（南通振华重型装备制造有限公司 江苏南通 226010）
摘要：根据我们在本公司生产制造的港口起重机械上安装高压卷盘滑环箱的安装经验和在用户码头的现场调试经验，以及对此一套系统的工作原理、安装工艺、检验标准、运行维护进行总结，以便各类用户参考使用。本通用工艺适用于常规起重机械电缆卷盘和电缆的安装，特殊形式电缆卷盘和电缆安装也可做参考。本文详细说明了起重机械高压电缆卷盘、卷盘支座、高压电缆的安装工艺和质量检验要求，明确了各施工步骤的工艺内容和验收要求。
关键词：安装调试经验；工作原理；安装工艺；检验标准；运行维护
前言
港口起重机械上采用最为普遍的供电方式要属高压电缆卷筒，电缆线的长度可按起重机的地面行程长度而定。其分类，按驱动形式分为磁滞式和变频式两大类；按结构形式分为卷筒式和卷盘式（俗称蚊香式）。供货商分别有：wampfler（稳孚勒）、stemmann-technik（斯德曼）、delachaux（登莱秀）、cavotec（凯伏特）、宁波伟隆等。目前，卷筒式已经逐渐被卷盘式取代。卷筒式的相对优点在于，不会出现卷盘式的开档易张开的问题，但高压电缆的缠绕次数较多和平均折弯角度较大，最终将影响电缆的使用寿命。卷盘式又称高压电缆卷盘，这种电缆缠绕装置是目前起重机项目上使用最多的一种。其结构轻巧、电缆折弯次数少，唯一不足在于其卷盘开口会变大，如果调整不好，还会发生电缆卡死或出盘的危险。
高压电缆卷盘供电系统一般主要由高压卷盘、减速箱、带有制动器的电机、高压滑环接线箱（港机产品会附带光缆藕合箱）、驱动底座、电缆导向架，带换向的储缆框、地面高压接线箱（港机产品会附带光缆接线箱）。移动高压供电装置的工作原理，就是通过以上一系列装置的运行机构和保护装置，将地面的高压电源以及通讯引到起重机器上。
1 高压电缆卷盘安装
1.1施工准备：仔细阅读高压卷盘的安装说明书，尤其是安装零件之间的公差配合。整理项目图纸，仔细审阅高压电缆卷盘支座制作图纸及相互定位关系的装配图纸。
1.2 电缆卷盘的组装：装卸、移动半卷盘时，应注意吊点位置（正确的位置如图）。整个卷盘在起吊过程中，两组辐条受力点区域用橡皮包裹，并使用专用吊耳螺栓紧固在辐条上。为尽可能避免在吊装过程中卷盘的辐条出现变形及出现重大安全隐患，严禁直接吊装在单根辐条上。
半卷盘吊装示意图
电缆卷盘的分类，按拼装方式分为：散装式和半月形散装式；按开口的调整分为：开口可调型（辐条螺栓连接）和开口不可调型（卷盘辐条焊接）。宁波伟隆、Stemman的产品均由半幅卷盘拼装，Wampfler供货的卷盘由9片盘辐拼装，按照盘辐连接处上的标记连接盘辐；Delachaux、Cavotec卷盘辐条为散件拼装。详细安装要求参照各供货商提供的安装说明书，下述卷盘拼装以宁波伟隆公司的产品为例。
将半辐卷盘放置在几块枕木上，辐条垫平后连接安装中间法兰板，并注意与螺栓孔错开布置。将散装的电缆卷盘的连接法兰、辐条、外圈逐一进行组合，从而组成一副完整的卷盘。在卷盘组装过程中，需要保证其整体的平面度，如有问题需及时调整好，同时还要初步调整好卷盘的开档尺寸（一般大于电缆直径2～3mm）。
半辐卷盘拼装示意图
