岸橋吊具垂纜電氣故障解決方案的探討

程嘯嵐

摘要：本文對岸橋吊具垂纜電氣故障解決方案進行探析，分析故障現象、對故障處理過程進行分析。擬定故障具體解決方案，根據垂纜故障隱患提出全面設計構想，促使岸橋作業穩定進行。

關鍵詞：岸橋;吊具垂纜;電氣故障;解決方案

目前部分區域集裝箱碼頭岸橋在作業中其吊具垂纜電氣性能受到多項要素影響會逐漸衰弱，從而誘發部分故障。所以當前要整合故障發生原因，擬定針對性解決措施與控制方案，從根本上消除故障隱患。再結合技術發展趨勢，擬定無垂纜吊具發展聯想。

一、故障現象

在某次岸橋作業階段，應用吊具全面完成一次集裝箱吊裝操作之后，將吊具從空鉤狀態中起升到30m范圍內，吊具信號不穩定。從岸橋故障報告屏幕中顯示當前發生了吊具連鎖檢測故障。此時吊具在應用過程中動作不穩定，起升沒有達到全速狀態，將吊具開鎖之后燈具不能正常亮起，但是油泵處于穩定工作狀態。此岸橋吊具選取的雙箱吊具，采取傳感器與執行器雙線通信應用方式。在岸橋司機控制室吊具柜子中要裝配可編程控制器，型號選為西門子S700。其中岸橋和吊具在連接中主要是選取吊具垂纜連接通信。此吊具垂纜在組成中主要是選用6根380V交流電油泵以及電源電纜。在雙線通信電纜中，在吊具電纜外部要裝配54和55纜芯，在中心位置裝配380V電源電纜[1]。

二、故障處理過程

當故障發生之后，相關維修技術人員及時將吊具放置到地面，對吊具展開深入故障排查。得出執行器與傳感器接口雙線通信位置中一共有12個Slave模塊不能正常通信運行，有部分模塊已經運行燒毀。吊具柜和吊具中部分信號放大器與避雷器運行燒毀，其中交流電源適配器、PLC以及執行器/傳感器接口雙線通信電源適配器運行穩定，多個組成元件沒有損毀現狀。此時技術人員初步判定是執行器/傳感器接口雙線通信網絡中電壓運行不穩定所導致，超出了電源電壓設定范圍，加上短期內電壓波動值較高，將會導致部分原件發生損毀。先將岸橋停機，對故障問題針對性排查。停機之后，技術人員對AS-i54與55電源電壓進行針對性排查。相關維修技術人員能得出，當吊具在地面中，執行器/傳感器接口雙線進線電壓沒有異常問題。其中進線電壓供應來源主要是吊具電源，由于避雷器在運行中發生燒毀，所以不能對電壓數值進行針對性檢測。目前為了對故障進行深入排查，在保障安全前提中，將吊具穩定提升，檢測垂纜纜芯電壓。從操作中能得出，將吊具緩慢抬起到20m高度之后，電壓開始產生交流雜波，在具體起升階段其峰值能有效達到140V。從此操作中能得出，在AS-i通信網絡運行過程中會產生高頻交流電，是導致通信元件運行燒毀的重要原因。明確故障發生原因之后，技術人員要將垂纜電纜進行更換，從 54與55芯電纜轉換成52與53芯電纜。之后再對其電壓進行全程測量，能得出運行電壓值始終能處于穩定范圍。再對備用芯電纜絕緣阻值合理測量，能得出在完整起升過程中沒有任何問題。之后對吊具進行更換，試動作穩定。針對運行損壞的吊具，技術人員要及時對各個損壞元器件進行更換。對吊具電箱AS-i進線絕緣電阻進行測量，應用模擬器進行動作測試，等到吊具檢測恢復正常運行之后，故障才徹底消除[2]。

