MGtl450型跨線提梁機供電系統優化

丁加學 王飛

（中國建筑土木建設有限公司 北京 100070）

MGtl450型提梁機是秦皇島天業通聯重工股份有限公司針對我國現階段客運專線鐵路雙線組合箱梁的施工特點及要求而設計制造的，可滿足我國客運專線鐵路雙線組合32m、24m和20m混凝土預制箱梁的搬運、裝卸及架設等功能。根據現場不同要求也可完成相配套的900t鐵路架橋機及運梁車的現場組裝、提吊就位等作業。MGtl450t/38m-28m輪軌式提梁機（以下簡稱提梁機）屬于超大型設備，工作載荷大、自重大、電氣控制系統較復雜，在設計中已經采取了多種安全措施，確保本機的安全性。

1 設備出廠電氣系統

1.1 概述

提梁機的一個重要組成單元就是電氣控制系統，提梁機能否可靠、安全、有效地工作在很高程度上取決于電氣控制系統，其中起升機構是本設備的重要控制對象。機構設有制動電阻和制動單元，同時在電機和減速機的高速端和低速端設置雙重制動器，就是為防止重載下降時出現溜鉤現象，高速端是通過電力液壓推桿制動，低速端采用鉗盤式液力制動器。正常制動時，低速端制動在高速制動端延遲一段時間后執行，可使制動趨于平穩。

1.2 系統組成

MGtl450型提梁機供電系統由工業控制器、變頻器等部分構成。具有以下特點：為用戶提供圖形及聲光報警，監視各關鍵部位的工作狀態；可編程控制器很大程度上簡化了控制系統，進而提高系統的可靠性；變頻控制使起升系統及各走行機構的性能得到提高，提升平穩、減速平滑，空中啟動無溜鉤現象。采用重載低速、空載高速設計，提高效率。

1.3 系統控制對象

起升機構由2臺安川CIMR-G7B4045變頻器控制2臺卷揚電機，采用一拖一控制方式，閉環控制。大車機構由2臺安川CIMR-F7A4037變頻器分別控制每側4臺行走電機，采用一拖四控制方式，開環控制。小車機構共用大車機構1臺變頻器控制4臺電機，采用一拖四控制方式，開環控制。

2 原始電氣系統存在問題

（1）由于MGtl450型提梁機執行機構較多且均由電氣系統控制，導致設備電控系統較復雜，故障發生頻率高，值得注意的是設備在重載時一旦發生故障，重物懸吊半空中，給設備自身及人身安全帶來較大的安全隱患，如不能及時排除故障會發生機械事故，威脅人身安全，經濟效益遭受到較大影響，企業形象嚴重受損。

（2）設備出廠時供電系統采用脫線電纜進行單獨供電，在作業過程中設備需要單線移動，電纜線的收放如不能與設備的單線移動保證同步，一旦搭接在設備行車軌道上電纜線會被設備自身破壞，整機電氣系統癱瘓，所有指令無法實現，給設備及人身安全帶來較大威脅，拖延施工進度。

（3）由于設備作業時人員配置相對較固定，無專門人員隊設備運轉過程中的電纜進行看護，供電纜線存在較大的破損隱患，增加施工難度，浪費勞動力，提高無效成本[1]。

（4）由于電纜線多數處于非靜止狀態，作業人員無法對其維護，嚴重影響電纜線的使用壽命，非人為因素導致的故障率增加，導致維修費用增加，影響企業成本。

3 供電系統優化改造現狀

設備供電系統存在故障及安全隱患時，會影響到設備的正常生產運行，供電系統存在的問題會給作業人員帶來一定的安全隱患，甚至威脅到他人生命安全[2]。因此，面對工程設備的供電系統進行優化。當前，MGtl450型提梁機供電系統的優化工作中存在一些問題：

（1）設備操作人員的素質和水平不同。電氣設備的運行主要靠電氣維修人員及施工人員的掌控，而這些人員存在不同的職業素質和技能水平，給設備電氣系統的安全運行帶來了隱患。另外，由于項目的具體操作設備人員和檢修技術人員在對待工作的專業素養、實際操作技能、認真態度等方面存在差異，也會直接影響到對設備電氣系統優化的進展情況。

