崔金龙，李红

无锡市永大滑导电器有限公司，江苏 无锡

摘要：针对大型动力装置制造车间桥（门）式起重机因活动大门与滑触线干涉导致供电中断的问题，提出断口电气跨接、机械导入过渡与双侧冗余集电相结合的不间断移动供电改造方案。主供电DHHT-500/1600A滑触线南北两侧敷设电缆桥架并安装跨接电缆，实现断口两端电气连通；在断口两端安装滑触导入喇叭口，引导集电器平稳脱离与再导入；为2台350t、1台250t、1台150t桥（门）式起重机配置左、右双侧集电器装置，保证跨越断口期间任一侧集电器持续取电。改造不改变南北大门结构、不取消滑触线局部断开布置，可实现起重机室内外全行程不间断移动供电，消除人工带电摘接电源的安全隐患。文章阐述了系统构成与工作原理，给出了关键技术设计、设备选型与验证方法，可为同类工程改造提供参考。

关键词：起重机；滑触线；不间断供电；断口跨接；集电器；导入喇叭口

一、 引言

桥（门）式起重机是大型动力装置制造车间内零部件吊运的核心装备，其大车供电方式直接关系到生产作业的连续性与设备安全。

安全滑触线因结构简单、载流能力大、接触可靠且维护方便，成为沿固定轨道运行的起重机械移动供电的主流方式，广泛用于行吊、门式起重机等各类移动受电设备[4]。

单极安全滑触线的型式和基本参数、要求与试验方法等由机械行业标准《滑接输电装置》系列规定[2-3]，起重机的设计与供电安全应符合起重机设计规范的要求[1]。

工程实践中，滑触线供电系统的改造与故障治理是持续关注的课题：抓斗起重机采用安全滑触线替代拖缆供电后，运行稳定性与安全性明显改善，维护成本降低[5]；滑触线安装精度不足与温度变化会引起导轨窜动、连接板断裂等故障，需结合现场测量系统治理[6]；双导电器结构相比单导电器具有更高的供电可靠性，但需配套相应的监测与保护措施[4]。

当厂房大门、工艺设施与滑触线布置发生冲突时，工程上往往不得不对滑触线局部断开以让位，由此形成供电断口，直接影响移动设备全行程连续供电。

本文针对中船发动机有限公司二车间桥（门）式起重机穿越南北活动大门时因滑触线断口导致的供电中断问题，提出断口电气跨接、机械导入过渡与双侧冗余集电相结合的系统改造方案，并给出工作原理、关键设计、设备选型与验证方法。

二、 工程概况与问题分析

2.1 车间及起重机概况

中船发动机有限公司二车间承担大型动力装置零部件的制造与吊运任务，配置2台350t、1台250t、1台150t桥（门）式起重机，大车供电采用DHHT-500/1600A单极安全滑触线。

车间南北两端设有活动升降大门，起重机需频繁穿越南北大门实现室内外联动作业。

因活动门下降时与滑触线干涉，南北大门位置的滑触线被局部断开，导致起重机运行至室外区段时滑触线无法供电。

车间主要起重机配置见表1。

表1 车间主要起重机配置

2.2 供电中断问题及成因

滑触线断口给生产运行带来三方面问题。

1、作业连续性受损：起重机运行至南北大门断口区段即失去电源，无法继续向室外区段移动，作业范围被限制在室内，室外吊运任务无法执行。

2、电气设备损伤风险增加：集电器在断口处被迫脱线、再切入的过程中产生拉弧、放电，形成过电压与谐波冲击，易损伤起重机主回路电气元件、控制回路及传输系统（漏波电缆或无线通信），降低设备可靠性，严重时引发通信中断与误动作。

3、滑触线损伤与安全运维隐患突出：集电器碳刷在断口边缘反复冲击，易造成碳刷崩角、导轨端头产生毛刺与变形，加剧接触不良与打火；人工带电摘接电源存在触电与弧光伤害风险，临近起重机械及高处作业还存在物体打击与坠落风险；故障停机与维护频次上升，滑触线、集电器及电气元件更换成本增加，运维负担加重。

2.3 改造目标与约束

改造目标为：实现起重机在室内外区段间全行程不间断移动供电，无需人工介入；消除活动门与滑触线的机械干涉，保证南北大门正常开闭；减少电弧损伤与故障停机，降低运维成本，提升生产作业连续性与本质安全水平。