卷盘拼装时检测内法兰面是否存在棱角以便于卷盘法兰螺栓对接后贴合面完全贴合，两半卷盘的外圈对接位置必须对齐且保持平整，表面无毛刺、棱角，防止损坏电缆。检查无误后，用产品螺栓紧固连接成整体。拧紧条幅、盘芯连接处螺母，注意：拧螺母时应间隔、对称地拧紧，且要轮番多拧几次，不得一次拧紧以防单向拧紧变形；拧紧螺母后检查所有单耳止动垫片是否扣住U型垫板和螺母。
卷盘外圈对接示意图 紧固安装示意图（仅以宁波伟隆为例）
卷盘盘体装配完成后，检查并清除因装配引起的划痕、毛刺，避免损坏电缆；油漆破坏处应及时按本项目涂装工艺规范修补。
1.3 电缆滑环箱与驱动机构的安装：吊装电缆卷盘之前，应先对滑环箱、驱动机构与支座的成套件进行安装，并调整好其水平高度以及与结构中心的开档，紧固好螺栓。起重机钢结构横梁内部的筋板，必须与减速箱底座对筋后焊接或为整板制作同筋板。
1.4 电缆卷盘的吊装：电缆卷盘与驱动机构之间的安装应在卷盘组装后，才可以将拼装好的卷盘吊装在已安装好的卷盘驱动连接法兰上（驱动底座、电机、减速箱、滑环箱等组件已由供货商装配成成套件）。需注意：整个卷盘吊装点必须在内圈处两点受力，严禁直接吊在单条条幅上；且必须按照本卷盘生产厂家所提供的安装说明书上的螺栓扭力进行螺栓的终拧。
卷盘整体吊装示意图
1.5 卷盘垂直度的调整：在电缆卷盘整体安装到驱动机构的法兰上以后，安装电缆之前，要对卷盘垂直度进行测量，并通过减速箱底座的垫片数量和厚度进行调整。还要调整卷盘平面与钢结构横梁的平行度。最终依次安装导向架、导缆架等。
1.6 电缆卷盘安装的检验：
（1）首先检查电缆卷盘及驱动机构的品牌、型号、规格应满足设计要求
（2）卷盘内外圈开档尺寸的检验要求：卷盘外圈开档尺寸比电缆直径略大1～2mm，卷盘内圈开档尺寸比电缆直径略大2～3mm，为防止在缠绕电缆之后出现卷盘开档扒开。（需测量电缆直径实际尺寸）
（3）卷盘内圈与滑环箱动力驱动头的连接螺栓应按厂家提供的螺栓扭矩终拧。检查拼接外圈的对接处是否打磨平滑，以防止刮伤电缆表面。
（4）卷盘垂直度的检验：卷盘上部可适当向横梁内侧倾斜5～10mm。（如图纸有特殊要求应按图纸要求检查）
（5）卷盘支座螺栓连接的检验：电缆卷盘滑环箱和减速箱底座的螺栓，必须终拧到位，不允许底座垫片存在间隙。（不锈钢薄垫片≤3张）
（6）电缆导向架的安装必须根据用户现场实际情况进行现场定位安装或直接在用户码头现场安装。电缆卷盘平面与导缆支架平面应在同一平面内，偏差控制在5mm范围之内。导缆装置中心对高压电缆地面电缆槽中心线的偏移控制在10mm范围之内。
2 高压卷盘电缆安装与检验方法
2.1施工准备
高压电缆卷盘定位螺栓紧固报验合格，底座对筋焊接完成，卷盘的附近结构的涂装工作全部完成，且卷盘安装验收合格后方可敷设高压电缆。
安装高压电缆前，应仔细检查现场，清除任何可能损坏电缆的尖锐物和障碍物。
仔细核对要施工的高压电缆线的品牌、型号、规格是否和图纸以及标书一致，一定不能误用，否则安装好之后发现有误，那更换起来特别麻烦，尤其是用错的电缆回收工作是个麻烦事。
对于有光缆耦合器的高压电缆卷盘系统，在安装高压电缆前应将光缆耦合器从高压电缆卷盘的传动上脱离出来，确保高压电缆卷盘转动时，光缆耦合器不会转动，以免被损坏。光缆耦合器的复位工作，可在用户的现场进行。
