淺述滑觸線在大噸位行車中的應(yīng)用

摘要：本文介紹了熔煉車間行車滑觸線改造前所存在問題，且詳細(xì)分析了問題形成的原因，提出并實施了一種巧妙的改造方案，將所存在的問題一一解決，為行車正常運行提供了充分保障。

關(guān)鍵詞：滑觸線;熱輻射;膨脹;燒壞;伸縮節(jié);電壓補(bǔ)償

1 概述

江銅貴溪冶煉廠熔煉車間是出產(chǎn)陽極銅的重要生產(chǎn)部門，車間主要任務(wù)包括：將礦粉、粗銅、殘陽極板等經(jīng)過三大爐（閃速爐，轉(zhuǎn)爐，陽極爐）之間分工與合作的冶煉，最終澆鑄成陽極板。一系統(tǒng)在經(jīng)過不斷的挖潛改造后，產(chǎn)出陽極銅的能力比原來的提升了24萬噸每年。而熔煉車間3臺行車主要任務(wù)是對三大爐出入的銅水，爐渣進(jìn)行運輸，可謂任務(wù)繁重。

2 存在的問題

熔煉車間一系統(tǒng)3臺65T行車及其滑觸線主要由日本住友成套引進(jìn)，從投入使用至今已超過二十五年，且早已超過滑觸線的使用年限，主要存在下列問題：

1）滑觸線全長360m，很多線段變形嚴(yán)重，呈S形分布，無法校正。

2）由于該滑觸線由兩種材質(zhì)合成（鋼、銅），又無膨脹伸縮節(jié)，致使滑觸線A、B、C、三相因變形后的不規(guī)則而加劇磨損，而磨損嚴(yán)重處因無法承載過大電流過熱燒穿。

3）鋼結(jié)構(gòu)支撐腐蝕變形，多處已腐蝕出孔洞，使得滑觸線截面減少，對電流的載流能力下降，而腐蝕處易發(fā)熱，加速了滑觸線與周圍物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)一步腐蝕。

4）經(jīng)專業(yè)單位測試，滑觸線表面磨損很不均勻，參照原始尺寸均磨損了4.6mm，已經(jīng)達(dá)到磨損極限。

5）每相補(bǔ)償電纜因銅導(dǎo)線的磨損經(jīng)常碰撞到集電器的滑塊，在轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)因噴爐和強(qiáng)大的熱輻射的傷害使這種情況較其它地段更為嚴(yán)重。

6）滑觸線的安裝位置局限了檢修作業(yè)，使得檢修很不方便。

長期的使用，加之現(xiàn)場工況惡劣，導(dǎo)致近年使用中故障率逐步上升，對生產(chǎn)及設(shè)備正常運行影響越來越大，成為主要工藝生產(chǎn)線上的瓶頸。為了不影響生產(chǎn)，最大限度提高行車的作業(yè)率，經(jīng)可研階段的多方案反復(fù)比較，決定更換并改造現(xiàn)有滑觸線。

3 改造方案

3.1實施步驟

1）為不影響生產(chǎn)，改造在年修期間進(jìn)行，而改造期間為不影響年修中與年修后行車的正常使用，在不拆除原有滑觸線的情況下安裝新的安全滑觸線。由于原滑觸線早已超過使用年限，變形嚴(yán)重，在新安裝的安全滑觸線運行平穩(wěn)后再將原滑觸線進(jìn)行拆除。

2）新滑觸線的安裝位置比原有的滑觸線位置高出4.03m，避開了CF作業(yè)區(qū)噴爐造成的危害。

3）新滑觸線供電電源開關(guān)和供電電纜不與原有滑觸線共用，供電電源開關(guān)選用原配電室已有的，供電電纜需增加100m，大小為3×240+1×150㎜2

4）通過計算并經(jīng)討論后，選擇了載流量為2000安培的滑觸線和截面為185㎜2的補(bǔ)償電纜。

5）原滑觸線為三相三線制，新的滑觸線為三相四線制，即單獨引入一根地線到行車的主電源開關(guān)處，再與整個行車連接，以往當(dāng)出現(xiàn)大電機(jī)與外殼短路時，短路電流通過電機(jī)軸承傳給軌道再傳到大地，當(dāng)軸承與軸套之間由于油膜而造成連接電阻過大時，軸承易燒壞，從而影響生產(chǎn)，換成三相四線制較好的避免這種情況的發(fā)生。

6）為了檢修安全方便，新滑觸線安裝高于行車臺面2.35m，且滑觸線一字水平安裝，便于檢修人員及時更換備件，便于維護(hù)。

3.2滑觸線規(guī)格的選擇

1）滑觸線的規(guī)格主要根據(jù)載流量進(jìn)行選擇，其中集電器，供電段、膨脹段、安裝附件等標(biāo)準(zhǔn)配置由滑觸線生產(chǎn)廠家成套供應(yīng)。

