0 前言

傳統(tǒng)輪胎式集裝箱龍門吊（通稱“場(chǎng)橋”，簡(jiǎn)稱RTG）（如圖 1）通過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電，是碼頭上名副其實(shí)的“油老虎”。針對(duì)傳統(tǒng)港口龍門吊油耗大、粉塵噪音污染嚴(yán)重，且港口獨(dú)特氣候條件下設(shè)備耐久性要求高等特點(diǎn)，我們對(duì)龍門吊“油改電”低架安全滑觸線的安裝施工進(jìn)行研究，通過(guò)采用低架滑觸線供電方式替代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)供電，解決了能耗高、污染物排放高、設(shè)備耐久性差等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了港口碼頭的綠色運(yùn)營(yíng)。

該技術(shù)通過(guò)優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和滑觸線架設(shè)高度，使得改造施工也只在 RTG 下部進(jìn)行，降低投入成本。在滑觸線結(jié)構(gòu)上安裝限位糾偏和保護(hù)裝置以提高安全性能，并采用滑動(dòng)小車自動(dòng)取電技術(shù)遠(yuǎn)程控制雙電源切換裝置以實(shí)現(xiàn)市電與柴電快速安全轉(zhuǎn)換，可在司機(jī)室內(nèi)通過(guò)按鈕遠(yuǎn)程控制小車的伸出、縮回、取電、切斷功能，雙電源切換裝置可以快速將市電與柴電安全無(wú)隙轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)安全轉(zhuǎn)場(chǎng)。在正常作業(yè)區(qū)域可保證 RTG 的大車全速行走，方便快捷，效率高。采用該技術(shù)的集裝箱堆場(chǎng) RTG 運(yùn)行安全穩(wěn)定高效，能節(jié)省大量燃油費(fèi)成本，每年減少了大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及碳粉塵等空氣污染物排放，消除柴油發(fā)電機(jī)組的噪聲對(duì)港內(nèi)及周邊環(huán)境的影響，獲得了良好經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 工藝特點(diǎn)

1.1 通過(guò)技術(shù)改良，利用原廠地面作為立桿基礎(chǔ)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。優(yōu)化滑觸線架設(shè)搭設(shè)高度，改造施工也只在 RTG 下部進(jìn)行，初期投入成本低。鋼結(jié)構(gòu)上設(shè)置反光板與 RTG 上安裝的檢測(cè)元件組成防碰撞系統(tǒng)，保證作業(yè)的安全可靠。

1.2 針對(duì)一般“油改電”轉(zhuǎn)場(chǎng)需要人工手動(dòng)切換電源低效率問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)改造，采用滑動(dòng)式自動(dòng)小車取電技術(shù)，通過(guò)安裝在 RTG 和滑觸線結(jié)構(gòu)上的限位，糾偏和保護(hù)裝置，可在司機(jī)室內(nèi)通過(guò)按鈕遠(yuǎn)程控制小車的伸出、縮回、取電、切斷功能，雙電源切換裝置可以快速將市電與柴電安全無(wú)隙轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)安全轉(zhuǎn)場(chǎng)。在正常作業(yè)區(qū)域可保證 RTG 的大車全速行走，方便快捷，效率高。

1.3 采用的安全滑觸線是定型產(chǎn)品，改造完后可按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)施工，安全滑觸線和專用的集電器，人或物不會(huì)直接接觸帶電體，供電的可靠性和安全性高。

1.4 安全滑觸線架設(shè)高度低，不受大風(fēng)大雨影響，在雨天可靠作業(yè)，不需針對(duì)臺(tái)風(fēng)做特殊設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)安全。

2 工藝原理

該系統(tǒng)是機(jī)械結(jié)構(gòu)自動(dòng)化與供配電裝置緊密結(jié)合的系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)自動(dòng)化分為機(jī)械接駁機(jī)構(gòu)和取電小車兩部分，利用 PLC 控制機(jī)械接駁機(jī)構(gòu)（集電小車）的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)集電小車的導(dǎo)入和導(dǎo)出安全滑觸線、以及收放集電小車等動(dòng)作，以達(dá)到 ERTG 在箱區(qū)作業(yè)時(shí)安全取電和斷電的功能，如圖 2 所示。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工流程

