1 輪胎吊高架滑觸線供電安全隱患

1.1 大車行走超限及轉向油電切換

采用岸電供電模式后，輪胎吊大車行走范圍受到滑觸線長度的限制，特別是當大車行至滑觸線兩端時，如果司機操作不慎，輪胎吊很容易超出滑觸線的范圍，從而引發(fā)安全事故：輕則造成受電器損壞，影響輪胎吊的正常使用；重則造成滑觸線損壞，影響整條供電線路上的輪胎吊正常運作。此外，若司機在大車轉向時未進行油電切換，也可能對滑觸線和受電器造成損壞。

1.2 受電器跳槽

大車快速行走或起吊重箱時，可能導致輪胎吊上的受電器跳出高架滑觸線，引發(fā)設備斷電。跳出的受電桿可能接觸其他相線上的滑觸線，造成短路，影響輪胎吊的正常作業(yè)。

1.3 滑觸線供電設施遭雷擊

集裝箱碼頭堆場安裝的高壓滑觸線鐵塔高達34 m，在雷雨季節(jié)極易受到雷電襲擊，造成整條滑觸線斷路。此外，輪胎吊上的受電器也經常遭到雷擊。

1.4 滑觸線供電設施遭撞擊

箱區(qū)內流動機械工作頻繁，夜間作業(yè)時可能與處于堆場道路中央的滑觸線鐵塔和變電站發(fā)生碰撞，導致設備受損。

2 輪胎吊高架滑觸線供電安全系統

針對上述安全隱患，利用科技手段開發(fā)輪胎吊高架滑觸線供電安全系統。該系統主要由輪胎吊大車行走終點保護裝置、輪胎吊安全運行保護裝置、高架滑觸線供電設施防雷裝置、高架滑觸線輸電鐵塔防撞警示裝置等組成。

2.1 輪胎吊大車行走終點保護裝置

在岸電供電模式下，輪胎吊大車行走范圍限制在懸掛高架滑觸線的 2 座端塔之間，這就要求輪胎吊大車行走終點保護裝置既能自動識別端塔，又能自動識別岸電供電模式和柴油發(fā)電機組供電模式，從而確保岸電供電模式下輪胎吊大車安全行走。

本文采用非接觸式傳感器檢測技術實現輪胎吊大車行走終點保護功能。由于輪胎吊沒有固定軌道，因此其移動軌跡并不是**的，這就增加了輪胎吊定位的難度。為此，選用檢測范圍較大、靈敏度相對較高的光電傳感器安裝于輪胎吊電氣房外，利用PLC系統編程控制輪胎吊大車的減速和停止，并向司機發(fā)出報警信號。

（1）硬件部分 首先，在輪胎吊的指定位置安裝4 個帶開關量輸出的光學鏡面反射傳感器（光電限位），再通過電氣連接將傳感器輸出的開關量信號傳送至PLC系統；其次，為配合光電傳感器的使用，在端塔上安裝特制的長條形反光鏡，安裝時與傳感器錯開，以免二者相互干擾。由于輪胎吊采用充氣式橡膠輪胎驅動大車，造成大車移動時產生一定的高低起伏（約100 mm），加上輪胎氣壓變化使整機高度產生 1~100 mm 的偏差，*終導致安裝在輪胎吊上的限位有近 200 mm 的浮動。為此，端塔反光鏡的有效檢測范圍必須大于 300 mm。

（2）軟件部分 運用PLC的邏輯運算功能處理從光電傳感器采集到的信號，從而實現對輪胎吊的自動控制。

2.2 輪胎吊安全運行保護裝置

通過安裝在輪胎吊上的岸電供電信號采集器和柴油發(fā)電機組供電信號采集器監(jiān)控岸電供電模式下受電器的工作情況：當受電器跳出滑觸線時，保護裝置切斷電源，設備停止運行，同時受電器上安裝的防跳掛鉤將跳出的受電桿擋在滑觸線下方，以免受電桿撞擊用于懸掛滑觸線的橫擔；當司機未收起受電桿卻向輪胎吊發(fā)出大車轉向指令時，保護裝置對輪胎吊控制系統發(fā)出拒絕執(zhí)行轉向指令的信號，并提醒司機收起受電桿。

2.3 高架滑觸線供電設施防雷裝置

（1）直擊雷電波入侵防護裝置 在供電鐵塔頂端安裝預放電避雷針，避雷針用直徑 57 mm 的鍍鋅鋼管連接，針尖高出塔頂 2.5 m，有效保護半徑大于75 m（箱區(qū)鐵塔間距為 143.6 m，在避雷針保護范圍之內）；用橫截面積 25 mm2 的導線將避雷針與輪胎吊供電線頂端的避雷線連接起來，形成針帶組合

體；避雷針底部連接鍍鋅扁鋼至接地體，單獨組成引下線；連接鐵塔攀梯扶手斷口，并與接地體連接，再組成引下線。實踐證明，該裝置防直擊雷效果優(yōu)

于之前使用的避雷索。

（2）感應雷電波入侵防護裝置 在輪胎吊供電箱內安裝 48 組 480 V**電涌保護器，并在輪胎吊場地配電箱中安裝 36 組 480 V **電涌保護器。

2.4 高架滑觸線輸電鐵塔防撞警示裝置

為防止流動機械在夜間作業(yè)時與高架滑觸線輸電鐵塔發(fā)生碰撞，在鐵塔上安裝警示燈，對流動機械司機予以警示。警示燈的供電系統采用綠色能源：白天通過太陽能電池板產生光生伏特效應，將太陽光能轉化為電能，并對電瓶充電；夜晚由電瓶向警示燈提供電力。控制系統采用單片機檢測太陽能電池板的輸出電壓：當自然光線強烈、太陽能電池板的輸出電壓上升時，單片機驅動充電繼電器閉合，警示燈關閉；當自然光線微弱、太陽能電池板的輸出電壓下降時，單片機驅動充電繼電器斷開，警示燈打開。