浅谈轮胎吊高架滑触线供电安全系统的应用

  在当前科学发展、节能降耗的大背景下，国内港口纷纷对轮胎式集装箱龙门起重机（以下简称轮胎吊）实施油电切换技术改造。改造后的轮胎吊新增岸电供电模式，能够通过受电器接收来自高架滑触线的市电。与柴油发电机组供电模式相比，岸电供电模式具有能耗低、效率高的优点；但油改电轮胎吊在生产过程中也暴露出一些安全隐患，需要采取针对性措施加以解决，以免造成安全事故。

1轮胎吊高架滑触线供电安全隐患

1.2大车行走超限及转向油电切换

采用岸电供电模式后，轮胎吊大车行走范围受到滑触线长度的限制，特别是当大车行至滑触线两端时，如果司机操作不慎，轮胎吊很容易超出滑触线的范围，从而引发安全事故：轻则造成受电器损坏，影响轮胎吊的正常使用；重则造成滑触线损坏，影响整条供电线路上的轮胎吊正常运作。此外，若司机在大车转向时未进行油电切换，也可能对滑触线和受电器造成损坏。

1.2受电器跳槽

大车快速行走或起吊重箱时，可能导致轮胎吊上的受电器跳出高架滑触线，引发设备断电。跳出的受电杆可能接触其他相线上的滑触线，造成短路，影响轮胎吊的正常作业。

1.3滑触线供电设施遭雷击

集装箱码头堆场安装的高压滑触线铁塔高达34 m，在雷雨季节极易受到雷电袭击，造成整条滑触线断路。此外，轮胎吊上的受电器也经常遭到雷击。

1.4滑触线供电设施遭撞击

箱区内流动机械工作频繁，夜间作业时可能与处于堆场道路中央的滑触线铁塔和变电站发生碰撞，导致设备受损。

2 轮胎吊高架滑触线供电安全系统

针对上述安全隐患，利用科技手段开发轮胎吊高架滑触线供电安全系统。该系统主要由轮胎吊大车行走终点保护装置、轮胎吊安全运行保护装置、高架滑触线供电设施防雷装置、高架滑触线输电铁塔防撞警示装置等组成。

2.1轮胎吊大车行走终点保护装置

在岸电供电模式下，轮胎吊大车行走范围限制在悬挂高架滑触线的 2 座端塔之间，这就要求轮胎吊大车行走终点保护装置既能自动识别端塔，又能自动识别岸电供电模式和柴油发电机组供电模式，从而确保岸电供电模式下轮胎吊大车安全行走。

本文采用非接触式传感器检测技术实现轮胎吊大车行走终点保护功能。由于轮胎吊没有固定轨道，因此其移动轨迹并不是**的，这就增加了轮胎吊定位的难度。为此，选用检测范围较大、灵敏度相对较高的光电传感器安装于轮胎吊电气房外，利用PLC系统编程控制轮胎吊大车的减速和停止，并向司机发出报警信号。

（1）硬件部分 首先，在轮胎吊的指定位置安装4 个带开关量输出的光学镜面反射传感器（光电限位），再通过电气连接将传感器输出的开关量信号传送至PLC系统；其次，为配合光电传感器的使用，在端塔上安装特制的长条形反光镜，安装时与传感器错开，以免二者相互干扰。由于轮胎吊采用充气式橡胶轮胎驱动大车，造成大车移动时产生一定的高低起伏（约100 mm），加上轮胎气压变化使整机高度产生 1~100 mm 的偏差，*终导致安装在轮胎吊

上的限位有近 200 mm 的浮动。为此，端塔反光镜的有效检测范围必须大于 300 mm。

（2）软件部分 运用PLC的逻辑运算功能处理从光电传感器采集到的信号，从而实现对轮胎吊的自动控制。

2.2 轮胎吊安全运行保护装置

通过安装在轮胎吊上的岸电供电信号采集器和柴油发电机组供电信号采集器监控岸电供电模式下受电器的工作情况：当受电器跳出滑触线时，保护装置切断电源，设备停止运行，同时受电器上安装的防跳挂钩将跳出的受电杆挡在滑触线下方，以免受电杆撞击用于悬挂滑触线的横担；当司机未收起受电杆却向轮胎吊发出大车转向指令时，保护装置对轮胎吊控制系统发出拒绝执行转向指令的信号，并提醒司机收起受电杆。

2.3 高架滑触线供电设施防雷装置

（1）直击雷电波入侵防护装置 在供电铁塔顶端安装预放电避雷针，避雷针用直径 57 mm 的镀锌钢管连接，针尖高出塔顶 2.5 m，有效保护半径大于75 m（箱区铁塔间距为 143.6 m，在避雷针保护范围之内）；用横截面积 25 mm2 的导线将避雷针与轮胎吊供电线顶端的避雷线连接起来，形成针带组合体；避雷针底部连接镀锌扁钢至接地体，单独组成引下线；连接铁塔攀梯扶手断口，并与接地体连接，再组成引下线。实践证明，该装置防直击雷效果优

于之前使用的避雷索。

（2）感应雷电波入侵防护装置 在轮胎吊供电箱内安装 48 组 480 V**电涌保护器，并在轮胎吊场地配电箱中安装 36 组 480 V **电涌保护器。

2.4 高架滑触线输电铁塔防撞警示装置

为防止流动机械在夜间作业时与高架滑触线输电铁塔发生碰撞，在铁塔上安装警示灯，对流动机械司机予以警示。警示灯的供电系统采用绿色能源：白天通过太阳能电池板产生光生伏特效应，将太阳光能转化为电能，并对电瓶充电；夜晚由电瓶向警示灯提供电力。控制系统采用单片机检测太阳能电池板的输出电压：当自然光线强烈、太阳能电池板的输出电压上升时，单片机驱动充电继电器闭合，警示灯关闭；当自然光线微弱、太阳能电池板的输出电压下降时，单片机驱动充电继电器断开，警示灯打开。