传统的低架安全滑触线结构简单、施工方便、成本低廉，受到较多集装箱港口的青睐。但是，由于早期的低架轮胎吊油改电的取电小车是手动插拔的，其在 RTG 转场时人工插拔的效率和安全性都很差，一直是其在港口推广应用的主要障碍。近年来，人们已经不能够接受这种手动插拔的低架滑触线轮胎吊油改电系统，希望采用自动插拔技术。
传统的低架油改电的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一组轮，有承重轮、定位轮等共计 3 ～ 4 个。为防止小车脱离轨道，它们需要在槽钢的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，通常需要有一个引导区，让小车与滑触线和轨道进行对位。为了避免集电小车与钢结构的切合和分离的困难，有的方案把小车留在轨道上，仅仅进行电源的插拔，但这也不容易，并且带来了如何配置小车等新问题。从 2008 年开始，国内外厂商开发了不同原理、不同结构的多种自动插拔取电小车，但多以失败告终，没有得到推广应用［1 － 2］。
上海能港电气经过大量的研究，认为如果在小车轨道上进行设计，就可以使小车与轨道的分离和切合从原理上变得简单方便。这种从问题的起因上来解决问题的方法取得了实质性的突破，开发了原理性样机，经过认真评估，连云港新东方集装箱码头决定与上海能港电气合作，使这一技术走向应用。
1 轮胎吊低架油改电方式
几种类型的低架油改电方案的主要区别在于自动插拔系统的差异，而该系统是*复杂也是*困难的。
1． 1 槽钢轨道低架油改电形式
在原有的低架滑触线取电系统上发展出低架自动插拔系统。原低架安全滑触线用槽钢作为滑触线取电小车的导向槽，小车通过 4 组定位轮( 每组 2个) 在槽钢的内外侧进行定位，4 组承重轮在槽钢上方承重。由于作为轨道的槽钢有方向性，一组运动轮上下左右都有，很难进行小车与轨道的分离和切合，所以必须有一个引导段。引导段采用另一组槽钢和小车上另一组运动轮，来帮助小车的运动轮被引导到轨道上去。所以，小车移动机构通常有 14 ～18 个运动轮和定位轮。每个运动点通常需要接近开关测量运动轮是否接触到位，所以小车非常复杂、笨重，通常会达到 200 ～ 300 kg。
槽钢受力大且复杂，从实际使用情况看，虽然采用了较大规格的槽钢，但仍存在较大的扭曲与变形。
由于取电小车复杂和笨重，所以用于插拔取电小车的机械手臂必须出力大，不得不采用液压驱动方式。显而易见，与电驱动相比，液压驱动有很多缺
点。通过一系列的改进，目前正在开发和推广的气动驱动方式，较液压方式有了一定的改善，但稳定性还需要一定的检验，要进化到电动方式仍然有很多
困难。
虽然目前有个别产品投入应用，但自动取电小车结构复杂和笨重的问题仍然存在，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。
1． 2 无缝钢管轨道低架油改电形式
轨道的结构对自动取电小车与轨道的分离方便与否有重要影响，轨道的合理设计是解决自动插拔问题的关键。通过大量的分析研究，用无缝钢管作为轨道的低架油改电形式( 见图 1) ，可以很好地解决这个问题，其原理如同火车轨道和游乐场的过山车一样。
采用无缝钢管作为低架滑触线小车的行走轨道，取电小车可以采用凹槽形的轮来代替一组承重轮和定位轮，不再需要边轮作为小车行走的辅助轮，也不需要外加自动插拔的导向轮，结构简单，而钢管在各个方向上有很好的力学特性，采用钢管轨道代替槽钢轨道，用钢量可以大大减少，且受力及抗弯性更好，不存在轨道扭曲、变形的问题。
2 低架滑触线油改电方案的应用
2． 1 低架油改电方案的选择［3］
连云港新东方国际集装箱码头根据自身情况选择了无缝钢管轨道形式的低架油改电方案。该方案具有以下优点:
( 1) 结构复杂程度低。自动取电小车仅有 4 个轮子，检测点少，所以故障点少。新系统检测和故障点大幅度下降。
( 2) 重量轻。自动取电小车体型轻盈，只有 60～ 80 kg，因此结构受力小，运动时的冲击力和摩擦力小，系统不容易变形，故障率大大降低。
( 3) 体积小。自动取电小车体形较小，常规的自动取电小车轮胎吊下面的液压泵站和液压管道需要移位，费用较大，而且取电小车在不取电时需要挂在轮胎吊油箱的外侧，使得这部分位置的总体宽度增加约 1 m，容易引起轮胎吊的碰撞和损坏。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) 驱动系统简易。系统采用电动传动系统，简单、安全、可靠，基本免维护，没有气动和液压动力系统容易出现漏油漏气的问题，故障率低。