电缆安装在高压电缆卷盘上之前，还需检查确认电缆进入卷盘的位置和图纸上高压卷盘的转动方向是否一致。（高压进线位置）
2.2高压卷盘电缆安装与过程检查
盘高压时保证电缆的缠绕方向在产品卷盘和运输电缆筒上的缠绕方向相同（就像普通自行车的链条一样），避免电缆敷设后内部存有扭力；高压电缆直径与卷盘的开档尺寸公差配合良好，使电缆在卷盘上排列整齐，不可出现下图中错位、重叠现象。
某项目高压卷盘电缆安装后：↑上部错位重叠，下部松散分开并出盘↑
针对电机直接驱动的高压电缆卷盘形式，在高压电缆安装时需要用专门的变频控制箱辅助安装，将原卷盘电机的电缆拆除，并将从变频控制箱过来的的电缆接好，点动控制箱上的按钮，确认好卷筒的旋转方向。
在电缆储缆卷筒的中心孔插入一根强度较高的钢管或铁棒，将电缆储缆卷筒用专用支架架空，并检查运输储缆卷筒是否能够自由旋转。检查卷筒和卷盘的圆边距是否至少在4m以上，且轴向平行，径向对中（卷筒对向卷盘的中心要在电缆卷盘开档的中心），卷盘和卷筒之间的正下方铺上清洁的三防布，以防电缆在拖动时表皮被磨伤以及电缆上附上杂物和灰尘等。
将高压电缆从储缆卷筒上拉出用吊车抬起后，从卷盘开档内经过后穿出，再穿过高压电缆卷盘中间的孔，最终穿到滑环箱内，注意套上电缆卷筒所带的密封圈和专用的收紧橡皮块。目前项目上都是先将高压端头制作好之后，才安装电缆，电缆进滑环箱之后，检查进去的长度是否正好（余量一般不超过2cm），将三相线、接地线都要固定在滑环转子上。并将光缆临时固定在高压滑环箱内靠近光缆耦合器接线箱处滑环转子上，并检查光缆是否保护好，使光缆能随着滑环一起转动，避免损坏光缆.待发运前由光缆制作人员将光缆穿入光缆箱内并做好光缆接头。所有临时绑扎固定的电缆，要保证卷盘转动时，电缆及其绑扎物不能碰到定子和电刷等，以免碰坏任何材料。
将高压电缆用专用支架和抱箍（包热缩套管），牢固的固定在高压电缆卷盘上，不允许有任何相对移动。通常要求至少安装二个抱箍，一个位于电缆进口处，另一个位于1/3圈处。在高压电缆出卷盘的位置用专门配置的电缆夹和橡皮垫固定，电缆进滑环箱的进线口处，检查是否装好密封圈并填堵硅胶，防止任何雨水或潮气进入滑环箱内。
进线口密封圈的紧固和高压电缆抱箍的紧固使用防松螺母；电缆从圈筒中心出来时弯曲弧度要合适、余量长度要适中。
检查并控制高压电缆储缆筒的运行情况，确保电缆顺利放出，以防出现异常情况。手动打开卷盘电机的制动器，操作高压电缆卷筒控制站，使高压电缆卷盘慢速转动带动电缆进入高压电缆卷盘。直到所有电缆都已经到了卷盘上。
所有电缆全部卷入卷盘后，将驱动电机的临时电缆拆除，复位正式电缆。卷盘在生产制造的单位，如果长时间不会转动卷盘，还需在卷盘上盖上卷盘罩子，防止油漆污染或杂物进入卷盘内。最后清理完现场而结束工作。
3 高压卷盘电缆与地面之间的连接
3.1地面高压接线箱与储缆框的安装
安装顺序必须为储缆卷筒在前，地面高压接线箱在后，并保证高压接线箱和储缆卷筒不会浸泡在积水中，特别是高压接线箱。储缆框必须安装牢固，并保证有足够的抗拉强度，以防机器大车运行时被拉翻掉。
3.2高压电缆的连接
