裝船機供電方式的改造

符必明

（海南八所港務有限責任公司，海南東方 572600）

0 引言

海南八所港務有限責任公司現有2 臺裝船機，主要用于鐵礦石及河沙、碎石等貨物的裝船作業，作業移動范圍距離為400 m。原裝船機的供電方式為滑觸線供電，滑觸線供電方式為先把3條工字鋼通過絕緣瓷瓶安裝在高架橫梁上，即采用3 條工字鋼作為A、B、C 三相電源給裝船機直接供電，裝船機的進線電纜與滑觸線上端面滑動的滑觸板相連接，裝船機在大車行走時，滑塊直接在磨電道上接觸滑行取電。

該供電方式由于供電軌道處于裸露狀態，易受外界環境影響。如礦石卡入供電軌道連接間隙、軌道不平整、滑觸板接觸不良、遇水漏電等，存在較大安全隱患。為消除安全隱患、提高供電穩定性，確保裝船機安全可靠運行，改造為磁滯式電纜卷筒供電。

1 裝船機供電改造

將裝船機的供電方式改造涉及3 個關鍵技術點：①高架橋上安裝400 m 長電纜槽架；②預制底座平臺，安裝電纜卷筒；③電纜卷筒內部PLC 編程，實現安全行走保護功能。

2 供電方式改造方案

2.1 基本條件

2.1.1 裝船機主要技術參數（表1）

表1 裝船機主要技術參數

2.1.2 使用環境

（1）使用環境屬于強腐蝕性的C5-I 級別沿海環境類型。

（2）相對濕度95%（25 ℃）。

（3）地震烈度小于8 度。

（4）歷年平均氣溫+25.1 ℃。

（5）極端最高氣溫38.8 ℃。

（6）歷年最低氣溫+5.0 ℃，極端最低氣溫1.4 ℃。

（7）年平均雷暴：92.4 d。

2.2 磁滯式電纜卷筒選型

（1）選型依據：裝船機行走方式，選電纜的型號規格及長度，裝船機與皮帶高架之間的距離，小俯仰工作狀況下的距離要求等。選用磁滯式電纜卷筒，卷筒直徑為3 m。

（2）用途：裝船機卷筒供電電纜收、放纜。

（3）箱體材料：選用2.0 mm 厚304 不銹鋼。

（4）電機數量：單電機。

（5）導纜架：普通導纜架（帶檢測限位）。

2.3 電纜選型

裝船機裝機容量約220 kW，移動距離400 m，考慮后期對該裝船機進行自動化無人操作，選用動力光纖二合一復合耐卷繞抗拉電纜，電纜技術參數：①電纜結構：（3×95 mm2）+（1×50 mm2）+8FO（8 芯光纖）；②額定電壓：0.6/1 kV；③可承受拉力（靜態/動態）：5700/8550 N；④額定溫度：35～100 ℃。

2.4 電纜橋架選型

（1）用途：裝船機供電電纜支撐。

（2）材料：選用防腐性能較好的熱鍍鋅電纜橋架。

（3）類型：選用防腐性能較好的鍍鋅無蓋梯式電纜橋架。

（4）規格：400 mm×150 mm×2.0 mm。

2.5 接電箱

（1）材料：304 不銹鋼，數量2 個，規格：300 mm×250 mm×500 mm。

（2）每個箱裝配NSX630N 開關。

2.6 安裝設計方案

2.6.1 磁滯式電纜卷筒安裝設計（圖1）

圖1 裝船機供電改造安裝示意（圓圈內所示）

高架立柱與裝船機門架立柱之間的距離為2150 mm，裝船機1 平臺與小俯仰距離約4500 m，卷筒直徑為3000 mm。綜合考慮結構受力、施工方便、及電纜橋架安裝在高架橫梁上的距離等因素影響，設計電纜卷筒安裝在裝船機1 平臺靠南側立柱附近，安裝底座平臺采用箱式結構焊接形成，電纜導纜架安裝于門機立柱上。安裝效果如圖2 所示。

圖2 磁滯式電纜卷筒安裝位置

2.6.2 電纜橋架安裝設計

受使用環境因素的影響，選用鍍鋅螺栓進行安裝緊固。電纜橋架支架設計安裝于高架橫梁上。安裝效果如圖3 所示。

2.6.3 接電箱及電纜錨定安裝設計

在高架中間位置安裝接電箱，該位置距離配電所最近方便布設電纜、在裝船機移動范圍的中間位置可以選取最短電纜；電纜錨定采用鍍鋅夾碼進行錨定；在橋架電纜出口處安裝導輪，便于電纜左右轉向（圖3）。

圖3 電纜橋架、支架及接電箱安裝位置

2.7 線路連接

（1）磁滯式電纜卷筒電纜通過接電箱與配電所供電電纜連接，卷筒電源與裝船機大車控制回路連接，同時還與大車急停回路連接，關鍵時刻確保設備安全；電纜卷筒帶動滑環箱進行旋轉來達到岸電到礦機的不間斷供電（圖4）。

圖4 電纜卷筒接電線路

（2）磁滯式電纜卷筒通過裝船機的大車行走交流接觸器的吸合給電纜卷筒的單片機一個無源的開關信號，單片機得到信號單片機就給卷筒電機一個啟動信號，帶動卷筒電機的交流接觸器吸合啟動，啟動電纜卷筒。

3 改造效果及意義

（1）經濟方面。改造后的磁滯式電纜卷筒供電方式，供電穩定性好，可靠性高，運行至今未發生故障，提高裝卸效率，縮短船舶在港時間，提高客戶滿意度，提高了碼頭利用率；減少維護成本，每年為公司節約十幾萬元。

（2）安全方面。原滑觸線供電方式的鋼結構受海水鹽分侵蝕已銹蝕嚴重，加上雨水天氣，裸露的滑觸線容易發生漏電觸電事故，存在較大安全隱患問題。采用磁滯式電纜卷筒供電方式，作業安全得到保障。

（3）改造意義。本次改造于2021 年9 月完成投入使用，效果極佳，解決了觸電等安全隱患問題，提高了碼頭裝船效率，降低維護成本。裝船機磁滯式電纜卷筒成功改造，為八所港煤料倉行車等設備供電改造提供了借鑒經驗。