0 前言

傳統(tǒng)輪胎式集裝箱龍門吊（通稱“場橋”，簡稱RTG）（如圖 1）通過柴油發(fā)動機帶動發(fā)電機組供電，是碼頭上名副其實的“油老虎”。針對傳統(tǒng)港口龍門吊油耗大、粉塵噪音污染嚴重，且港口獨特氣候條件下設備耐久性要求高等特點，我們對龍門吊“油改電”低架安全滑觸線的安裝施工進行研究，通過采用低架滑觸線供電方式替代柴油發(fā)動機供電，解決了能耗高、污染物排放高、設備耐久性差等問題，實現(xiàn)了港口碼頭的綠色運營。

該技術通過優(yōu)化基礎結構和滑觸線架設高度，使得改造施工也只在 RTG 下部進行，降低投入成本。在滑觸線結構上安裝限位糾偏和保護裝置以提高安全性能，并采用滑動小車自動取電技術遠程控制雙電源切換裝置以實現(xiàn)市電與柴電快速安全轉換，可在司機室內通過按鈕遠程控制小車的伸出、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隙轉換，實現(xiàn)安全轉場。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。采用該技術的集裝箱堆場 RTG 運行安全穩(wěn)定高效，能節(jié)省大量燃油費成本，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)電機組的噪聲對港內及周邊環(huán)境的影響，獲得了良好經濟和社會效益。

1 工藝特點

1.1 通過技術改良，利用原廠地面作為立桿基礎，基礎結構簡單。優(yōu)化滑觸線架設搭設高度，改造施工也只在 RTG 下部進行，初期投入成本低。鋼結構上設置反光板與 RTG 上安裝的檢測元件組成防碰撞系統(tǒng)，保證作業(yè)的安全可靠。

1.2 針對一般“油改電”轉場需要人工手動切換電源低效率問題，通過技術改造，采用滑動式自動小車取電技術，通過安裝在 RTG 和滑觸線結構上的限位，糾偏和保護裝置，可在司機室內通過按鈕遠程控制小車的伸出、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隙轉換，實現(xiàn)安全轉場。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品，改造完后可按照國際標準施工，安全滑觸線和專用的集電器，人或物不會直接接觸帶電體，供電的可靠性和安全性高。

1.4 安全滑觸線架設高度低，不受大風大雨影響，在雨天可靠作業(yè)，不需針對臺風做特殊設計，經濟安全。

2 工藝原理

該系統(tǒng)是機械結構自動化與供配電裝置緊密結合的系統(tǒng)，機械結構自動化分為機械接駁機構和取電小車兩部分，利用 PLC 控制機械接駁機構（集電小車）的動作，實現(xiàn)對集電小車的導入和導出安全滑觸線、以及收放集電小車等動作，以達到 ERTG 在箱區(qū)作業(yè)時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

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：測量放線→基礎施工→鋼構件安裝→滑觸線搭設→配電柜安裝及電纜敷設→接地與防腐→ERTG防雷系統(tǒng)→安裝快速切換裝置→測試與試驗→調試運行。

3.2 操作要點

⑴ 測量放線

單個堆場的滑線支架長約 236m，每 6m 安裝一個鋼結構支架，立柱與導軌之間采用螺栓連接；兩組滑觸線掛接在鋼結構支架上，接頭處偏差要求：高度

誤差≤±0.15mm、水平誤差≤±0.15mm。

⑵ 基礎施工

根據現(xiàn)場實際情況，鋼立柱分為混凝土基礎和植筋基礎，植筋基礎根據堆場地面情況分為抽芯鉆植筋基礎和沖擊鉆基礎，如圖 3 所示。

⑶ 鋼結構安裝

立柱與軌道、滑觸線支撐座和混凝土基礎的連接均不得采用焊接，而采用長孔螺栓連接，配套尼龍防松螺母，留有膨脹、調整間隙。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動，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，后用長孔螺栓連接固定，如圖 4 所示。

