自 2008 年青島港率先進行了集裝箱油改電項目以來，國內(nèi)已有十幾個碼頭進行了類同的改造，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，需要進行大量的檢測，如相序檢測、欠壓檢測等，目前對滑觸線的檢測主要通過人工對高度 2.3 米的滑觸線進行檢測，存在安全隱患，且檢測的準確性難以得到保證。在進行檢測的同時，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)測裝置，對滑觸線的電壓值、相序等項目進行自動檢測，并顯示當前故障信息，確保電壓檢測順利進行，實現(xiàn)人機分離、人電分離。

輪胎吊滑觸線電壓檢測至關(guān)重要，對生產(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，超過規(guī)定值對電氣設(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；電壓過高對電動機的運行也會產(chǎn)生影響，因電壓過高導(dǎo)致定子鐵芯鐵耗增加，對定子繞組絕緣產(chǎn)生影響。所以需要隨時監(jiān)測電壓值，通過加裝過壓繼電器，當電壓超過規(guī)定值時，過壓繼電器動作，采集觸點信號，在一段時間內(nèi)由 PLC 控制接觸器動作，切換電源，保護電氣設(shè)備安全。另外，電壓值低于規(guī)定值，電動機欠壓運行，電動機啟動困難，若電動機正在運行，則電動機的轉(zhuǎn)矩降低，定子電流增大，線圈溫度升高，嚴重時可燒毀電機，通過加裝欠壓繼電器，當電壓低于規(guī)定值時，欠壓繼電器動作，由 PLC 采集欠壓繼電器信號，若一定時間內(nèi)低電壓未改善，則自動切斷電源電路，保障電路安全。

電壓相序也是輪胎吊滑觸線檢測的重要內(nèi)容之一。若電壓相序正負顛倒，因為現(xiàn)場電動機為三相異步電動機，相序顛倒導(dǎo)致定子磁場方向反向，電磁轉(zhuǎn)矩方向發(fā)生變化，進而導(dǎo)致電動機轉(zhuǎn)向發(fā)生變化，實際運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行檢測，影響作業(yè)效率，且高空作業(yè)存在安全隱患。本裝置設(shè)計加裝相序保護器，自動判斷電源相序，當電路中相序與指定相序不符時，相序繼電器將觸發(fā)動作，信號由 PLC 進行采集，處理后切斷控制電路的從而達到切斷電動機電源、保護電動機的目的，同時發(fā)出故障代碼信號，方便現(xiàn)場工作人員檢修。

滑觸線監(jiān)測裝置加裝漏電檢測器，動態(tài)監(jiān)測設(shè)備的漏電情況，當現(xiàn)場存在漏電情況時，自動發(fā)出報警信號并切斷電路，保障設(shè)備安全。監(jiān)測裝置內(nèi)加裝電壓表及電流表，動態(tài)顯示當前電壓值及電流值，方便現(xiàn)場工作人員查看及監(jiān)控。

滑觸線的安裝對 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 實時處理，當滑觸線隨大機動作時，實時顯示當前位置的壓力值，通過檢測壓力值并進行對比可有效檢測 C 型架當前位置的安裝是否存在問題，當壓力值波動較大時，則表示當前位置 C 型架安

裝彎曲過大，需要矯正。同時裝置內(nèi)電動機轉(zhuǎn)軸處安裝增量型編碼器，結(jié)合脈沖當量，通過 PLC 程序設(shè)計實時顯示當前位置，當出現(xiàn)故障時，能夠準備報出故障點距離起點的距離，也能方便測量滑觸線供電區(qū)域的長度，為維修人員查找滑觸線故障提供依據(jù)。PLC 程序設(shè)計圖如圖 1 所示。

為保障人身安全，本裝置電動機的啟停控制由遙控器控制，同時加裝故障顯示器，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”；相序錯誤顯示數(shù)值“03”。當出現(xiàn)故障時，能夠停止設(shè)備運行，切實實現(xiàn)滑觸線所有監(jiān)測項目安全、高效、準確完成，避免人工檢測需要停電，影響碼頭生產(chǎn)；也避免了以往人工檢測帶來的安全隱患和誤差，提高了效率，切實實現(xiàn)人機分離、人電分離。