岸边集装箱起重机移动供电技术的改进

岸边集装箱起重机移动供电技术的改进

鹿浩

上海振华重工（集团）股份有限公司 201913

摘要：岸边集装箱起重机，其小型机械移动式电力供应系统多年来使用IGUS拖链系统，具有维护成本高、故障率低等优点。在技术不断发展的今天，IGUS的拖链系统逐渐显露出一些缺点，比如在海上的盐雾环境下，由于胶带的连接逐渐脆裂，老化，磨损，实际使用寿命大大低于其设计寿命，造成了很高的维修费用。针对常规拖链系统在高负载工况下存在的一些不足，文章介绍了一种新型的小车机构滑触线移动供电系统和改进方法

关键词：岸边集装箱；起重机；移动供电技术

随着世界各国的发展，我国港口运输行业得到了快速的发展，岸边集装箱起重机技术也在不断的完善。因此，港口对集装箱起重机的操作也提出了更高的要求，从而来保障其达到更好的工作效果，使停泊时间减少。在高速发展的大背景下，选择一种安全、稳定的车辆动力供应模式是目前我国岸边集装箱起重机生产厂家面临的首要问题。

一、传统小车移动供电形式

传统的小车动力驱动模式有两种：拖令系统和拖链系统。但是，这两种方法在使用岸边起重机时都存在一定的缺陷。首先，就拖令系统而言，在高速运转时，小车的辊子容易出现滚子脱落、卡住，若不进行及时的维修，很容易造成高空坠落。其次，当遇到强风天气时，会出现拉线、卷线等风险，出现较高的失效概率。如果出现严重的问题，就有可能出现拖令电缆缆绳断裂，造成整台装置的故障。

为了防止风力引起的危险，采用了塑料拖链系统，这样做可以防止风力带来的危险，但它本身也有缺陷，那就是塑料拖链系统有很多环节，如果有一根链条被破坏，那么就会导致部分系统瘫痪。严重的话，会导致车辆从空中掉下来，导致整个系统瘫痪，严重的会导致设备的停运和停产。而且，在北方，尤其是在雨雪和冰冻天气中，塑料拖链对周围的环境有很高的需求。而且日久易出现老化、开裂、磨损等现象，其正常使用年限可达5~8年，需经常检修、替换，维修费用高[1]。

二、滑触线供电及无线通信方式的优点

鉴于目前码头装卸设备工作负载较大，为了确保作业的安全性和效率，可以考虑采用小车移动供电方式，即结合滑动线路与无线通讯。滑触线供电和无线通讯是小车动力基本不需要维修的最佳解决办法。它的主要优势是：1.寿命较长，一次投资，与主机的寿命相同；2.能够适应各种天气条件，具有良好的抗风性和抗冰雪能力；3.无线通讯方式为无接触数据传送，可靠性高，易于维护；4.安全性好，不会从空中掉下来[2]。

三、滑触线移动供电系统设计

（一）滑触线移动供电总体设计

在滑触线移动供电总体设计中，需要纳入滑触线总成、支架、集电器、滑触线维修平台、辅助控制系统等，一般滑线、连接器、悬吊夹和紧固夹等部件组成滑触线。在滑触线主体部分，使用的是H形铝合金型材，并且将其内部压制为上拱形形状，底部应用的是V型不锈钢耐磨层，和集电器碳刷外部接触进行有效的配合，从而保障滑触线在滑动过程中能够连续摩擦供电。

（二）滑触线的纵向与横向布置

在横向配置上滑触线与漏波电缆均设置在岸桥左边，以陆上一侧为基础，各滑动接触的间隔为90-95毫米，而漏波电缆之间的间隔为100毫米。在纵轴布局上，为了充分利用岸桥前大梁的倾角，可以在前大梁的前部采用绞线将后主梁与主梁进行联结，从而使主梁与主梁保持一定的联系。在绞点部分，还可以应用滑动接触绞点对接器进行引导和定位，从而使炭刷在穿过绞点时不会产生凹痕得到有效的保障。同时，集电器与漏波电缆的接收器要安装在岸桥小车的集电器支架上，它意义是通过对张力弹簧和集电器碳刷进行利用，在一定的压力下与滑动触点相接触，从而实现导通工作。此外，为保证电源的稳定，每个电源点均设有插头，并与内部螺钉固定，以保证电源的连续供给。在滑动线的结构上，选用50毫米乘50毫米乘5毫米的角钢，其支撑点位以固定卡具与悬挂卡具结合。岸桥前、后多处均设有支撑，各支撑点间隔2米左右，各支撑点均匀分布[3]。

四、无线通信方案设计

基于小车机构拖链系统研究除了岸桥滑触线移动供电技术，这种技术主要是对信号进行控制，由于其只有一条紧闭信号线和动力线是通过旧牵引链路进行控制，其他都由滑触线无线通信设备来完成，与主设备进行高效的通讯是其主要作用，在岸桥移动供电技术中，一般对工业无线通信技术进行应用。

