浅谈门吊滑触线分段供电对作业影响的原因分析与技术改造

1 引言

近几年来，铁路在改建、新建货场时，较大货场基本上设置了 1 050 m 长的整列装卸车作业线路，这将有利于提高铁路运输生产效益、有利于提高装卸车效率、有利于满足现代物流发展的需求，为进一步增大货场的综合能力发挥了积极的作用。然而，作业线路的延长，为门吊作业配套的滑触线也需同步延长，由于滑触线存在阻抗，在负荷电流通过滑触线时会产生一定的电压损失，所以滑触线越长阻抗越大，造成的电压损失就越大。滑触线电压损失越大，则在门吊电动机端子上的电压偏移就越大，当电压偏移超过允许值时，将严重影响门吊的正常运行。为此，需采用相应措施方法减少电压损失。

2 几种减少电压损失的方法

在一条滑触线上一般只采用一个供电点，供电点设在滑触线的端部，当滑触线的电压损失超过允许值时，常采用以下五种方法减少电压损失。

2.1 供电点尽量接至滑触线的中部

当供电点接至滑触线端部，滑触线阻抗计算长度为滑触线的全长；如接至滑触线的中部，滑触线阻抗计算长度为滑触线全长的二分之一，此时滑触线产生的阻抗明显减少，电压损失将比供电点在滑触线端部下降 50%。

2.2 增加滑触线的供电点

该方法是采用一路电源，多点供电。即从变压器控制柜引来一路电源到滑触线配电箱，然后分两路或两路以上分别将电源接至滑触线上，以降低滑触线阻抗，使电压损失达到允许范围。如供电点接至滑触线两端端部同时供电时，可使电压损失比供电点接在滑触线端部减少约 75%；供电点接至滑触线两端距全长六分之一处时，电压损失将比供电点接在滑触线端部减少约 83%。

2.3 增加滑触线的截面

如果滑触线电压损失超过允许值时，可适当加大滑触线的截面，使电压损失小于允许值，但其效果不明显。

2.4 添加滑触线的辅助线

在原滑触线的基础上，采用添加并联电缆作为辅助线，组成低阻抗的滑触线，可使滑触线阻抗值明显降低，达到减少电压损失的目的。

2.5 滑触线采用分段供电

此方法在铁路货场很少使用，一般只针对滑触线较长，电压损失较大，且线路设置多台大吨位门吊的供电，不得不采用分段供电。分段供电是将滑触线分隔成两段及两段以上进行分别供电，分段处用绝缘垫或大断门使滑触线分段隔离，以满足使用要求。分段供电的各区段供电电源可有同一台变压器或多台变压器提供。分段供电的形式有两种：一种是绝缘垫或大断门的绝缘长度小于门吊集电器的长度，当门吊的集电器通过分段点时，会使两区段滑触线的两个电源并联运行。如是此种形式，各变压器的高压侧应接在同一电源上，各变压器必须满足连结组标号和相序一致、电压比相等和电压等级相等、阻抗电压相等三个条件，此种形式对安全用电不利，一般不采用。另一种是绝缘垫或大断门的绝缘长度大于门吊集电器的长度，当门吊集电器通过分段点会使集

电器失电，门吊不能运行。

3 滑触线分段供电对作业影响的分析

闵行站货场货 13、14 线滑触线采用分段供电方式，解决了较长滑触线电压损失超允许值的难题，满足多台大吨位门吊同时作业负荷电流的需求；同时，分段供电是将整条滑触线分区段供电，当门吊、滑触线发生故障或检修保养时，可以按需求分段切断电源，不会影响其它门吊正常作业，避免了整条线路停止作业的现象。但是，分段供电在实际使用过程中对运输生产、装卸车作业等存在许多不利因素，具体情况分析如下。

3.1 闵行站货场货 13、14 线概述

滑触线全长约 1 000 m，采用三相四线制，滑触线采用电车线，相线是 TC-150，零线 TC-85。滑触线分东区、中区、西区三个区段，三段电源分别有三个变压器接至，分段点采用大断门隔离，每区段能承受两台门吊同时作业供电能力（见图1）。

门吊作业线路全长 1 000 m，设三台门吊。东区设 40 t 门吊，以集装箱作业为主；中区设 50 t 门吊，以笨重作业为主，辅助集装箱作业；西区设 20 t 门吊，以笨零作业为主。