三、故障解決方案

綜合上述，針對此次故障分析之后能得出，導致此故障發生重要原因就是由于吊具垂纜AS-i電源中含有高壓交流電雜波。致使此現狀的重要原因就是由于垂纜老化問題較為嚴重，運行過程中電氣性能衰退性較為明顯，其中纜芯防屏蔽以及絕緣性能降低明顯。在岸橋設備長期應用過程中，吊具電纜以及各類元件性能較為衰弱，將會導致故障發生概率增加。所以當前相關技術管理人員要結合故障原因針對性選取故障預防控制措施，降低故障發生率。

（一）及時更換吊具垂纜

相關技術管理部門定期對吊具垂纜進行更換具有重要作用，能有效降低岸橋吊具垂纜運行中產生電氣故障。但是此項操作消耗的成本費用較高，在日常操作保養中消耗工時較長。

（二）更換通信網絡中各類保護元件型號

目前岸橋吊具通信網絡系統中裝配了避雷針，主要是對浪涌電壓進行保護。但是其針對高壓交流電感應防控方面滯后性明顯，主要是由于感應電壓不足，這樣將難以實現避雷器快速熔斷，但是能導致通信網絡運行崩潰。所以當前要定期對避雷器型號進行更換，選用運行靈活性較強的避雷設備。此項方案在具體運行操作中便捷性較高，但是保護元件在更換過程中會產生較大的額外成本，在具體選型過程中對管理部門具有較高要求[3]。

（三）規范化檢測垂纜纜芯絕緣性能

在設備日常保養維護階段，要定期對垂纜纜芯防屏蔽功能以及絕緣性展開規范化檢測。對設備以及垂纜基本運行周期進行分析，要間隔每半年以及一年時間對AS-i通信電纜絕緣組織進行測量。當發現纜芯自身絕緣阻值不穩定，或是絕緣阻值減小明顯，要及時對備用纜芯進行更換。此時要注重在各類起升高度中，對通信電纜絕緣值展開針對性測量，保障測量精確性得到有效控制。目前港口碼頭管理人員要注重對設備運行進行調控，還要在保障發展成本與效益基礎上，擬定綜合性維護保養措施。在港口碼頭運行初期階段，岸橋設備以及吊具垂纜運行現狀穩定，要及時跟蹤垂纜絕緣阻值測量和針對性檢測。在港口碼頭運行中期階段，要注重對避雷器合理升級應用，這樣能對通信網絡運行起到良好保護作用。在多樣化運行環境中吊具垂纜運行周期有限，所以要注重對垂纜定期進行更換。

四、全面消除吊具垂纜故障隱患的設想

在吊具垂纜AS-i通信電纜運行中，多個方面都會產生較大干擾源。比如吊具油泵電源以及吊具電源系統交流電，目前在垂纜運行中，對其產生的高壓交流信號進行全面排除是有效調控AS-i網絡干擾問題的有效方法。近些年在各項技術應用推動中，無線通信技術、光伏發電技術、新能源技術全面發展，對垂纜技術發展變革具有良好推動作用。當前要針對吊具垂纜故障隱患問題提出針對性猜想。

（一）吊具油泵電機換為直流電機

在吊具運行階段中，油泵電機是重要的用電單元，其基本應用電源就是高壓交流電。其余多個用電單元是應用380V高壓電源，將其轉為24V直流電源。所以當前設備運行過程中高壓交流電源主要是供于油泵電機應用。在運行中將油泵電機轉變為直流電機，相對應的也要將供電電源轉為直流電源。其中，直流電源感應電勢性能要明顯低于交流電源，這樣能促使動力動力電源在穩定運行過程中對通信電纜具有較小的干擾性。但是，當前此項方案在針對性實施過程中要對多項問題進行分析。直流電如果傳輸距離較長則其電能耗損較為明顯，表現為電壓下降。直流電機基本負載適應能力比不過交流電機，所以當前要注重做好直流電機選型操作。和相同功率的交流電機運行對比，直流電機運行中電流穩定提升，但是要對其用電運行安全性進行分析，這樣將會導致運行成本增加[4]。