改造约束为：不改变南北大门结构，不取消滑触线局部断开布置。

三、系统总体方案

3.1 系统构成

改造后系统由四部分组成，系统构成见（图1）。

主供电滑触线采用DHHT-500/1600A单极安全滑触线；断口跨接装置由南北两侧电缆桥架及桥架内跨接电缆组成；滑触导入喇叭口作为断口两端导入与导出过渡装置；起重机双侧集电器装置实现左、右双侧冗余取电。

图1

1、喇叭口装置；2、滑触线；3、集电器装置；4、双集电器连接支架；5、喇叭口支架；6、固定夹；7、电缆固定连接夹；8、电缆

3.2 工作原理

南北大门断口两端的滑触线分别独立供电，通过电缆桥架内的跨接电缆在电气上连通，使断口区段在电气上等效为不间断供电。

集电器运行至断口时，由导入喇叭口引导平稳脱离导轨，依靠同相另一侧（沿大车运行方向前后布置）集电器继续取电，跨越断口后经另一端喇叭口平滑再导入导轨，从而在机械上实现非接触断开、电气上实现不间断供电（工作原理见图2～图4）。

图2

图3

图4

3.3 技术路线

以电气跨接保证供电连续性、机械导入保证运行平稳性、双侧冗余保证取电可靠性为主线，机械方面与电气方面方案同步实施、互为支撑，最终实现起重机室内外全行程不间断供电。

四、 关键技术与实施设计

4.1 滑触导入喇叭口设计

在南北大门断口两端分别安装滑触导入喇叭口（导入器），作为集电器脱离与再导入的过渡装置，防止碳刷在断口边缘刮碰损坏，结构见（图5）。

图5

喇叭口本体采用高强度金属材质、外覆绝缘护套，增强强度与绝缘性能，适应车间环境。

断口两端滑触线分别独立供电且相位一致，避免跨接环流；喇叭口中心线与滑触线主体保持同轴，同轴度不大于1mm，安装垂直度、平行度允差不大于±3mm。

断口长度按集电器脱线行程与安全裕量确定，过渡区导轨端头加固并倒角打磨，消除毛刺，保证碳刷平滑过渡。

考虑温差影响，喇叭口处安装固定夹，使滑触线热胀冷缩时向喇叭口相反方向延伸，避免喇叭口与门板干涉，安装方式见（图6）。

图6

4.2 断口电气跨接设计

沿主供电滑触线南北两侧敷设电缆桥架，桥架内敷设跨接电缆，实现断口两端电气连通，敷设方式见（图7）。

图7

电缆桥架固定于滑触线支架或厂房结构，走向平直、固定牢靠，与活动门及起重机运行空间保持足够安全距离。

跨接电缆两端分别与断口两侧滑触线供电器（接线端子）可靠连接，并进行等电位连接，连接部位做绝缘与防护处理。

断口两端分别供电且相位一致，通过跨接电缆实现电气连通，保证断口区段电压稳定，避免环流与局部过热。

跨接电缆截面积按DHHT-500/1600A滑触线载流量及短路热稳定校验选型，保证断口区段电压稳定、温升合格。

4.3 双侧集电器装置设计

对2台350t、1台250t、1台150t起重机各安装左、右双侧集电器装置，同相集电器沿大车运行方向前后布置，满足双集电器连续供电要求。

任一侧集电器跨越断口时，另一侧集电器保持与滑触线接触取电，实现全过程不间断供电。

集电器采用浮动摆臂结构，具备水平方向约±40mm、竖直方向约±30mm的位移补偿能力，补偿大车走位偏差，保证碳刷在导轨槽内可靠滑行。

双侧集电器出线按载流量校验后并联接入起重机主回路，出线电缆截面满足额定电流与短时冲击电流要求。

4.4 电气保护与联锁控制

完善过流、短路保护整定及接地保护，防止断口段故障扩大。

增设断口跨越低速运行联锁，起重机大车在断口区段自动降速，防止高速冲击损坏碳刷与导轨。

与起重机主回路联锁，设置断口区段供电状态指示，便于司机判断与操作。

对喇叭口、跨接电缆连接部位及断口端头进行绝缘处理，并做好防潮、防尘、防腐蚀措施，满足车间环境温度、湿度及污染等级要求，提升系统运行可靠性。

5 主要设备选型与技术参数

5.1 主供电滑触线