⑷ 滑觸線搭設

在安裝現(xiàn)場把每 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，進行全線連接，在滑觸線全線長超過 200m 時應加裝伸縮裝置，在引 接 電 源 線 進 線時，可在每 6m 一根的接頭處引接。為使導電器與滑觸線有良好的跟蹤性能和接觸能力，導電器與滑觸線應安裝在同一垂直、水平方向?；|線調平調直完畢后，要對整體做二次檢查調整，滑觸線主體防護外殼與導體間隙不大于 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

不銹鋼配電柜的基礎槽鋼應隨土建基礎一起埋設，安裝底座應有避震措施，配電柜的防護等級為IP55，不允許上端面進線。電纜展放前要將電纜的規(guī)格、型號、數(shù)量、電纜支架、橋架的形式和數(shù)量，供配電設備的位置，電纜敷設途徑，電纜排列位置與施工圖紙逐一核對。三相四線制電纜鎧裝的鋼帶在進入

配電箱后用銅辮與配電箱體接地點連接，如圖 7。電纜穿越有可能造成機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，鋼結構滑觸線支架防雷接地體直接埋入地下，接地體長2.5m，采用底端削尖后進行了熱浸鋅處理的∠50×5角鋼與 40×4 鍍鋅扁鐵搭焊連接制成垂直埋設的金屬接地鋼釬，經錘擊釬入基礎土層下，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，接地體的水平間距應不小于 5m，焊口處補刷 2 道銀粉漆。

雨水溝槽內鋼立 柱 基 礎 接 地 裝置，利用鋼結構作為接地線，采用 40×4 鍍鋅扁鋼沿溝壁敷設，引上與每個立柱底板鋼板串聯(lián)方式焊接連接。接地干線在堆場滑觸線配電箱基礎下與接地極相連接。電纜沿電纜溝敷設時，順電纜套管敷設路徑 同 時 敷 設 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)導體，如圖 8 所示。

⑺ 測試與試驗

在高壓試驗設備和高壓引線周圍進行試驗時，操作人員與高壓電回路應具有足夠的安全距離，10kV 電壓等級時安全距離不得小于 0.7m；試驗結束后，應對直流試驗設備及大電容的被測試設備多次放電，放電時間 1min 以上；做直流耐壓試驗時，試驗電壓按每級 0.5 倍額定電壓分級升高，每階段停留 1min，記錄好泄漏電流。

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

觸線內須無振動地運行，碳刷接觸處沒有火花。自動取電小車連續(xù) 8h 內 50 次轉場操作無故障測試。

4 技術關鍵控制點

4.1 該技術滑觸線的安裝采取相線和零線并排在同一水平面的形式，對立桿及導軌的安裝精度要求非常高，施工前應做好**的測量放線，安裝過程中嚴

格控制安裝精度。

4.2 滑觸線供電裝置的滑觸線結構必須安全可靠，選擇定型產品，具有足夠的保護設計，即使在暴雨中也不能產生漏電現(xiàn)象，按國家相關規(guī)范施工。

4.3 鋼結構的防銹處理是耐久度及安全性能的保證，采用兩級標準，初始涂裝采用**質量標準，安裝過程中漆面損壞的缺陷補涂時采用二級質量標準。

5 工程實例應用效果

廣州南沙港區(qū)集裝箱堆場龍門吊作業(yè)系統(tǒng)的低架安全滑觸線“油改電”項目，自 2009 年 8 月開始組織實施，至 2013 年底累計投入改造資金近 1.1 億元，完成了 52 臺龍門吊和配套堆場的改造工作，累計節(jié)省燃油費成本近 1.2 億元，僅 2013 年經改造的南沙港區(qū)集裝箱堆場龍門吊就較傳統(tǒng)的柴油龍門吊節(jié)省燃油費用成本 3630 多萬元，每年節(jié)約營運成本可達 8％~10％，相當于節(jié)約 4800t 標準煤，并且每年減少二氧化碳排放超過 1.2 萬 t。通過大量減少柴油機組，減少了設備的故障率，從而減少了機械設備的維修保養(yǎng)，實現(xiàn)港口的綠色運營，對于國內港口的綠色改造項目具有較高的推廣價值。