2）三臺大小相同的行車，主吊電機(jī)為132KW，其每臺為243A額定電流，每臺的起動電流為1663A。

3）由于三臺行車任務(wù)繁重需頻繁起動，需選擇滑觸線的額定電流不小于主吊電機(jī)的起動電流，據(jù)此選擇了額定電流為2000A的滑觸線。

3.3補(bǔ)償點和補(bǔ)償電纜的確定

1）裸交流滑觸線的電壓損失按下式計算

式中：

Un —— 標(biāo)稱（線）電壓，此取380V;

Ijf—— 尖峰電流，此取1000A;

——? 滑觸線的計算長度，km，對單臺起重機(jī)系指供電點到最遠(yuǎn)端的距離，兩臺起重機(jī)時該距離應(yīng)乘以0.8，三臺起重機(jī)時應(yīng)以0.7

——功率因數(shù)，一般取0.5

RJ——? 滑觸線的交流電阻，此取1.2Ω/km

X——? 滑觸線的內(nèi)外電抗之和，此取0.8Ω/km

將各值代入式中計算得，電壓損失約為349V/km

2）本次改造滑觸線的全長為360m，故需要對滑觸線進(jìn)行電壓補(bǔ)償，增加輔助電纜，每隔30米一個補(bǔ)償點。根據(jù)載流量確定了補(bǔ)償電纜載面積為185㎜2。

3.4輔助支架

1）參照熔煉二系統(tǒng)85T吊車滑觸線的成功經(jīng)驗安裝跟制作輔助支架。

2）根據(jù)現(xiàn)場金屬粉塵大，酸堿性氣體多的特點，在滑觸線的支撐架上刷上耐酸性、堿性環(huán)境的絕緣漆。

3.5、滑觸線檢修預(yù)案

3.5.1 行車處于兩種狀態(tài)下的滑觸線本體的檢修預(yù)案

1）行車可運行：檢修人員通過原有檢修通道到達(dá)行車，再由行車運行到故障點，檢修人員站在行車臺面上打開固定在行車上的金屬防護(hù)網(wǎng)即可進(jìn)行檢修。

2）行車無法運行：檢修人員通過原有檢修通道到達(dá)行車軌道平面，然后在行車軌道平面上架一架3m樓梯即可到達(dá)故障點進(jìn)行檢修。

4 改造后存在的安全問題

4.1滑觸線的安裝位置

遵循安全生產(chǎn)的原則，為使設(shè)備運行時不留有安全隱患，設(shè)計中充分考慮了人的可能的不安全行為，跟新設(shè)備的不安全狀態(tài)。確定了行車臺面與滑觸線的垂直距離為2.35m，滑觸線與廠房頂梁的垂直距離為0.8m，與廠房墻梁的水平距離為0.51m。

4.2存在的安全隱患

1）人在行車臺面上檢修行車時可能會碰觸到滑觸線。

2）人在廠房頂面檢修作業(yè)時，可能從頂上滑落檢修工具與金屬導(dǎo)體，造成滑觸線短路。

3）在廠房頂面檢修作業(yè)的人員為了檢修作業(yè)方便在不知情的情況下用腳站在上面進(jìn)行檢修作業(yè)。

4.3對應(yīng)的安全措施

1）在滑觸線的正下方且高出行車臺面2m的地方加金屬防護(hù)網(wǎng)，在滑觸線與行車靠近側(cè)同樣加上金屬防護(hù)網(wǎng)，這樣可以避免檢修人員碰觸到滑觸線。

2）在滑觸線的輔助支架上加鋪彩鋼瓦，就可以防止上方滑落物體和人站在上面時對設(shè)備和人身所造成的傷害，此外彩鋼瓦可適應(yīng)熔煉惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，長時間使用也不會被腐蝕，因為彩鋼瓦本身具有一定的強(qiáng)度和防腐的功能。

3）為徹底消除安全隱患，車間應(yīng)編寫一部專門用于行車跟廠房頂面的檢修作業(yè)指導(dǎo)手冊。

5 實施效果

熔煉車間行車滑觸線改造后徹底消除了滑觸線因發(fā)熱膨脹而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象，也由于滑觸線安裝位置的升高，減少了各大爐對滑觸的熱輻射和粉塵對其的腐蝕。

6 結(jié)束語

熔煉車間滑觸線的改造應(yīng)用，為滑觸線在大噸位行車及復(fù)雜環(huán)境下的安全使用，提供了一種巧妙的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]《工業(yè)與民用設(shè)計手冊》第三版.北京：中國電力出版社.2005.

[2]上海業(yè)泰電氣有限公司.影響滑觸線選型的因素.2009.

作者簡介：張宏波（1983-08-），男，漢族，江西貴溪人，大專，助理工程師。