龍門吊低架安全滑觸線配電系統(tǒng)改造工藝流程為：測(cè)量放線→基礎(chǔ)施工→鋼構(gòu)件安裝→滑觸線搭設(shè)→配電柜安裝及電纜敷設(shè)→接地與防腐→ERTG防雷系統(tǒng)→安裝快速切換裝置→測(cè)試與試驗(yàn)→調(diào)試運(yùn)行。

3.2 操作要點(diǎn)

⑴ 測(cè)量放線

單個(gè)堆場(chǎng)的滑線支架長(zhǎng)約 236m，每 6m 安裝一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)支架，立柱與導(dǎo)軌之間采用螺栓連接；兩組滑觸線掛接在鋼結(jié)構(gòu)支架上，接頭處偏差要求：高度

誤差≤±0.15mm、水平誤差≤±0.15mm。

⑵ 基礎(chǔ)施工

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，鋼立柱分為混凝土基礎(chǔ)和植筋基礎(chǔ)，植筋基礎(chǔ)根據(jù)堆場(chǎng)地面情況分為抽芯鉆植筋基礎(chǔ)和沖擊鉆基礎(chǔ)，如圖 3 所示。

⑶ 鋼結(jié)構(gòu)安裝

立柱與軌道、滑觸線支撐座和混凝土基礎(chǔ)的連接均不得采用焊接，而采用長(zhǎng)孔螺栓連接，配套尼龍防松螺母，留有膨脹、調(diào)整間隙。每跨桁架拼裝完成后，利用叉車液壓系統(tǒng)控制貨叉和門架上下左右與傾斜運(yùn)動(dòng)，將桁架頂升分段抬吊就位。立柱和桁架連接的兩端采用人工輔助定位，兩端連接螺栓完全自由穿入固定孔時(shí)，后用長(zhǎng)孔螺栓連接固定，如圖 4 所示。

⑷ 滑觸線搭設(shè)

在安裝現(xiàn)場(chǎng)把每 6m 一根的滑觸線套上所需的懸掛座，再把滑觸線懸掛在支架上，進(jìn)行全線連接，在滑觸線全線長(zhǎng)超過(guò) 200m 時(shí)應(yīng)加裝伸縮裝置，在引 接 電 源 線 進(jìn) 線時(shí)，可在每 6m 一根的接頭處引接。為使導(dǎo)電器與滑觸線有良好的跟蹤性能和接觸能力，導(dǎo)電器與滑觸線應(yīng)安裝在同一垂直、水平方向?；|線調(diào)平調(diào)直完畢后，要對(duì)整體做二次檢查調(diào)整，滑觸線主體防護(hù)外殼與導(dǎo)體間隙不大于 2mm；與軌道中心高度偏差小于±15mm，縱向偏差 小 于±15mm，扭曲度小于 15mm 10m。如圖 5～6 所示。

⑸ 配電柜安裝及電纜敷設(shè)

不銹鋼配電柜的基礎(chǔ)槽鋼應(yīng)隨土建基礎(chǔ)一起埋設(shè)，安裝底座應(yīng)有避震措施，配電柜的防護(hù)等級(jí)為IP55，不允許上端面進(jìn)線。電纜展放前要將電纜的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、電纜支架、橋架的形式和數(shù)量，供配電設(shè)備的位置，電纜敷設(shè)途徑，電纜排列位置與施工圖紙逐一核對(duì)。三相四線制電纜鎧裝的鋼帶在進(jìn)入

配電箱后用銅辮與配電箱體接地點(diǎn)連接，如圖 7。電纜穿越有可能造成機(jī)械損傷的如跨越道路部分，采用埋地玻璃鋼纖維管，承插式連接，引上或轉(zhuǎn)彎部分采用雙壁波紋管連接。

⑹ 接地與防腐

南沙港區(qū)土壤為人工拋石棱體回填砂基床，鋼結(jié)構(gòu)滑觸線支架防雷接地體直接埋入地下，接地體長(zhǎng)2.5m，采用底端削尖后進(jìn)行了熱浸鋅處理的∠50×5角鋼與 40×4 鍍鋅扁鐵搭焊連接制成垂直埋設(shè)的金屬接地鋼釬，經(jīng)錘擊釬入基礎(chǔ)土層下，接地體頂面埋深不小于 0.6m。為減小相鄰接地體的屏蔽效應(yīng)，接地體的水平間距應(yīng)不小于 5m，焊口處補(bǔ)刷 2 道銀粉漆。

