摘要：针对工业现场施工用的重型大截面电缆收、放；工业现场用行车用钢丝绳的卷取；钢厂钢包、渣包台车电缆的收、放，研发出一种能够兼容这三种作业的，且能够提升施工作业安全、高效快捷，大大节约人力、同时节约机械台班的专用装置。
目前国际工业现场重型大截面电缆敷设，主要偏向于电缆放线架结构的改变——轻便化。架体越轻便，材质越好，但价格贵，要么就是架体重。放线架轻便的价格贵，虽具备电机驱动，节约人力等相关做法，但缺乏对各先进做法的整合，在无线遥控敷设、收纳、同步传动方面尚未涉及，尚无产品实现无线遥控、同步传动的。在国内重型大截面电缆敷设，人员投入多达150人至200多人，属劳动密集型作业在科技发展的今天，这一劳动密集型作业方式急需改变，迫不及待地需要提高劳动作业效率、减少劳动力投入、提高作业安全系数。
结合国内外情况特进行该装置研究，以实现更方便、快捷、安全、高效的作业。
关键词：PWM技术；无线多点遥控控制；PLC控制；变频调速控制；变频电机
本次课题主要是针对工业现场施工用的重型大截面电缆收、放；工业现场用行车用钢丝绳的卷取；钢厂钢包、渣包台车电缆的收、放，研发出一种能够兼容这三种作业的，且能够提升施工作业安全、高效快捷，大大节约人力、同时节约机械台班的专用装置。
目前的现状为：如右图一所示，为人工敷设电缆图，涉及到重型大截面电缆的敷设需要投入人力多，光在电缆转盘处需要超过十几人作业，在沿电缆敷设路径需要投入的人数多达150人至200人，且需要投入机械台班作业。
图二为现场常用的电缆架设装置的实物图，人工敷设电缆，耗费人力多，且效率低下。
在科技发展的今天，这一劳动密集型作业方式急需改变，迫不及待地需要提高劳动作业效率、减少劳动力投入、提高作业安全系数。
图一
图二
本项研究旨在研制出具有自主知识产权的、高效率的施工专用装置。能够提升工业现场施工效率、能够改变工业现场电缆敷设、收纳，行车钢丝绳收纳施工工法，极具行业推广应用价值。
考虑架体结构优化、快速拆装、集电机传动功能于一体；考虑安全因素；考虑与沿途传动装置相结合，设置多个传动装置，从放线架体处、沿途敷设各部分，分段节约人力，从而大大节约人力投入。
针对不同现场需求，架设多个电缆传送装置，远程遥控控制信号具备中继功能，多个传动装置实现多点无线同步传动。以此来保证长距离，电缆隧道等信号传输受限处的应用。
传动可通过手持遥控器，实现对收放线机（电动机控制）及多个电缆传送装置同步启动与停止，需解决无线组网与障碍物及隧道对无线信号的衰减及屏蔽等影响。
图1.1电控系统图
通过手持遥控器，实现对收放线机（电动机控制）及多个电缆传送装置同步启动与停止，消除无线组网与障碍物及隧道对无线信号的衰减及屏蔽等影响；能够实现无线遥控、同步传动；多点同步控制、同步传动；实现重型大截面电缆敷设、收纳；同时能够实现钢包、渣包台车电缆的收、放；行车钢丝绳的卷取收纳工作，大大减少人力。它将安全性、高效集中于一体，不但能够提升企业形象，而且能够提升工业现场施工效率还能够改变工业现场电缆敷设、收纳，行车钢丝绳收纳施工工法，极具行业推广应用价值。
无线遥控系统
通过对手持遥控器的控制，实现对收放线机（电动机控制）及电缆输送机的同步启动与停止，需解决无线组网与障碍物以及隧道、涵洞对无线信号的衰减和屏蔽等影响。
无线遥控系统性能指标：
自组网；最多支持255个中继、控制器和遥控器。
遥控器：最多支持对20个控制器进行联动控制。
控制器支持两路继电器的输出。
控制器的工作电流范围：<250mA（5～25V供电。
中继的工作电流范围：<250mA（5～25V供电。
遥控器的工作电流范围：<60mA（2～4.2V锂电池供电）。
遥控器的休眠电流范围：<2uA。
遥控器电池的续航时间为8小时（可同时进行充电和工作）。
添加加中继后，空旷地段组网最大传输距离将达到10km以上。
