裝船機(jī)供電方式的改造

符必明

（海南八所港務(wù)有限責(zé)任公司，海南東方 572600）

0 引言

海南八所港務(wù)有限責(zé)任公司現(xiàn)有2 臺(tái)裝船機(jī)，主要用于鐵礦石及河沙、碎石等貨物的裝船作業(yè)，作業(yè)移動(dòng)范圍距離為400 m。原裝船機(jī)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(jī)直接供電，裝船機(jī)的進(jìn)線電纜與滑觸線上端面滑動(dòng)的滑觸板相連接，裝船機(jī)在大車行走時(shí)，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(tài)，易受外界環(huán)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(wěn)定性，確保裝船機(jī)安全可靠運(yùn)行，改造為磁滯式電纜卷筒供電。

1 裝船機(jī)供電改造

將裝船機(jī)的供電方式改造涉及3 個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：①高架橋上安裝400 m 長電纜槽架；②預(yù)制底座平臺(tái)，安裝電纜卷筒；③電纜卷筒內(nèi)部PLC 編程，實(shí)現(xiàn)安全行走保護(hù)功能。

2 供電方式改造方案

2.1 基本條件

2.1.1 裝船機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（表1）

表1 裝船機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2.1.2 使用環(huán)境

（1）使用環(huán)境屬于強(qiáng)腐蝕性的C5-I 級(jí)別沿海環(huán)境類型。

（2）相對(duì)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(jù)：裝船機(jī)行走方式，選電纜的型號(hào)規(guī)格及長度，裝船機(jī)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(jī)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(jī)數(shù)量：單電機(jī)。

（5）導(dǎo)纜架：普通導(dǎo)纜架（帶檢測限位）。

2.3 電纜選型

裝船機(jī)裝機(jī)容量約220 kW，移動(dòng)距離400 m，考慮后期對(duì)該裝船機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化無人操作，選用動(dòng)力光纖二合一復(fù)合耐卷繞抗拉電纜，電纜技術(shù)參數(shù)：①電纜結(jié)構(gòu)：（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(tài)/動(dòng)態(tài)）：5700/8550 N；④額定溫度：35～100 ℃。

2.4 電纜橋架選型

（1）用途：裝船機(jī)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(guī)格：400 mm×150 mm×2.0 mm。

2.5 接電箱

（1）材料：304 不銹鋼，數(shù)量2 個(gè)，規(guī)格：300 mm×250 mm×500 mm。

（2）每個(gè)箱裝配NSX630N 開關(guān)。

2.6 安裝設(shè)計(jì)方案

2.6.1 磁滯式電纜卷筒安裝設(shè)計(jì)（圖1）

圖1 裝船機(jī)供電改造安裝示意（圓圈內(nèi)所示）

高架立柱與裝船機(jī)門架立柱之間的距離為2150 mm，裝船機(jī)1 平臺(tái)與小俯仰距離約4500 m，卷筒直徑為3000 mm。綜合考慮結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)電纜卷筒安裝在裝船機(jī)1 平臺(tái)靠南側(cè)立柱附近，安裝底座平臺(tái)采用箱式結(jié)構(gòu)焊接形成，電纜導(dǎo)纜架安裝于門機(jī)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(shè)計(jì)

受使用環(huán)境因素的影響，選用鍍鋅螺栓進(jìn)行安裝緊固。電纜橋架支架設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

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(shè)電纜、在裝船機(jī)移動(dòng)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(jìn)行錨定；在橋架電纜出口處安裝導(dǎo)輪，便于電纜左右轉(zhuǎn)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(jī)大車控制回路連接，同時(shí)還與大車急?；芈愤B接，關(guān)鍵時(shí)刻確保設(shè)備安全；電纜卷筒帶動(dòng)滑環(huán)箱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來達(dá)到岸電到礦機(jī)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(jī)的大車行走交流接觸器的吸合給電纜卷筒的單片機(jī)一個(gè)無源的開關(guān)信號(hào)，單片機(jī)得到信號(hào)單片機(jī)就給卷筒電機(jī)一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，帶動(dòng)卷筒電機(jī)的交流接觸器吸合啟動(dòng)，啟動(dòng)電纜卷筒。

3 改造效果及意義

（1）經(jīng)濟(jì)方面。改造后的磁滯式電纜卷筒供電方式，供電穩(wěn)定性好，可靠性高，運(yùn)行至今未發(fā)生故障，提高裝卸效率，縮短船舶在港時(shí)間，提高客戶滿意度，提高了碼頭利用率；減少維護(hù)成本，每年為公司節(jié)約十幾萬元。

（2）安全方面。原滑觸線供電方式的鋼結(jié)構(gòu)受海水鹽分侵蝕已銹蝕嚴(yán)重，加上雨水天氣，裸露的滑觸線容易發(fā)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(yè)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(hù)成本。裝船機(jī)磁滯式電纜卷筒成功改造，為八所港煤料倉行車等設(shè)備供電改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。