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浅谈起重机滑触线问题分析

1 引言

滑触线是起重机供电的重要形式之一,滑触线的安全状态直接关系到起重机安全和设备的正常使用。GB 6067.5-2014《起重机械安全规程 第 5 部分:桥式和门式起重机》中对滑触线的安装位置等进行了规定,但在笔者近年检验过程中发现,根据目前起重机特种设备方面检验标准,无法有效排查滑触线在安装,使用过程中的风险。GB 5055-2011《通用用电设备配电设计规范》、GB 50256-2014《电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范》两个标准中对于滑触线的要求,缺乏有效检验手段评估安装使用过程中的风险。文中根据标准中对于滑触线的要求,结合安装和使用中存在的问题,提出能有效排查相关风险的检验方法。

2 安装使用中存在的主要问题

2.1 位置固定方面

(1)悬挂件位置间距设置不正确、安装不牢固、数量不符合要求。

(2)支架未作防腐处理锈蚀严重。

(3)支架间距长短不一。

(4)由于使用中的振动或厂房沉降造成位置偏差。

(5)未按要求设置膨胀补偿装置。

2.2 选型方面

滑触线选型由安装单位根据使用单位现场使用情况和起重机的功率、*大电流等信息确定。在选型中出现的问题包括四个方面:(1)安装选型不符合现场使用环境要求,如:对金属有强烈腐蚀的环境中应采用软电缆供电。(2)滑触线电源线未装设隔离电器和短路保护电器或选型与起重机载流量不匹配。(3)使用单位后期在同跨新加装起重设备,原来选择的滑触线规格的储备容量,不足以支撑多台设备的运行。(4)滑触线的电源线设置不合理,导致电动机端子上的总电压降,超出标准小于等于额定电压 10% 的要求。

2.3 使用过程中的磨损方面

滑触线在使用过程中会有不同程度的磨损,主要表现为滑触线的集电器磨损,一方面造成集电器接触**,从而造成供电过程中发热,打火花;另一方面

造成集电器中 PE 线接触电阻过大,甚至直接断路。

3 检验方法

3.1 所需仪器

(1)全站仪:HTS212R6;

(2)数字万用表:VC9806A+;

(3)绝缘电阻测试仪:IR4057-20;

(4)手持式激光测距仪:Disto-A6;

(5)钢直尺:300mm;

(6)钢卷尺:5m;

(7)钳形电流表:6056c+。

3.2 检验环境要求

(1)检验现场环境和场地条件符合检验要求,没有影响检验的物品设施、无关人员等,并且设置相应的警示标志,如围挡及警戒线等。

(2)使用单位的检验前准备工作应当满足要求。

(3)工作电源满足要求。

(4)现场应当具备安全检验的条件,不应有开展检验可能危及检验人员或者其他人安全和健康的因素存在。

(5)气候条件和照明满足检验要求。

3.3 选型确认

3.3.1 环境因素

在选择滑触线时需要考虑到使用导线的环境,如:空间湿度、空间粉尘、线路长度、爆炸环境、

强烈腐蚀等。

3.3.2 选型载流量验证

选型按 100t 分为两种计算方式。≥ 100t 以上载流量计算方法如下:IW ≥∑[(Ia1+ Ia2+ Ia3)+(Ib1+ Ib2+ Ib3)…]。(式中:Iw —滑触线*大工作电流,Ia1—**台单机构的*大额定电流;Ia2、Ia3—其它两个可能同时工作机构的*大电动机电流;Ib1—同跨类推叠加。)同跨额定起重量总和小于 100t。IW ≥ W1/V。(式中:IW—滑触线*大工作电流;W1—同跨所有起重机总额定功率;V—起重机额定工作电压。)

3.3.3 总电压降计算

Vn=1.732×In×L×R×φ。In=(I1+I2)ρ。(备注:Vn—总电压降;In—计算电流;I1—单机构*大峰值电流,多台累加。I2—单机构**大电流,多台累加。L—滑触线长度;R—交流阻抗;φ—电机的功率因数;ρ—变频启动中瞬时电流与额定电流比值。)

3.3.4 电流热变系数修正

由于温度对于材料导电性能的影响,默认计算值 40℃时的载流量,若工作环境温度超过 40℃,须按下式进行计算 In=I40℃ fA( 备注:I40℃为 40℃时的载流量,fA 为电流的热变系数 )。

3.4 选型验证需要满足的条件

(1)滑触线的额定电流大于等于正常工作的极限电流。

(2)*大电压降,小于额定电压 10% 且满足设计要求。

(3)滑触线过电流保护装置分断能力符合选型要求。

3.5 位置固定检测

(1)通过目测检查位置固定是否存在明显的松动、弯曲变形、明显锈蚀,无附着大量粉尘及可燃挥发物质凝结在滑线上。

(2)目测检查螺栓销轴等固定件无明显松动、缺件、损坏。

(3)滑触线安装后应平直;滑触线之间的距离应一致,其中心线应与起重机轨道的实际中心线保持平行,滑触线中心线与起重机轨道中心线之间的平行度、各相滑触线之间的平行度,不应大于长度的 1/1000,且不得大于 10mm。通过全站仪测量滑触线平直度。

(4)伸缩器数量要符合规定:间隙距离应满足安装现场*大温差所引起得理论伸缩量。

(5)集电器的方钢支架焊接牢固,中心线与滑触线垂直允差 ±3mm 方钢支架与滑触线尺寸,应保证集电器活动臂与滑触线主体平行,允差±3mm,集电器与滑触线平面滑动顺畅。

3.6 PE 线滑触线导通性检测

(1)滑触线提供的 PE 线应当保证起重机可导电部分和电源端接地线可靠连通。

(2)滑触线的集电器运行过程中的电阻不大于 4Ω。

4 检测方案效果与讨论

4.1 检验方案检测效果

选择电缆厂、钢铁厂、铝厂三个使用单位作为检验试点,进行检验方案的有效性验证,检验数据及按检验方案检出的问题数如表 2 所示。

4.2 检验方案检出问题的分析

(1)选型问题:新厂房选型问题主要有两个方面,其一是新厂房选型没有考虑变频启动瞬间的峰值电流。其二是对长度较长的车间压降考虑不足。旧厂房二次加装行车没有进行选型校核,多数使用原有滑触线,同跨加装多台,同时使用时,所选型滑触线无法满足使用要求。

(2)位置及固定问题:位置和固定问题表现为支架长时间没有检查维护,存在大量固定件松动、支架锈蚀、集电器弹簧失效等问题。同时由于固定松动,位置偏差远超检验方案给出的数值要求,部分严重情况出现位置偏移超出集电器的适应范围,造成集电器运行中脱落。集电器弹簧弹力不足导致碳刷接触**。

(3)集电器的 PE 连通问题,由于行车接地断路不影响行车使用,使用单位对滑触线集电器的PE 端长时间缺乏维护,检测中发现长期使用的起重机,滑触线提供的 PE 线,在集电器处出现断路情况较多。有连通的也存在着电阻过大,时断时通的现象。

(4)滑触线在检验过程中发现的磨损问题,主要表现为集电器和导体接触面的磨损。造成集电器接触**、导体电阻增大,从而造成供电过程中发热,打火花。

5 结语

该检验方案通过资料审查、选型计算、静态检测、性能试验四个方面着手,通过在三个工厂中的实际运用,能够有效发现起重机滑触线在安装和使用中存在的各类问题,特别在后期加装起重机中对滑触线的选型验证、检测 PE 集电器的导通、膨胀缝设置等方面能够发挥良好的作用,对预防滑触线在安装使用过程中的风险,能够起到有效预防作用。








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