MGtl450型跨线提梁机供电系统优化

丁加学 王飞

（中国建筑土木建设有限公司 北京 100070）

MGtl450型提梁机是秦皇岛天业通联重工股份有限公司针对我国现阶段客运专线铁路双线组合箱梁的施工特点及要求而设计制造的，可满足我国客运专线铁路双线组合32m、24m和20m混凝土预制箱梁的搬运、装卸及架设等功能。根据现场不同要求也可完成相配套的900t铁路架桥机及运梁车的现场组装、提吊就位等作业。MGtl450t/38m-28m轮轨式提梁机（以下简称提梁机）属于超大型设备，工作载荷大、自重大、电气控制系统较复杂，在设计中已经采取了多种安全措施，确保本机的安全性。

1 设备出厂电气系统

1.1 概述

提梁机的一个重要组成单元就是电气控制系统，提梁机能否可靠、安全、有效地工作在很高程度上取决于电气控制系统，其中起升机构是本设备的重要控制对象。机构设有制动电阻和制动单元，同时在电机和减速机的高速端和低速端设置双重制动器，就是为防止重载下降时出现溜钩现象，高速端是通过电力液压推杆制动，低速端采用钳盘式液力制动器。正常制动时，低速端制动在高速制动端延迟一段时间后执行，可使制动趋于平稳。

1.2 系统组成

MGtl450型提梁机供电系统由工业控制器、变频器等部分构成。具有以下特点：为用户提供图形及声光报警，监视各关键部位的工作状态；可编程控制器很大程度上简化了控制系统，进而提高系统的可靠性；变频控制使起升系统及各走行机构的性能得到提高，提升平稳、减速平滑，空中启动无溜钩现象。采用重载低速、空载高速设计，提高效率。

1.3 系统控制对象

起升机构由2台安川CIMR-G7B4045变频器控制2台卷扬电机，采用一拖一控制方式，闭环控制。大车机构由2台安川CIMR-F7A4037变频器分别控制每侧4台行走电机，采用一拖四控制方式，开环控制。小车机构共用大车机构1台变频器控制4台电机，采用一拖四控制方式，开环控制。

2 原始电气系统存在问题

（1）由于MGtl450型提梁机执行机构较多且均由电气系统控制，导致设备电控系统较复杂，故障发生频率高，值得注意的是设备在重载时一旦发生故障，重物悬吊半空中，给设备自身及人身安全带来较大的安全隐患，如不能及时排除故障会发生机械事故，威胁人身安全，经济效益遭受到较大影响，企业形象严重受损。

（2）设备出厂时供电系统采用脱线电缆进行单独供电，在作业过程中设备需要单线移动，电缆线的收放如不能与设备的单线移动保证同步，一旦搭接在设备行车轨道上电缆线会被设备自身破坏，整机电气系统瘫痪，所有指令无法实现，给设备及人身安全带来较大威胁，拖延施工进度。

（3）由于设备作业时人员配置相对较固定，无专门人员队设备运转过程中的电缆进行看护，供电缆线存在较大的破损隐患，增加施工难度，浪费劳动力，提高无效成本[1]。

（4）由于电缆线多数处于非静止状态，作业人员无法对其维护，严重影响电缆线的使用寿命，非人为因素导致的故障率增加，导致维修费用增加，影响企业成本。

3 供电系统优化改造现状

设备供电系统存在故障及安全隐患时，会影响到设备的正常生产运行，供电系统存在的问题会给作业人员带来一定的安全隐患，甚至威胁到他人生命安全[2]。因此，面对工程设备的供电系统进行优化。当前，MGtl450型提梁机供电系统的优化工作中存在一些问题：

（1）设备操作人员的素质和水平不同。电气设备的运行主要靠电气维修人员及施工人员的掌控，而这些人员存在不同的职业素质和技能水平，给设备电气系统的安全运行带来了隐患。另外，由于项目的具体操作设备人员和检修技术人员在对待工作的专业素养、实际操作技能、认真态度等方面存在差异，也会直接影响到对设备电气系统优化的进展情况。