（一）无线通信回路设计

在漏波电缆中，主要评估指标为：抗干扰能力强、衰减小、有方向传输能力，目前无线通信回路技术在我国高铁、城市轨道交通中得到了广泛应用，使其漏波电缆的信号泄漏口分布均匀得到有效的保障，同时还能够确定信号的发送方位，并能改善其传输的频率。此外，该系统还配备了一组有方向的接收器，以保证在安装期间，线缆的泄露口方向面向地面，而方向的天线的接触面必须面向天，以保证各装置在不发生干扰的情况下，能够对各装置中的信号进行安全接收，同时保障漏波线与天线之间的间隔为，还要使定向天线与集电器安装在同一侧，实现与集电装置的同步滑动。由于漏波电缆的传输距离超过5m时，会产生较大的衰减，故应密切留意除岸桥上的其他装置之外的其他装置的干扰情况，并通过实际应用证明，对其他装置进行改进并不会对其他装置造成任何影响

[4]。

（二）无线通信模块安全问题

在岸桥小汽车机构滑触线移动供电系统中，根据其安全性和可靠性的问题，在无线通讯环路的设计中单独地加以考虑。以下将从功率电源、紧急状态信号以及无线电通讯系统3个角度进行详细的剖析。首先说到动力，在岸桥后的大梁接线箱司机室，采用三相供电方式，并在原有的接线盒附近增设一个新的接线盒，这是一种电力公用供电的滑接线。所以，在滑触线系统中还装有拖令电缆及滑触线动力电源开关。其次是紧急停止，改装过程中，滑触线在后大梁的接线盒装上之后，就会进行一次更换，通过切换器连接到滑触线上，然后在滑触线上安装两条单独的紧停线。与此同时，将紧停器信号模组导入到滑触线收集装置一侧的位置，并将其与紧闭式信号终端连接起来。第四部分是无线通讯，经过改装之后，将传统的光纤通讯方式转变为目前的无线通讯方式。该软件可以在岸桥装置的操作期间，实现了与无线通讯的直接转换。为了保证滑触线和拖链电缆可以在任何时候都可以进行切换，方便以后对滑触线进行定期维修[5]。

五、岸边集装箱起重机移动供电系统应用

（一）移动供电系统运行原理

岸边集装箱起重机滑触线移动供电技术的主体组件如下，分别将滑触线和漏波电缆装在起重机大梁下方的滑触线托架上。因铰点断裂的滑动接触导线，采用可挠曲可伸缩的缆索将其与主梁铰的两端分别设置接线盒，并将集电器和定向天线接收器分别固定在起重机移动小车的集电器牵引支架上。由于起重机的前横杆必须进行俯仰升降，在转轴部位的滑动导线使用折点式接头进行引导，集电器的炭刷装在集流拖曳托架上，并利用集流的张紧弹性，在一定的压力下，让集电器碳刷与滑触线相接触而传导。

（二）移动供电系统电气运行原理

岸边集装箱起重机滑触线移动电力供应系统是通过配电间将电力与控制信号传输到铰接接线箱，并以电缆为媒介将电路输送给滑触线，使小车上的接线箱能够与集电器上的电器碳刷与滑触线相链接，同时经过缆线将电力与控制信号输送到小车。电力线路一般分为以及三相四路，同时，还能够对滑触线系统进行合理利用，例如：紧停电源、紧停信号等等，小车驾驶舱和电力机房通信中，主要是以漏波电缆与无线通讯的方式进行通信。

（三）无线通信回路构成

采用以太网络通讯模块分别设置电力用户PLC及小型车辆驾驶员从站点，主站PLC与从站点PLC实现以太网络通讯；在主控制室中设置了一个光电转换交换机，将位于关节部位的滑触线控制箱用光导纤维传送；在铰点滑触线控制箱中设置一台相应的光电转换交换机，把光缆的数据转换为Ethernet的数据，通过西门子IWLAN的无线通讯模组，然后通过电源分配，连接到前、后两根大梁上的漏波通信电缆；该设备的传输线路为2.4GHz漏波，而漏波线路的输入端则是根据的AP来完成，从而使接入点和客户端能够进行无线的实时通信；将西门子IWLAN无线通讯模块的客户端装备与小车顶部的滑动控制盒中，并将客户的接收器与漏波电缆连接起来，实现高可靠性的数据传送；同时，利用以太网将其与驾驶室PLC终端的以太网接口，形成一个无线通信环路。[6]

结论：

随着科技水平的不断提高，目前我国岸桥小车滑触线移动供电技术得到了广泛的应用，同时还能保障岸边集装箱起重机工作的安全，滑触线移动供电技术改变了传统供电技术操作不便、难以进行日常维护等问题，在应用过程中，取得了较为良好的效果。

参考文献：

[1]王冀苏.岸边集装箱起重机移动供电技术的改进[J].科技风,2017(12):170-171.

[2]谈添.岸边集装箱起重机小车循环带式供电系统故障分析及解决方案[J].中国设备工程,2017(08):45-46.

[3]严梁陈.岸边集装箱起重机小车机构滑触线供电系统的研究[J].中国设备工程,2017(04):126-127.

[4]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,2013(12):118-121.

[5]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,2011(11):62-64.

[6]武继东,刘艳,王晓元,马成.岸边集装箱起重机小车循环带式供电系统事故分析及解决方案[J].起重运输机械,2011(11):77-79.