起重机被起重和或运输到现场之后，即要安装高压卷盘电缆的下端头时，必须先将起重机移至尽可能靠近地面高压卷盘电缆储缆框处。此步骤如不严格执行，且高压卷盘电缆安装在卷盘上超过一周以后，就会出现上文提到的卷盘上部开档变大，从而出现卷盘中心以上的电缆发生错位，中心以下的电缆出现松散分开。如果起重机离得太远，而将电缆直接向下放出，就会出现外圈的电缆被慢慢赶到内圈卷盘中心位置，从而出现电缆拱起，给电缆带来损伤。
通过现场临时岸电电动控制或者手动点动释放制动器的方式，使卷盘上的高压卷盘电缆缓缓放下。注意在任何一种情况下都必须使卷盘点动转动，绝对不能连续转动，并至少有两个专人监视现场运行情况，一个在地面监视电缆整体运行情况，一个站在卷盘平台监视滑环箱内部元件和卷盘内圈电缆的运行情况，如有异常必须立马停止并检查。
将高压卷盘电缆抬放到储缆框处，且避免电缆直接在地面上拖动。在储缆框上缠绕3～4圈后，再穿到高压接线箱内，留好做高压终端的余量，如内有光缆的高压卷盘电缆，其余量要留到接线箱侧面的光缆接线箱，再补充一定的余量。然后，将电缆在储缆框上收紧并固定好，施工过程中要注意避免电缆有绞头，即不能有扭力存留在电缆上。在任何1米距离之内，电缆的扭转角度都不能超过25°。
3.3送高压电之前，要仔细检查各设备的各元件上的接线牢固情况，检查滑环箱、高压柜、接线箱内有无杂物，检查封堵的密封情况，确认无误之后，由高压操作人员进行监护和送高压电。各部位都要有醒目的高压警示标识和已送电标牌。
4 试运行与维护
4.1当起重机大车和高压卷盘在用户现场调试和试运行后，首先慢速短距离移动大车，检查电缆卷盘的整体运行情况，以及高压电缆过高压电缆坑或起重机过障碍物的情况。一定要多方位时时监控。如有隐患或异样，应立马停车检查并及时处理，后面继续边调试边检查，直到可靠运行。
4.2机器进入正常作业以后，滑环箱内的电刷和滑环之间因为要被弹簧时刻压紧才能保证供电的安全，但经过一段时间之后，电刷和滑环之间因长期摩擦会产生较多粉末而影响导电安全，所以需要定期检查清理（建议每个季度或每半年）。
4.3 高压电缆卷盘随整个机器投入正式生产以后，时间久了可能会出现开档变大的情况，每半年要进行复测和调整一次。电缆进入卷盘中心处的水密和电缆导向架的运行情况，每个季度检查一次，如发现有水密不严情况或运行异常情况要及时处理。
5 结束语
本文所述的内容为一套系统的安装工艺、检验标准和运行维护的总结，供我们参考使用，但不能直接照搬，现场的安装和调试工作还需结合厂家提供的技术文件同时进行。高压电缆端头的制作与高压系统的耐压试验由具有资质的单位和操作人员利用检定有效的耐压试验设备进行，其具体步骤和注意事项本文不再描述，我们将会在后期文章中继续探讨。
参考文献：
[1] QHSEW/HSLGSJ-09-2013-10《电气工艺安装规范》
[2] JTS257-2008 《水运工程质量检验标准》
论文作者:周启丰,高修代
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/24
标签：电缆论文; 高压论文; 压卷论文; 卷筒论文; 光缆论文; 螺栓论文; 辐条论文; 《电力设备》2018年第34期论文;