滑觸線式市電場橋優化改造

為響應國家節能減排及建設綠色港口的號

召，大連港集裝箱碼頭有限公司已經完成 18 臺場

橋的“油改電”改造，使用受電弓作為取電裝置，在

直流滑觸線上取 680 V 直流電源為“油改電”場橋

在市電作業狀態下提供電源。通過近幾年的使用，

“油改電”場橋憑借其低能耗及低排放的優勢已經

成為碼頭內進行堆場作業的主力設備。但隨著時

間的累積，“油改電”場橋在使用時會出現變電所

內直流滑觸線電源空開跳閘的故障，引起場地內

多條滑觸線斷電，造成碼頭內堆場作業中斷。對滑

觸線進行恢復供電操作時，需要排查出故障場橋。

但由于跳閘滑觸線區域工作場橋較多，且造成滑

觸線跳閘的原因也較多，使得此項排查工作耗時

長，嚴重影響場地內作業，尤其是影響重點船舶作

業時的作業效率。

1 需解決問題

為防止滑觸線發生跳閘故障，并且在發生滑

觸線跳閘故障后，縮短恢復滑觸線區域內場橋作

業的時間，應從解決場橋設備缺陷，防止滑觸線

跳閘故障的發生和當滑觸線跳閘故障發生后快

速恢復滑觸線區域作業方面，解決滑觸線跳閘問

題，降低其他原因造成滑觸線跳閘后對碼頭作業

效率的影響。

2 場橋缺陷造成滑觸線跳閘

2.1 原因分析

對為滑觸線供電的變電所內電源柜進行研

究分析，在為滑觸線供電的變電所的電源開關柜

內安裝過壓保護器，并將其觸點串入開關柜主電

源開關的跳閘線圈，以便主電源開關在滑觸線出

現過壓故障時可以及時跳閘，保護用電設備的安

全。因此，造成電源開關跳閘的原因主要有 2 點：

一是當受電弓正極或負極電纜對地絕緣阻值接

近 0 Ω 時，過壓保護器監測的正負極單相電壓會

快速升高，當超過過壓保護器設定的安全值后，

觸發過壓保護器動作，主電源開關跳閘線圈得

電，引起主電源開關跳閘；二是滑觸線地線在變

電所內作為檢測滑觸線正負極電壓過欠壓中性

點使用，若地線內串入交流電流，會導致滑觸線

斷電故障。

結合滑觸線供電電源空開跳閘原理，并對

故障過程復盤，檢測發生跳閘故障時故障滑觸

線內作業場橋絕緣情況、場橋接地裝置后，發現

因場橋缺陷造成滑觸線跳閘的原因主要有以下

3 點：

（1）受電弓電纜絕緣層損壞。受電弓接線鼻根

部內層電纜在初次做線頭時劃口過深，使內層電

滑觸線式市電場橋優化改造

港口科技·科研與技革

· · 18纜絕緣層被劃破，導致電纜內屏蔽層鋼絲網通過

劃口進入電纜芯，引起受電弓負極線路絕緣降低，

造成滑觸線發生短路跳閘故障。

（2）受電弓取電臂上的電纜安裝方式不合理。

電纜彎曲半徑不足，導致受電弓在進行收、放操作

及在滑觸線上水平移動時，電纜接頭與電纜連接

位置受力過大，造成電纜內電芯斷裂。斷裂電芯與

電纜接地屏蔽層接觸，導致變電所內滑觸線電源

空開跳閘。

（3）場橋漏電。經“油改電”后場橋輔助變壓器

輸出端零點與滑觸線地線相連。當場橋上用電設

備出現漏電情況時，場橋零線內產生電流，交流電

流經交流側地線串入直流側地線，造成變電所內

檢測裝置動作，引起滑觸線電源空開跳閘。

2.2 解決方案

針對場橋存在的引起滑觸線跳閘問題進行改

造，解決場橋缺陷造成滑觸線跳閘故障。

2.2.1 受電弓電纜接線整改

將電纜外層絕緣層延長剝去 2 cm，并將外漏

屏蔽層全部清理后， 使用高壓電布及塑料電布對

其做絕緣處理，并使用搖表測量其對地絕緣阻值，

直至其為正常值，以保證受電弓電纜絕緣阻值符

合設備作業要求。

2.2.2 受電弓取電臂電纜改造

受電弓電纜在初次安裝時，若安裝方式不合

理，電纜彎曲半徑不夠，會引起受電弓接頭發生斷

裂。若要將電纜彎曲半徑增大，需要重新對電纜進

行鋪設。同時，由于預留電纜長度不夠，部分電纜

經更換受電弓接頭后，電纜長度變短，若要使電纜

彎曲半徑滿足工作需求，需要對部分電纜進行更

換。由于受電弓電纜為拖鏈使用的屏蔽型動力電

纜，價格較高，若大量更換，成本較高。因此，為滿

足目前電纜長度，重新對受電弓取電裝置安裝方

式進行設計。優化后的受電弓接線見圖 1。新安裝

方式能夠減少電纜接頭受力，避免接頭處電纜電

芯斷裂后與屏蔽地線接觸后發生跳閘故障。同時，

由于無需對電纜進行更換，能夠節約大量的人工

及電纜更換的費用成本。