自 2008 年青島港率先進(jìn)行了集裝箱油改電項(xiàng)目以來，國(guó)內(nèi)已有十幾個(gè)碼頭進(jìn)行了類同的改造，有大量滑觸線（有高架和低架之分）在碼頭現(xiàn)場(chǎng)使用。隨著滑觸線的大量使用，故障隨之而來，為保障滑觸線的正常使用，提升其使用壽命，需要進(jìn)行大量的檢測(cè)，如相序檢測(cè)、欠壓檢測(cè)等，目前對(duì)滑觸線的檢測(cè)主要通過人工對(duì)高度 2.3 米的滑觸線進(jìn)行檢測(cè)，存在安全隱患，且檢測(cè)的準(zhǔn)確性難以得到保證。在進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，必須停掉滑觸線電源，暫停該線路的作業(yè)，影響作業(yè)效率。通過開發(fā)一套滑觸線監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)滑觸線的電壓值、相序等項(xiàng)目進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并顯示當(dāng)前故障信息，確保電壓檢測(cè)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離、人電分離。

輪胎吊滑觸線電壓檢測(cè)至關(guān)重要，對(duì)生產(chǎn)的影響較大，要求電壓必須確保在 44OV 電源上下百分之五浮動(dòng)，超過規(guī)定值對(duì)電氣設(shè)備危害很大。具體表現(xiàn)在電氣設(shè)備絕緣老化加快、壽命降低；其次是使變壓器等電氣設(shè)備空載損耗增大，線損增加；再次是導(dǎo)致用電設(shè)備功率過大，導(dǎo)致電線發(fā)熱，存在電氣火災(zāi)隱患；電壓過高對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生影響，因電壓過高導(dǎo)致定子鐵芯鐵耗增加，對(duì)定子繞組絕緣產(chǎn)生影響。所以需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)電壓值，通過加裝過壓繼電器，當(dāng)電壓超過規(guī)定值時(shí)，過壓繼電器動(dòng)作，采集觸點(diǎn)信號(hào)，在一段時(shí)間內(nèi)由 PLC 控制接觸器動(dòng)作，切換電源，保護(hù)電氣設(shè)備安全。另外，電壓值低于規(guī)定值，電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，若電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低，定子電流增大，線圈溫度升高，嚴(yán)重時(shí)可燒毀電機(jī)，通過加裝欠壓繼電器，當(dāng)電壓低于規(guī)定值時(shí)，欠壓繼電器動(dòng)作，由 PLC 采集欠壓繼電器信號(hào)，若一定時(shí)間內(nèi)低電壓未改善，則自動(dòng)切斷電源電路，保障電路安全。

電壓相序也是輪胎吊滑觸線檢測(cè)的重要內(nèi)容之一。若電壓相序正負(fù)顛倒，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)，相序顛倒導(dǎo)致定子磁場(chǎng)方向反向，電磁轉(zhuǎn)矩方向發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向發(fā)生變化，實(shí)際運(yùn)行方向與控制方向相反，存在重大安全隱患，目前主要通過人工進(jìn)行檢測(cè)，影響作業(yè)效率，且高空作業(yè)存在安全隱患。本裝置設(shè)計(jì)加裝相序保護(hù)器，自動(dòng)判斷電源相序，當(dāng)電路中相序與指定相序不符時(shí)，相序繼電器將觸發(fā)動(dòng)作，信號(hào)由 PLC 進(jìn)行采集，處理后切斷控制電路的從而達(dá)到切斷電動(dòng)機(jī)電源、保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的，同時(shí)發(fā)出故障代碼信號(hào)，方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員檢修。

滑觸線監(jiān)測(cè)裝置加裝漏電檢測(cè)器，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備的漏電情況，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)存在漏電情況時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并切斷電路，保障設(shè)備安全。監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)加裝電壓表及電流表，動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前電壓值及電流值，方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員查看及監(jiān)控。

滑觸線的安裝對(duì) C 型架的位置、垂直度等要求較高，要求電源三相碳刷壓力基本一致，避免因安裝垂直度等原因造成碳刷磨損不一，導(dǎo)致更換周期存在差異。通過在監(jiān)測(cè)裝置碳刷位置加裝壓力傳感器，采集三相電源碳刷的壓力值，通過 PLC 模擬量模塊傳送至 PLC 實(shí)時(shí)處理，當(dāng)滑觸線隨大機(jī)動(dòng)作時(shí)，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置的壓力值，通過檢測(cè)壓力值并進(jìn)行對(duì)比可有效檢測(cè) C 型架當(dāng)前位置的安裝是否存在問題，當(dāng)壓力值波動(dòng)較大時(shí)，則表示當(dāng)前位置 C 型架安

裝彎曲過大，需要矯正。同時(shí)裝置內(nèi)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸處安裝增量型編碼器，結(jié)合脈沖當(dāng)量，通過 PLC 程序設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠準(zhǔn)備報(bào)出故障點(diǎn)距離起點(diǎn)的距離，也能方便測(cè)量滑觸線供電區(qū)域的長(zhǎng)度，為維修人員查找滑觸線故障提供依據(jù)。PLC 程序設(shè)計(jì)圖如圖 1 所示。

為保障人身安全，本裝置電動(dòng)機(jī)的啟?？刂朴蛇b控器控制，同時(shí)加裝故障顯示器，由 PLC 判斷相應(yīng)故障并顯示相應(yīng)故障代碼，如過壓故障顯示數(shù)值“01”，欠壓故障顯示數(shù)值“02”；相序錯(cuò)誤顯示數(shù)值“03”。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠停止設(shè)備運(yùn)行，切實(shí)實(shí)現(xiàn)滑觸線所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目安全、高效、準(zhǔn)確完成，避免人工檢測(cè)需要停電，影響碼頭生產(chǎn)；也避免了以往人工檢測(cè)帶來的安全隱患和誤差，提高了效率，切實(shí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離、人電分離。