（二）吊具動力電源與垂纜分離，獨立供電

近些年我國新能源技術整體發展速度較快，在吊具穩定運行階段可以創設獨立供電方式，最大程度補充基本用電需求。其中吊具垂纜中沒有動力電源，要注重從理論角度對AS-i通信網絡運行中產生的各項干擾要素進行控制。在吊具運行中將上架四個滑輪滑動中產生的動能全面轉變為電能，這樣滑輪能隨著吊具位置變動產生轉變，所以將滑輪轉動中產生的動能轉變為電能可以有效驅動吊具穩定運行。當前要注重選取蓄電池對電能進行存儲，但是針對交流電存儲難度較高。其次是選取光伏發電對吊具供電問題進行合理優化，此項技術能有效滿足我國社會可持續發展要求，在綠色港口發展中此項技術具有低碳、綠色、環保性能。此外，還能將自然風能轉變為電能。由于岸橋吊具在運行中有較長時間是懸浮在半空中，隨著小車一同移動。此時吊具運行中承受的空氣阻力值較大，比如司機在追鉤操作中，吊具承受的自然風阻較高。所以當前要合理選取風力發電，將自然風能有效轉變為電能。以上各類吊具獨立供電方式在應用中并不互相矛盾，能實現能源相互轉化應用。各類方案在實施過程中，均要實現降低垂纜高壓電強度任務，全面控制消除電氣系統運行中對AS-i通信網絡產生的較大干擾。

（三）無線通信網絡與無垂纜吊具系統應用

在岸橋吊具垂纜運行中要想最大程度降低垂纜電氣系統對AS-i通信產生較大干擾問題，要注重將垂纜和AS-i相互分離。就是將AS-i基本通信傳輸模式從原有的線纜傳輸轉換成無線傳輸，主要是對各類干擾性進行控制。其中在吊具AS-i通信中是提高PLC與Slave模塊通信效率。其中西門子PLC能有效實現無線通信目標，當前在技術應用層面上要將西門子PLC轉變為組態構成模式，在PLC組態中要增設多個無線通信模塊。全面實現無線通信的重點就是提高傳遞信號隱私性與穩定性，在碼頭前沿設有較多岸橋，在信號接收以及發射中產生混亂，將會產生較大負面問題。在岸橋運行中當信號發生中斷，對港口碼頭生產安全性具有較大負面威脅。其次在碼頭中設定有較多無線通信網絡，其中主要有可視化監控系統、生產作業操作系統、起重機遠程監控系統等。在無線網絡技術應用發展中，要從實踐應用中強化無線路由器應用，實現PLC和AS-i通信網絡數據穩定傳輸與高效化互聯[5]。

結語：

近年來各個地區碼頭生產作業量日益增多，岸橋設備運行時間不斷延長，設備運行中各項問題突出，也會誘發較多故障，比如吊具垂纜故障問題。當前相關管理部門要從實踐中合理應用各項技術，完善各項設備運行管理，推動港口行業全面發展。

參考文獻：

[1]張巖.岸橋吊具垂纜電氣故障解決方案[J].集裝箱化，2017，28（11）：28-30.

[2]梅建奎，劉杰強.岸橋變頻式吊具垂纜系統應用[J].集裝箱化，2014，25（9）：5-6.

[3]邱謀杰，王波，丁寧.雙起升岸橋吊具錨定故障及其應對措施[J].集裝箱化，2019，30（7）：23-25.

[4]潘衛華，吳偉明.岸橋吊具電纜卷盤系統改造[J].港口科技，2018（10）：26-28.

[5]張衛，王培山，王延春， 等.集裝箱岸橋吊具掛艙的原因分析及應對措施[J].港口裝卸，2016（2）：43-45.