宁波港吉码头经营有限公司于 2010 年完成6 道 12 条线路、共 60 台龙门吊的高架滑触线“油改电”改造。2011 年开始，公司龙门吊“油改电”系统进入**应用推广阶段，在节能减排、降低成本方面取得了较为突出的成果。但是，也遇到了一些问题，其中比较突出的是，在灰霾或阴冷潮湿的天气情况下，线路上容易粘附粉尘等污染物，与高架滑触线接触取电的碳刷易发生打火积碳现象，造成龙门吊跳电，甚至线路污染损坏，并导致整个港区生产受到严重影响，见图 1、图 2。
1 研究目标
在不改变龙门吊“油改电”现有取电方式的前提下，设计一套安装于集电靴两端，在龙门吊大车运行时能“即用即扫”的粉尘清洁装置，保持滑触线与碳刷的结合面状态清洁。保障灰霾或阴冷潮湿天气情况下龙门吊的正常取电。作为易耗件的刷头还应具有成本低廉、更换方便的特点，刷头寿命能达到 2～3 个月。
清洁装置要与集电靴有机结合，不影响原有的取电方式。清扫下来的粉尘不会大量堆积在刷头上，避免刷头对线路造成二次污染。
该装置自 2011 年底到 2012 年上半年，通过结构设计、材料选取、试验改进等方法，确定了*终的方案，并于 2012 年下半年批量投入使用。
2 技术方案及项目实施
方案一：根据现有集电靴的结构形式，设计清洁装置的结构为带自润滑轴承的滚轮形式，通过延伸的阶梯形支架固定于集电靴的一端，刷头材料选择铜丝或尼龙丝两种材料，见图 3。
确定各配件的尺寸，选材，样品制作，经安装测试后发现：由于此结构尺寸偏大偏重，在风稍大的天气情况下，对原有集电靴的灵活性会造成影响，使用时间一长，造成碳刷偏磨。另外铜刷头材质太硬，对滑触线会造成损伤，尼龙刷头与滑触线接触不好，清洁效果不理想。
方案二：重新设计清洁装置的结构，改为对称布置在集电靴碳刷两端的结构形式，另外小组成员在超市购物时受到启发，选取刷头材料为棕榈丝，见图 4。
选取了 4 台龙门吊进行安装，经过长时间的跟踪，确认此结构安装稳固，且不会对原集电靴造成影响，刷头与碳刷之间的空格能起到防止粉尘堆积的作用，刷头更换也非常方便。但是使用中也发现棕榈丝韧性不够，易断裂，清洁效果虽好而寿命还不够长。另外刷头上每束刷毛方阵排列的方式在长时间使用后会整齐地分开，造成清洁效果下降明显。
对方案二继续改进。
1）刷头方阵排列改成错位排列，见图 5。
2）刷毛改成韧性和弹性更好的鬃毛
又经过 6 台龙门吊近 3 个月的试验，清洁效果和使用寿命达到了预期的要求。
2012 年下半年，在每条“油改电”线路选 2～3 台龙门吊安装清洁装置，安装总数达到 30 台，做到对“油改电”线路全覆盖。2012 下半年至 2013年一季度多次灰霾或阴冷潮湿天气，未发现碳刷积碳、龙门吊跳电的现象。
3 效益分析
3.1 安全效益
有效防止了因粉尘污染而引发滑触线损伤甚至报废的重大设备事故的发生。同时，也避免了人员登高手工清洁线路而带来的安全风险。
3.2 经济效益
直接经济效益：每年节省委外清洁高架滑触线费用 6 万元。间接经济效益：委外清洁某条高架滑触线时，此线路要停电 2～3 d，需要将部分电车转成油车。按每 TEU 电车比油车节省 5.208元，2012 年公司龙门吊作业箱量 533.82 万 TEU计算，节省转油车而产生的能耗费用 5.208 元/TEU ×（2 d/365 d）×533.82 万 TEU=15.23(万元)。
4 小结
高架滑触线粉尘在线清洁装置是一套可在龙门吊大车运行时，同步对线路进行清洁的装置。该装置的成功研制，有效保障了滑触线取电的可靠性、安全性。其*大优势在于结构简单，价格低廉，清洁与生产同步，无需安排额外的清扫作业，同时也节省了需停电清洁而产生的费用。为各类滑触线供电系统的线路清洁提供了借鉴实例，具有较好的参考价值。