3.2 作业中存在不足的分析

3.2.1 门吊不能贯通使用

由于滑触线是分东区、中区、西区三段分别供电，分段点用大断门进行隔离，当门吊集电器处在大断门位置时，门吊就失电不能运行到另一区段作业，造成门吊只能在各自区段内作业，不能发挥出整体作业的能力，出现门吊忙闲不均。

3.2.2 货位利用率不高

由于在东区、中区、西区三段中分别配置 40 t、50 t、20 t门吊，当笨重、集装箱货位紧张时，大吨位门吊进入西区利用西区货位较困难。同时给车站调车作业也带来不便，极大影响作业效率。

3.2.3 门吊集电器故障多

由于门吊接近分段点时，没有信号提醒司机减速停车，经常发生司机仍以较高速度走行，会造成集电器冲击大断门，并在门吊零位保护时，使门吊整机产生震动较大，往往造成门吊集电器脱落或造成大断门、滑触线和滑靴等零部件故障或损坏。

3.2.4 电源切换危及安全

如门吊要进入其他区段作业时，需要将门吊低速缓慢走行到接近分段点停车，然后派两人分别到该相邻两区段的配电箱处切断电源后，通知司机将四根集电器拉下旋转 180°，绕过大断门进入另一区段复位后离开，再通知合上电源通电。由于两个配电箱距离约有 600 m，稍有联系不当，极容易发生带电操作现象，出现人身不安全因素。

4 技术改造实施方案

闵行站货场货 13、14 线滑触线各区段供电的三个变压器高压侧电源不是同一电源，分别由市电和铁路电接入，所以不具备将该滑触线的分段供电改造为门吊集电器在分段点时，电源能并联运行的条件。为此，该滑触线只能维持原有的分段供电形式，要弥补该滑触线存在的不足，只能对门吊进行技术改造，以解决分段供电带来的实际问题。

4.1 技术改造方案

4.1.1 门吊采用两套集电器形式

两套集电器相互独立，一套供电时另一套不供电。如门吊需在其它区段作业时，两套集电器供电进行切换，无需用人将四根集电器拉下旋转 180°。

4.1.2 增加集电器供电切换装置

两套集电器供电切换要靠电气控制，无需用人分别到两供电点切断、合上电源，以提高人身安全系数。

4.1.3 增加接近分段点的报警装置

为了提高安全操作性，增加当门吊接近分段点时，能自动发出声光报警，以提醒司机减速停车。

4.2 技术改造具体内容

4.2.1 设计两套集电器供电切换电气控制原理图

根据技术改造方案，设计了集电器供电切换电气控制原理图（见图 2）：电源切换电气控制系统有两部分组成。一是声光提醒报警，当门吊接近分段点时，门吊撞击限位 HXK3 或 HXK4，此时 FJB1 或 FJB2 发出声光报警，提醒司机减速和停车；如门吊不需进入其它区段作业，门吊应向相反方向运行，此时门吊撞击限位 HXK1 或 HXK2，FJB1 或 FJB2 失电停止报警。二是两套集电器电源切换装置，平时两套集电器只有一套有电，当门吊需要进入其它区段作业时，先将后面集电器通电，待前面集电器通过大断门与滑触线接触后，门吊停车，此时只需要按 SB1 或 SB2 即可完成两套集电器供电切换。

4.2.2 制作门吊供电平台和集电器

重新制作一套门吊供电平台和集电器，与原有一套集电器形成两套集电器，分别设在门吊梁的两端，以确保两套集电器电源切换时有足够的安全距离。

4.2.3 制作两套集电器电源切换控制箱

按照两套集电器供电切换原理图制作控制箱，控制箱安装在主梁上，将声光报警器 FJB1、FJB2 和切换按钮 SB1、SB2等安装在驾驶室内，便于直接提示司机和操作。

4.2.4 在分段点两侧设报警控制装置

在各滑触线分段点两侧的门吊走行基础上各安装一对声光报警控制限位器 HXK，控制声光报警器报警或开闭。

5 结束语

通过对闵行站货场货 13、14 线三台门吊进行的技术改造，解决了滑触线分段供电存在的不足，取得了良好效果。滑触线分段供电虽能有效减少电压损失，但给现场作业带来诸多不便，建议应尽量不采用分段供电的方法，可采用一路电源，多点供电的方法或添加辅助线的方法，来减少电压损失；如采用分段供电也应解决分段点的电源问题，以满足现场门吊安全生产需要。