雨水溝槽內(nèi)鋼立 柱 基 礎(chǔ) 接 地 裝置，利用鋼結(jié)構(gòu)作為接地線，采用 40×4 鍍鋅扁鋼沿溝壁敷設(shè)，引上與每個(gè)立柱底板鋼板串聯(lián)方式焊接連接。接地干線在堆場(chǎng)滑觸線配電箱基礎(chǔ)下與接地極相連接。電纜沿電纜溝敷設(shè)時(shí)，順電纜套管敷設(shè)路徑 同 時(shí) 敷 設(shè) 一 條40×4 鍍鋅扁鋼，使得鋼立柱、配電盤柜、電纜線路、接地極之間形成連續(xù)導(dǎo)體，如圖 8 所示。

⑺ 測(cè)試與試驗(yàn)

在高壓試驗(yàn)設(shè)備和高壓引線周圍進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，操作人員與高壓電回路應(yīng)具有足夠的安全距離，10kV 電壓等級(jí)時(shí)安全距離不得小于 0.7m；試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)直流試驗(yàn)設(shè)備及大電容的被測(cè)試設(shè)備多次放電，放電時(shí)間 1min 以上；做直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓按每級(jí) 0.5 倍額定電壓分級(jí)升高，每階段停留 1min，記錄好泄漏電流。

在全線運(yùn)行時(shí)，滑觸線小車輪與導(dǎo)軌不得有打滑和跳動(dòng)現(xiàn)象。在 RTG 試運(yùn)行期間，抽查滑觸線連接器、供電器、集電器的升溫不能超過(guò) 20℃；碳刷在滑

觸線內(nèi)須無(wú)振動(dòng)地運(yùn)行，碳刷接觸處沒(méi)有火花。自動(dòng)取電小車連續(xù) 8h 內(nèi) 50 次轉(zhuǎn)場(chǎng)操作無(wú)故障測(cè)試。

4 技術(shù)關(guān)鍵控制點(diǎn)

4.1 該技術(shù)滑觸線的安裝采取相線和零線并排在同一水平面的形式，對(duì)立桿及導(dǎo)軌的安裝精度要求非常高，施工前應(yīng)做好**的測(cè)量放線，安裝過(guò)程中嚴(yán)

格控制安裝精度。

4.2 滑觸線供電裝置的滑觸線結(jié)構(gòu)必須安全可靠，選擇定型產(chǎn)品，具有足夠的保護(hù)設(shè)計(jì)，即使在暴雨中也不能產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，按國(guó)家相關(guān)規(guī)范施工。

4.3 鋼結(jié)構(gòu)的防銹處理是耐久度及安全性能的保證，采用兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，初始涂裝采用**質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，安裝過(guò)程中漆面損壞的缺陷補(bǔ)涂時(shí)采用二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5 工程實(shí)例應(yīng)用效果

廣州南沙港區(qū)集裝箱堆場(chǎng)龍門吊作業(yè)系統(tǒng)的低架安全滑觸線“油改電”項(xiàng)目，自 2009 年 8 月開始組織實(shí)施，至 2013 年底累計(jì)投入改造資金近 1.1 億元，完成了 52 臺(tái)龍門吊和配套堆場(chǎng)的改造工作，累計(jì)節(jié)省燃油費(fèi)成本近 1.2 億元，僅 2013 年經(jīng)改造的南沙港區(qū)集裝箱堆場(chǎng)龍門吊就較傳統(tǒng)的柴油龍門吊節(jié)省燃油費(fèi)用成本 3630 多萬(wàn)元，每年節(jié)約營(yíng)運(yùn)成本可達(dá) 8％~10％，相當(dāng)于節(jié)約 4800t 標(biāo)準(zhǔn)煤，并且每年減少二氧化碳排放超過(guò) 1.2 萬(wàn) t。通過(guò)大量減少柴油機(jī)組，減少了設(shè)備的故障率，從而減少了機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)港口的綠色運(yùn)營(yíng)，對(duì)于國(guó)內(nèi)港口的綠色改造項(xiàng)目具有較高的推廣價(jià)值。