1 “油改电”技术的发展
目前，“油改电”ERTG 主要有电缆卷筒、低架滑触线、高架滑触线 3 种方式，其中后 2 种应用更普遍。低架“油改电”方式简单、灵活、应用广，早期的低架“油改电”采用手动插拔，成本低，非常吸引人。但在应用过程中也暴露出很多问题，手动插拔效率低下( 轮胎吊效率下降很大，往往仅有原来的一半) 、工作量大( 需要专职人员和车辆负责插拔) 、安全性差( 易出现人身和设备安全事故) 。这几个问题非常严重，以至于很难被港口操作人员接受，导致很多码头虽然实施了低架“油改电”，但往往司机作业时尽量不用市电，“油改电”供电系统利用率仅为50% ～60%。因此在新上的低架“油改电”系统中，已经把自动插拔取电小车技术列为必要技术和装备。
自动插拔取电小车用于低架“油改电”，使得原来手动插拔的低架“油改电”渐渐失去了成本优势，但自动插拔取电小车技术复杂且不成熟，小车和取电方式仍需改进，如用液压自动插拔，再改进到气动自动插拔等，由于系统复杂和笨重，目前还没有办法采用*优的电动自动插拔方式。低架“油改电”存在很多致命缺点，如系统故障多，结构容易变形，安全可靠性差，使用不方便等，在港口作业中实际利用率仍然比较低，通常仅为 65% ～ 75% ，与高架“油改电”95% ～ 98% 的利用率相比，仅此一项，低架“油改电”就相当于作业成本提高了 1 倍。
笔者认为，传统的低架“油改电”系统结构存在缺陷，在此结构上无法从根本上解决问题，通过多年对高架和低架“油改电”的研究，考虑港口装卸作业的需求和特点，我们变换思路，提出了全新的低架“油改电”结构，从结构上保证了自动插拔小车可以非常简单、轻巧。系统非常简单可靠，故障少，寿命长，经济性也非常好。该技术已经完成了产品化和标准化工作，进入了推广应用阶段，并且已经在港口大面积推广应用。
在“油改电”技术发展过程中，电缆卷筒重点解决了单个轮胎吊供电问题; 低架滑触线重点解决了单个箱区供电和移动问题; 高架滑触线重点解决了跨箱区供电和移动问题。
与其他“油改电”技术相比，高空跨箱区滑触线技术更加安全、方便和经济实用，保留了轮胎吊的机动性，因此，得到了业界和用户的好评。
2 低架“油改电”的插拔取电技术
2006 年，青岛港率先把滑触线式的移动供电应用到轮胎式集装箱门式起重机上，取得了重大突破。滑触线在工厂行车的移动供电中已经是非常广泛应用的成熟技术，工厂行车的滑触线是安装在固定的支撑刚性墙体上的，取电小车通常是利用滚动轮以槽钢作为轨道进行移动的。而在集装箱堆场没有这个支撑墙，因此，*初滑触线的支撑结构采用了*为经济方便的形式，即以槽钢和方钢为主要结构的支撑墙，用于横向支撑的槽钢同时也作为移动小车的轨道。同样为了经济，架设高度通常不超过 2～ 3 m，每隔 3 m 左右须有 1 个立杆作滑触线支撑，由于高度有限，需采用安全滑触线，供电电压通常为机上电压( 如 460 V) ，所以，也称为低架“油改电”。
2． 1 手动插拔取电小车重点解决轮胎吊供电问题
在低架滑触线结构上引入集电小车，由轮胎吊牵引，集电小车以钢结构上的槽钢作为轨道进行移动，通常有 4 组轮子。为了防止集电小车从轨道中被拉出，通常在槽钢上每个接触点采用 1 组轮，有承重轮、定位轮等共计 3 ～ 4 个。当需要进入另外 1 个箱区时，轮胎吊必须切换电源，启动柴油发电机等，通常需要增加 10 ～ 20 min 的额外时间。另外，早期的低架“油改电”采用人工插拔，插拔效率低下，并且非常不安全。
2． 2 液压或气动自动插拔取电小车重点解决轮胎吊转场问题
由于轮胎吊需要频繁转场，人们渐渐认识到原来手动插拔的低架“油改电”已经不能满足要求，而且，手动插拔效率低、安全性差等问题越来越严重，人们不惜大幅度增加投资来引入自动插拔技术。然而，由于集电小车以槽钢作为轨道，且通常在槽钢上每个接触点采用 1 组轮，为防止小车脱离轨道，需要在中槽钢上下左右几个方向定位，因此集电小车与钢结构的切合和分离比较困难，也有采用把小车 留 在 轨 道 上，仅进行电源的插拔等方式的。2008 年以来，国内外多家厂商相继开发了不同原理、不同结构的自动插拔取电小车，但大多数以失败告终。
虽然目前有个别产品进入商业化推广应用，但其问题仍然存在，自动取电小车结构复杂、庞大和笨重，使得支撑小车的钢结构和插拔取电小车的机械手臂也非常复杂、庞大和笨重，整个系统在运行中的冲击力和摩擦力也非常大，故障很多。
由于取电小车复杂、庞大和笨重，用于插拔取电小车的机械手臂必须出力大，因此不得不采用液压驱动方式，而与电驱动相比，液压驱动有很多缺点。此外，经过不断改进的气动驱动方式的效果还需要进一步改善。
2． 3 电动自动插拔式低架“油改电”系统重点解决系统的结构性问题