（2）设备电气系统的构件质量也存在良莠不齐。据调查各构件不是出自同一个厂家，有的生产厂家是国外，有的产于国内，同时使用时并没有具体的国家管理规范和统一的质量标准，导致这些构件的产品质量也各不相同，在这种状况下给设备的电气系统的优化改造带来了一定的难度，从而使改造工作受到了严重的影响。

（3）施工作业空间受限，在原有的场地规划前提下供电线路的布置及方式均需合理筹划，精确计算。

（4）由于项目所处环境空气湿度较大，为保证改造后的供电系统同时兼具耐久性和多次利用价值，以降低改造成本，如何选材成为重中之重。

4 供电系统优化改造方法

由于MGtl450型提梁机为大型特种设备，供电系统较复杂，因此对于供电系统的优化工作是一项比较复杂且专业的工作，结合现场实际用电需求采用滑触线供电方式。

主要通过从滑触线、护套、导体和受电器入手进行改造，其中滑触线的装置主要参考了高铁制梁场中龙门吊的供电装置而来，自制受电器来完成龙门吊的供电。

受电器：是在导管内运行的一组电刷壳架，由安置在用电机构上的拨叉或牵引链条等带动，使之与用电机构同步运行，将通过导轨，电刷的电能给到电动机等其他控制元件。受电器电刷的极数有3～15极与导管中导轨极数相应。

根据现场实际用电需求，结合市场情况对以下两种材料进行对比，择优选择。

（1）HFP56系列滑触线：单项横截面积100mm2，额定载流量240A。优点是安装简单，结构简单。缺点是俩机靠近时供电电流量过大易发热，工作可靠性较差，以后配件采购维修难度大）。

（2）DHH-320A单极滑触线：单极横截面120mm2，额定截流量320A，采用分体独立式供电，载流量大，安全可靠，维修方便，铝材价格便宜。但是结构复杂，安装方式繁锁。

结合现场实际用电需求，单台设备额定电流为250A，充分考虑材料的循环利用价值，建议选用DHH-320A单极滑触线作为本次改造用材。

改造方式：将设备刚腿一侧的供电系统进行拆除，在设备的柔腿侧（另一侧）采用2台设备同时供电方式，东西方向各设置一个二级柜，形成联动沿着MGtl450型提梁机的运行轨道平行敷设四条导线，主体采用角铁支架进行固定，稳固可靠。在移动设备的安装方面，可以从导体上取电的集电器着手。这样，当设备移动时集电器随设备同步运行，并随时从导体上取得电源提供给设备，以使设备可继续移动。

改造后可实现以下四方面的优化：

安全性：供电滑触线外壳系由高绝缘性能的工程塑料制成。外壳防护等级可根据需要采用IP13或IP55等级，能防护雨雪、冰冻袭击以及吊物触及。产品经受多种环境条件考验。绝缘性能很好，对检修人员触及输电导管外部不会产生无任何伤害。

可靠性：输电导轨导电性能极好，散热快，并用阻抗值低，电流密度高，线路损失小，电刷由具有极高导电性能、高耐磨性能的金属石墨材料制成。受电器移动灵活，定向性能好，有效控制了串弧现象。

经济性：供电滑触线装置结构较简单，采用电流密度高，电阻率低，电压损耗低的铝排作为导电主体。可节电5%左右，实现以塑代钢和铜，设计新颖，无需其他绝缘结构和补偿线，安装于起重机控制室同侧，节省安装材料及经费，其综合费用与钢质祼滑线大致相同。改造后的供电系统无需额外人力辅助，节约人工成本。

方便：供电滑触线装置将多级母线集合于一根导管之中。其固定支架，连接夹、悬吊装置，均以通用件供应，装拆、调整、维修亦十分方便。

5 结束语

综上所述，本文围绕MGtl450型跨线提梁机供电系统优化展开了详细的探讨，取得了良好的改进效果，可为今后相关项目提供参考。