主供电滑触线采用DHHT-500/1600A单极安全滑触线（铜导体），主要技术参数见表2，其型式和基本参数符合《滑接输电装置》系列标准要求[2-3]。

表2 DHHT-500/1600A滑触线主要技术参数

5.2 集电器装置

集电器装置按双集电器、双侧布置配置，主要技术参数见表3。

表3 集电器装置主要技术参数

5.3 跨接电缆与电缆桥架

跨接电缆按DHHT-500/1600A滑触线额定载流量及短路热稳定校验选型，采用铜芯电缆，截面与根数以现场实测断口长度、供电距离及短路电流计算确定。

电缆桥架采用钢制槽式（梯式）桥架，沿滑触线南北两侧敷设，规格按电缆数量与弯曲半径确定，桥架接地可靠。

5.4 滑触导入喇叭口

断口两端各安装滑触导入喇叭口（导入器）一套，南北两处共四套。

喇叭口具备引导集电器由外部进入滑触线及由滑触线平滑脱离的功能，两端分别供电、相位一致，并与导向板配合使用。

六、验证方案与预期效果

6.1 验证内容与方法

不间断供电验证：起重机在空载、额定载荷工况下，以正常速度及断口区段低速两种速度往返穿越南北大门，全程观察供电是否连续、是否出现断电与打火。

电气参数验证：测量断口区段运行电压、电流及温升，检查集电器接触压降与碳刷磨损情况。

机械干涉验证：确认活动门开闭全过程与滑触线、喇叭口无干涉，集电器脱线与再导入平稳无卡滞。

连续运行验证：按生产节奏连续运行一定周期，统计停机次数与故障情况。

6.2 判定标准与预期效果

·起重机室内外全行程实现不间断移动供电，无需人工接电，作业范围恢复至室外区段。

·南北大门正常开闭，与滑触线及附属装置无干涉。

·断口区段无拉弧、无异常温升，碳刷磨损正常，电气及波导传输系统运行稳定。

·故障停机次数显著下降，维护工作量与运维成本降低，生产作业连续性明显提升。

七、运行维护要点

·定期检查集电器碳刷磨损量、接触压力及浮动摆臂灵活性，磨损到限及时更换。

·定期检查喇叭口状态与同轴度，及时清理断口区段积灰、异物。

·定期检查跨接电缆连接紧固情况与绝缘状态，测温确认无异常发热。

·结合换季与设备大修，检查滑触线伸缩段、导轨直线度及断口端头磨损，必要时修磨处理。

·起重机跨越断口时按联锁要求低速运行，避免高速冲击。

八、结论

针对活动门干涉导致的滑触线断口供电中断问题，本文在不改变南北大门结构、不取消滑触线局部断开的前提下，设计了断口电气跨接、机械导入过渡与双侧冗余集电相结合的系统改造方案。

方案通过跨接电缆实现断口两端等电位连通，通过导入喇叭口实现集电器平稳脱离与再导入，通过双侧冗余集电保证跨越断口期间任一侧持续取电，可满足起重机室内外全行程不间断移动供电要求。方案技术成熟、施工可行、安全可控，预计能够提升生产作业连续性，降低电气及波导传输系统损伤风险与运维成本。

参考文献：

[1] 中国国家标准化管理委员会. 起重机设计规范: GB/T 3811—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

[2] 中华人民共和国工业和信息化部. 滑接输电装置 第1部分：绝缘防护型滑接输电装置: JB/T 6391.1—2010[S]. 北京: 机械工业出版社, 2010.

[3] 中华人民共和国工业和信息化部. 滑接输电装置 第2部分：刚体滑接输电导轨装置: JB/T 6391.2—2010[S]. 北京: 机械工业出版社, 2010.

[4] 周劲松. 防卡跳保护在双导电器滑触线上的应用研究[J]. 电力安全技术, 2022, 24(9): 46-49.

[5] 张德康, 刘辉, 刘虎. 炼厂焦化装置抓斗滑触线改造[J]. 设备管理与维修, 2018(1): 80-81.

[6] 刘洋, 王荣强. 吊车滑触线窜动问题的逐步解决解析[J]. 金属世界, 2017(1): 77-80.