上海能港电气工程科技有限公司经过大量的研究，变换思路，彻底改变了传统低架安全滑触线的结构，在设计中就考虑了适合于自动插拔取电小车的使用，从结构上保证了自动插拔小车可以非常简单、轻巧。这样，不同于其他低架“油改电”复杂笨重的自动插拔小车需要采用液压或气动的方式，取电小
车可以采用电动自动插拔。因此该系统也称为电动自动插拔式轮胎吊低架“油改电”系统。该技术已完成了产品化和标准化工作，达到了成熟推广应用阶段，已经在港口得到大面积推广应用，克服了传统低架“油改电”的许多缺陷。应用结果表明: 系统简单、可靠、实用，故障少，寿命长，经济性也非常好，有很好的推广价值。
由于新的低架安全滑触线的结构就是适合自动插拔取电小车工作的，所以取电小车非常简单、轻巧、经济耐用，而一旦取电小车从根本上得到简化，其他问题也就迎刃而解了。
电动自动插拔系统有以下优点:
( 1) 用无缝钢管代替槽钢。承重无缝钢管作为小车的导轨，小车运动轮是与无缝钢管吻合的凹槽轮，钢管与凹槽轮接触是线/面接触，接触面大，支撑受力好。
( 2) 滚动滑行，凹槽轮自动形成喇叭口导角，无受力死角，为自平衡式，拉力非常小。
( 3) 集电小车仅用 3 ～ 4 个轮子，既可以在自动插拔中使用，又可以在小车移动中使用，无需其他辅助定位、导向、承重的轮子，结构简单，受力均匀，惯性和冲击均小。
( 4) 小车与轨道定位准确、**，自动定位**，始终与轨道平行。
( 5) 支架采用无缝钢管，支承在小车重心上，结构简单，轻巧，受力均匀，无侧向力，不易变形。
( 6) 导入和导出无不平衡受力，进出平稳。
( 7) 引导区短，对位方便，受电区域宽，确保能吊装端部集装箱。
( 8) 采用电动取电手臂，结构简单、方便，故障少，寿命长( 5 年免维护) 。
2． 4 2 种自动插拔低架“油改电”技术的对比
电动自动插拔式低架“油改电”系统从根本上解决了液压或气动自动插拔“油改电”系统存在的以下问题:
( 1) 结构复杂。原自动取电小车是在手动插拔的基础上改过来的，小车轮子通常多达 12 ～ 18 个，检测点多，所以故障点多。新系统仅有 4 个轮子，检
测点和故障点大幅度减少。
( 2) 重量大，受力大。原自动取电小车体形笨重，通常重达 200 ～ 300 kg，容易引起结构受力大、运动时冲击力大、摩擦力大、容易变形等问题，从而引起故障率大大提高。新系统重量仅为 100 kg 以下，摩擦力减小 60% ～80%，从而极大地改善了系统性能。
( 3) 体积大。原自动取电小车体形大，常规的轮胎吊下面的转向液压泵站和液压管道需要移位，费用较大，另外，即使这样，取电小车在不取电时需要挂在轮胎吊油箱的外侧，使得总体宽度增加约 1m，容易引起碰撞。新系统取电小车可以收缩在油箱的下方，不增加宽度，体积很小，不需要移动液压泵站。
( 4) 驱动系统复杂。原较成熟的自动取电小车中大多数采用气动和液压动力( 由于重量大，无法采用电动推进) ，导致其自动小车系统复杂，需要额外的液压系统或气动系统来驱动，还容易出现漏油、漏气现象，故障率高。新系统采用电气控制，简单、安全、可靠。
( 5) 运行冲击力大。原自动取电小车与轮胎吊刚性链接，导致滑触线经常拉断，不能很好地释放各个方向的力，同时码头集装箱堆场在使用过程中都会有不同程度的沉降，易造成原小车不能再使用，尤其是进出场不能自动对位，小车不能导入导出。新系统小车与轮胎吊连接处采用的是柔性连接，系统成熟可靠，受干扰力很小。
( 6) 轨道易变形。原自动取电小车的轨道支架采用槽钢，受力不好，容易变形; 新系统的支架采用无缝钢管，结构简单，轻巧，受力均匀，不会变形。
( 7) 侧向受力大。原自动取电小车的轨道支架与小车的重心严重偏离，侧向力很大，故障率高。新系统的支撑在小车重心上，无侧向力。
( 8) 盲道占据空间大。原钢结构在盲道所占宽度大，达到 800 mm，已经是可以运行的极限，容易与轮胎吊发生碰撞，通常要求轮胎吊减速运行，若采用
滑触线上下结构形式以降低宽度，则要增加 500 ～1 000 mm 的高度。新系统结构紧凑，钢结构宽度仅为 670 mm，可满足绝大部分堆场的要求，大大提高了轮胎吊大车行走的安全性和方便性。
( 9) 投资成本和使用成本高。原产品结构复杂，用钢量大，投资成本高，另外，由于结构复杂、故障多，使用维护成本也高。新系统简单、方便、可靠，
经济性也非常好。
3 结语
经过多年发展，人们对“油改电”技术的认识越来越清晰，从*初只考虑节能效果，转变到综合考虑系统的性能，港口轮胎吊“油改电”技术走向成熟。产品从复杂、庞大、笨重走向简单、轻盈、可靠，发展了低架“油改电”技术。我们提出了全新的低架“油改电”结构，并且开发了适用的电动自动插拔取电小车。该技术已经在港口得到大面积推广应用，克服了传统低架“油改电”的许多缺陷，取得了非常好的效果，具有很好的推广价值。