( 5) 运行冲击力降低。系统小车与轮胎吊连接处采用柔性链接，系统成熟可靠，受干扰力很小。
( 6) 轨道不易变形。系统的支架采用圆管，结构简单轻巧，受力均匀，不易变形。
( 7) 侧向受力小。小车的重心低，侧向力小，系统支撑在小车重心上，力臂原理好，可靠性好。
( 8) 盲道占据空间减小。原钢结构在盲道所占宽度大，结构宽度达到 800 mm，已经是可以运行的极限，容易引起结构与轮胎吊的碰撞，通常还要求轮胎吊减速运行。有的不能接受这一宽度，采用滑触线上下结构的形式来降低宽度，但又增加了 500 ～1 000 mm 的高度。新系统结构紧凑，钢结构宽度仅为 670 mm，比原来的减小 16% ，从而可以满足绝大部分堆场的要求，且大大提高了 RTG 大车行走的安全性。
2． 2 低架油改电方案的实施
2． 2． 1 结构的设计
( 1) 钢结构立柱支架为“T”型和“Γ”型 2 种结构形式，轨道采用无缝钢管，其刚度和强度能满足承受额定载荷的要求，并具有一定的过负荷储备能力及受外力碰撞能力。
( 2) 在每条滑触线路上，每 30 m 设与大地接地点，并保证整个滑触线的可靠接地，每个接地点的接地电阻不大于 5 Ω。
( 3) 整个滑触线支架通过螺栓连接，连成一个导电整体，电源的地线设多处重复接地。
( 4) 所有钢结构在**次涂层前经预处理，钢结构支架、轨道等在抛丸后喷涂一道环氧磷酸富锌底漆。在钢结构发运前涂上 2 层聚氨酯面漆，漆膜总厚度应大于 200 μm，滑触线结构涂上黄色油漆。
( 5) 轨道与立柱采用长孔不锈钢螺栓连接，并有防松斜垫片，留有膨胀间隙。所有的螺栓、垫片等紧固件都选用热镀锌材料制造。
2． 2． 2 滑触线设计
滑触线电源为三相四线制，440 V、50 Hz。单层布置，分别为 PE、A、B、C 相。其中 PE 线起保护作用，不让有效负载通过。滑触线 装 置 ( 双 侧 含 小 车) * 大 宽 度 为 660mm。
中低架绝缘滑触线移动供电设备为全天候供电系统，能在暴雨及台风等恶劣天气环境下安全工作。滑触线导体下端距离地面的高度不低于 2． 20 m。单极滑触线采用 V 形槽压装工艺，将不锈钢与铝型材紧密压合而成，牢固可靠，结合强度大，刚性好，不易弯曲变形。滑触线平直度小于 1 /1 000。散热面大，温升小。使用耐高温护套后，可耐 120℃ 高温。
每条滑触线路径设 3 处与大地接地点，接地点的接地电阻不小于 5 Ω，保证整个滑触线的可靠接地。整个滑触线使用连接固件连成一个导电整体，保证取电装置在滑触线全线上运行安全可靠。
2． 2． 3 自动取电装置设计
取电装置采用三级推杆设计，全部为电驱动，体积小。取电小车采用 4 个尼龙轮子，配有感应限位开关，一旦小车轮子走出即可报警。小车结构件的刚度和强度高于行业标准，紧固件全部采用不锈钢或者热镀锌材质。小车运行的牵引装置，保证轮胎吊大车在全速( 100 m /min) 行走的情况下，偏差在 ± 500 mm 范围内，安全可靠。运行的牵引装置保证轮胎吊行驶偏差在 ± 400 mm 内时不碰撞滑触线支架。轴承使用进口 NSK 含油封闭轴承，能良好地自润滑，寿命大于 15 000 h。行走时无声平稳，长期使用牵引力不会发生变化。
小车两端配备三重安全保护，有效地防止小车被意外拉出: 机械限位必要时可自动切断轮胎吊电源; 行走时的反光板在端头截断，使得激光测距可判断到达端头; 小车与轨道切合和分离定位反光板，通过另外一组激光进行定位。
2． 2． 4 项目的实施情况及经济效益
该油改电项目由上海能港电气工程科技有限公司提供油改电的技术并承建该项目的油改电工程，在各方的努力下，克服了工期紧张、码头繁忙等困难，并且结合码头的具体应用情况，进行了大量实用性的改进和**，于 2011 年底完成了 7 条油改电项目的建设，并顺利投入生产。据统计，每台 RTG 用电比用油节约费用 81% 。
3 结语
该新型自动插拔系统自 2011 年投入运行以来，运行稳定可靠，取得了良好的节能减排效果和经济效益。运行结果表明，该系统设计合理、运行可靠，达到了预期目标，比传统的低架油改电有明显的优势。