（2）設備電氣系統的構件質量也存在良莠不齊。據調查各構件不是出自同一個廠家，有的生產廠家是國外，有的產于國內，同時使用時并沒有具體的國家管理規范和統一的質量標準，導致這些構件的產品質量也各不相同，在這種狀況下給設備的電氣系統的優化改造帶來了一定的難度，從而使改造工作受到了嚴重的影響。

（3）施工作業空間受限，在原有的場地規劃前提下供電線路的布置及方式均需合理籌劃，精確計算。

（4）由于項目所處環境空氣濕度較大，為保證改造后的供電系統同時兼具耐久性和多次利用價值，以降低改造成本，如何選材成為重中之重。

4 供電系統優化改造方法

由于MGtl450型提梁機為大型特種設備，供電系統較復雜，因此對于供電系統的優化工作是一項比較復雜且專業的工作，結合現場實際用電需求采用滑觸線供電方式。

主要通過從滑觸線、護套、導體和受電器入手進行改造，其中滑觸線的裝置主要參考了高鐵制梁場中龍門吊的供電裝置而來，自制受電器來完成龍門吊的供電。

受電器：是在導管內運行的一組電刷殼架，由安置在用電機構上的撥叉或牽引鏈條等帶動，使之與用電機構同步運行，將通過導軌，電刷的電能給到電動機等其他控制元件。受電器電刷的極數有3～15極與導管中導軌極數相應。

根據現場實際用電需求，結合市場情況對以下兩種材料進行對比，擇優選擇。

（1）HFP56系列滑觸線：單項橫截面積100mm2，額定載流量240A。優點是安裝簡單，結構簡單。缺點是倆機靠近時供電電流量過大易發熱，工作可靠性較差，以后配件采購維修難度大）。

（2）DHH-320A單極滑觸線：單極橫截面120mm2，額定截流量320A，采用分體獨立式供電，載流量大，安全可靠，維修方便，鋁材價格便宜。但是結構復雜，安裝方式繁鎖。

結合現場實際用電需求，單臺設備額定電流為250A，充分考慮材料的循環利用價值，建議選用DHH-320A單極滑觸線作為本次改造用材。

改造方式：將設備剛腿一側的供電系統進行拆除，在設備的柔腿側（另一側）采用2臺設備同時供電方式，東西方向各設置一個二級柜，形成聯動沿著MGtl450型提梁機的運行軌道平行敷設四條導線，主體采用角鐵支架進行固定，穩固可靠。在移動設備的安裝方面，可以從導體上取電的集電器著手。這樣，當設備移動時集電器隨設備同步運行，并隨時從導體上取得電源提供給設備，以使設備可繼續移動。

改造后可實現以下四方面的優化：

安全性：供電滑觸線外殼系由高絕緣性能的工程塑料制成。外殼防護等級可根據需要采用IP13或IP55等級，能防護雨雪、冰凍襲擊以及吊物觸及。產品經受多種環境條件考驗。絕緣性能很好，對檢修人員觸及輸電導管外部不會產生無任何傷害。

可靠性：輸電導軌導電性能極好，散熱快，并用阻抗值低，電流密度高，線路損失小，電刷由具有極高導電性能、高耐磨性能的金屬石墨材料制成。受電器移動靈活，定向性能好，有效控制了串弧現象。

經濟性：供電滑觸線裝置結構較簡單，采用電流密度高，電阻率低，電壓損耗低的鋁排作為導電主體。可節電5%左右，實現以塑代鋼和銅，設計新穎，無需其他絕緣結構和補償線，安裝于起重機控制室同側，節省安裝材料及經費，其綜合費用與鋼質祼滑線大致相同。改造后的供電系統無需額外人力輔助，節約人工成本。

方便：供電滑觸線裝置將多級母線集合于一根導管之中。其固定支架，連接夾、懸吊裝置，均以通用件供應，裝拆、調整、維修亦十分方便。

5 結束語

綜上所述，本文圍繞MGtl450型跨線提梁機供電系統優化展開了詳細的探討，取得了良好的改進效果，可為今后相關項目提供參考。