运行。设备有两套主电机变频器，可交替切换工作，互为备用。为了当天的按时运营，值班人员切回变频器1，对外正常运营。

下午对外停运后，查找故障原因，检测排查所有的外围电气元器件后，未发现异常，联系厂家软件调试工程师，通过网络远程诊断PLC运行程序，最终发现了故障原因，通过远程修复了变频器2空绳和运行状态切换后程序，恢复正常。及时消除了一个软故障，未影响到第二天设备安全运行。

（3）目前张紧系统设定偏差超过8%时，会出现故障停车。由于线路负载变化或偏载情况的存在，尤其是节假日期间所有车厢全部上线时，系统容易触发缸1/2压力偏差故障停车。每日控制值班人员加强压力偏差的巡查频次，一旦存在较大的偏差（大于6bar左右）时，采用手动干预的形式，避免设备出现偏差故障停车。

（4）排除抱索器出站外形检测故障，故障原因为钢丝绳第4个接头尺寸不规则，车厢出站时触碰外形检测开关，半年来出现+10%故障停车5次，-10%故障停车1次。测量该绳头尺寸，发现绳径不规则处最大值60.2mm。制作专用绳卡对第四个绳头进行整形，效果不明显。后使用专用量规对上下站±10%检测开关高度调整，+10%检测开关相对标准高度偏差-2mm，-10%检测开关相对标准高度偏差+2mm，在手册规定偏差范围内尽可能调大+10%检测开关空间，降低了停车概率。待下次截绳重新编结时，关注此处绳径，彻底解决此问题。

5 革新改进，不断提升本质安全水平

为提高设备的安全性和可靠性，提高应急处置效率，桃花源索道从技术和操作工艺上进行了多项革新改进。

（1）设计加装了光纤以太网备用通讯系统，设备虽然配置一套上下站以太网通讯系统，通过上下站双绞线、交换机、扩展器通讯，不过一旦出现两站通讯故障，由于通信端点多、安全信号多、监测点多，查找故障点用时较长，增加一套通讯系统作为备份，提高应急处置效率确有必要。我们利用两站敷设的光纤，购置了一对工业用光纤交换机，增设了一套备用通讯系统，光纤传输防雷性能良好，平时两套系统互相切换使用，互为备份，提高了通讯设备安全水平。

（2）加装辅助设施，方便检查维护设备。结合现场需要，我们在车库平台增加了抱索器检修吊装工装，方便检修抱索器时起吊移位，节省体力。增加了站台后立柱保洁平台，方便站台服务人员保洁车厢。设计加装了上站车库检修平台，方便在上站进行车厢检修。加装了站前立式吊车，方便吊装搬运大件较重物品。为加强对线路设备运行状况的监测，我们加装了支架轮组绳位监控系统，随时掌握钢丝绳在线路轮组上的运行状态，控制室值班人员可通过电脑终端实时查看线路设备运行情况，有助于设备维护人员在出现钢丝绳脱索故障时快速判断并采取正确处置措施。