工作温度范围：-20~85℃。
存储湿度范围：-40~125℃。
存储湿度范围：5～95% RH。
系统框图
无线遥控系统框图
装置设计概况
考虑架体结构优化、快速拆装、集电机传动功能于一体；考虑安全因素；考虑与沿途传动装置相结合，设置多个传动装置，从放线架体处、沿途敷设各部分，分段节约人力，从而大大节约人力投入。考虑集收、放功能于一体，达到一机多用功能。所采用的技术有电机驱动、正反转、无极调速，变频控制，无线控制同步传动技术。
适用于现场的重达8t至10t的重型大截面电缆卷盘收纳、放线，钢丝绳卷取收纳，钢包、渣包台车电缆卷取收纳工法研究，另外申请专利。
架体结构较为轻便能够方便移动、搬运，方便现场快速组装应用，能够控制箱处进行手动控制，能够实现遥控器远程遥控控制，方便快捷，且保证人员安全，能够保证电缆绝缘层不被拉坏。
能够针对不同现场路径需求，架设多个电缆传送装置，远程遥控控制信号具备中继功能，多个传动装置实现多点无线同步传动。以此来保证长距离，电缆隧道等信号传输受限处的应用，结合现场尽最大可能应用电动传输，大大节约人力投入。
无线控制、紧停、多个传动装置速度同步匹配（应用现场最难实现的是电缆架盘处输出电缆的速度和电缆路径沿途电缆传送装置传动速度的匹配）和调速（结合现场实际，控制电缆放线、收纳，钢丝绳收纳的速度）。
装置设计方案
通过所设计的一种是架设重型电缆盘专用装置，载重10t，总高1325mm，扬程245mm。即可满足现场电缆敷设、收纳的需求。可以避免作业人员直接抬电缆盘这一危险作业内容，油压升起电缆盘省力。具备放倾倒的安全功能。且附带了大型电缆盘转动安全驱动装置，可以避免在电缆盘转盘作业上投入过多的人员。
附带的转动安全驱动装置，具备转盘速度设置，且带夹紧电缆盘装置，在靠近轴处具有安全锁紧装置（丝扣旋紧装置，随着电缆盘转动的方向越转越旋紧，防止电缆盘转动时左右移动，确保了电缆盘转动的稳定性）。同时液压顶升节约了架设电缆盘时吊机台班的投入。
电缆架设装置，共设有16个架体平衡调节底脚装置，可满足现场不同工况下的电缆敷设，以往敷设时，可能存在现场地面不水平等问题，存在电缆盘倾倒等安全隐患，有了平衡调节底脚装置之后，可消除这一安全隐患。
电缆盘转动的速度，可以通过控制箱控制，根据现场实时情况控制电缆盘转动速度。安全，高效。
架体可以三个不同高度的电缆盘架设敷设电缆用，另外可以根据现场情况，地下垫枕木，调整高度，液压升起电缆盘，方便快捷。
通过链轮驱动。传动介质为双链轮，马达传动给最下方链轮，链轮驱动传动轴套，最下方链轮二次传动于中间链轮，中间链轮二次传动最上方链轮。传动可通过手持遥控器，实现对收放线机（电动机控制）及多个电缆传送装置同步启动与停止，利用中继解决无线组网与障碍物及隧道对无线信号的衰减及屏蔽等影响。
装置应用效果
通过手持遥控器，实现了对收放线机（电动机控制）及多个电缆传送装置同步启动与停止，并消除了无线组网与障碍物及隧道对无线信号的衰减及屏蔽等影响；
不进实现了无线遥控、同步传动；多点同步控制、同步传动；还实现了重型大截面电缆敷设、收纳；同时能够进行钢包、渣包台车电缆的收、放；行车钢丝绳的卷取收纳等工作，大大减少了人力。
达到了集安全性、高效于一体，提升企业形象，提升工业现场施工效率、改变工业现场电缆敷设、收纳，行车钢丝绳收纳施工工法等一系列性能和效用，极具行业推广应用价值。
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论文作者:呈玉生
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/1
标签：电缆论文; 装置论文; 作业论文; 现场论文; 多个论文; 截面论文; 钢丝绳论文; 《电力设备》2018年第17期论文;